인버터 회로에서 스위칭 소자 역회복 특성의 중요성3상 변조 인버터 회로를 통한 PrestoMOS™와 일반적인 SJ MOSFET의 효율 비교 (시뮬레이션)

이번에는 4번째의 「3상 변조 인버터 회로를 통한 PrestoMOS™와 일반적인 SJ MOSFET의 효율 비교」에 대해 설명하겠습니다. 이 효율 비교는 시뮬레이션을 사용하여 비교하였습니다.

• ■인버터 회로의 종류와 통전 방식
• ■3상 변조 인버터 회로의 기본 동작
• ■더블 펄스 시험을 통한 PrestoMOS™와 일반적인 SJ MOSFET의 손실 비교 (실제 측정 결과)
• ■3상 변조 인버터 회로를 통한 PrestoMOS™와 일반적인 SJ MOSFET의 효율 비교 (시뮬레이션)

3상 변조 인버터 회로를 통한 PrestoMOS™와 일반적인 SJ MOSFET의 효율 비교 (시뮬레이션)

앞서 실시한 더블 펄스 시험을 통한 손실 비교에 이어, 본 테마의 평가 대상인 3상 변조 인버터 회로를 통해 효율을 비교해 보겠습니다. MOSFET는 더블 펄스 시험에서 사용한 것과 같은 제품으로 PrestoMOS™ R6030JNx와 일반적인 SJ MOSFET R6030KNx입니다. 이 효율 비교는 시뮬레이션을 사용하였으며, 해당 시뮬레이션 회로는 그림 19와 같습니다.

시뮬레이션 조건은 더블 펄스 시험에서 사용한 조건을 바탕으로 하기와 같이 설정하였습니다.

1. (1) 게이트 구동 전압 V_GS : 0V to 12V
2. (2) 전원전압 V_in : 280Vdc
3. (3) 인덕터 L_U, L_V, L_W : 8mH
4. (4) 스위칭 주파수 f_sw : 5kHz
5. (5) 게이트 저항 R_G(on) : 디바이스를 통해 변경 (Turn-on의 di/dt를 100A/µs에 맞추기 위해)
    ・PrestoMOS™ R6030JNx : 60Ω (180Ω을 3병렬)
    ・R6030KNx : 180Ω
6. (6) 게이트 저항 R_G(off) : 22Ω
7. (7) 출력전력 P_OUT : 100W, 300W, 500W, 700W, 1000W

시뮬레이션 결과로서, 그림 20은 효율, 그림 21은 MOSFET 1개당 손실을 나타낸 것입니다.

결과와 같이 PrestoMOS™ R6030JNx (적색 선)가 효율이 높고, 우수한 역회복 특성으로 효율 향상에 유효하다는 것을 알 수 있습니다. 또한, 손실의 경우, 출력 1000W 시에 MOSFET 1개당 0.5W의 손실이 개선되어 MOSFET 6개, 즉 MOSFET 전체로는 3W의 손실이 개선됩니다.