图

2 MOSFET 的简化模型及工作特性曲线。

　　图

2 所示为 MOSFET 的简化模型及工作特性曲线,通过观察,不难发现,作为

主开关的

MOSFET 工作在第一象限, 是硬性开关, 要求开关速度快, 以减少开关

损耗

;而作为同步续流/ 整流用的 MOSFET 工作于第三象限,要求 MOSFET 具有

导通电阻小

,体二极管反向恢复电荷小, 栅极电阻小和开关特性好的特点。同

时

,MOSFET 器件作为一种电力场控效应管,特别适合作为低压大电流环境下系

统的开关组件

, 器件本身具有突出的特点:

　　

1) 导通电阻小,负载电流大,输入阻抗高,驱动功率小, 驱动电路简单;2) 导通

电阻具有正的温度系数

, 电流加大时, 温度升高, 电阻加大, 对电流起自动限流的

作用

, 不会产生二次击穿的现象;3) 漏极电流具有负的温度系数,因此多个

MOSFET 可以并联使用, 能够实现功率管间的自动均流;4) 开关速度快,工作频率
高。
　　大多数的实验研究均利用了

MOSFET 的单向导电开关特性,忽略了

MOSFET 优良的双向沟道导电特性,本文充分的利用了 MOSFET 处于第三象限
的漏极、源极伏安特性

, 实现了电机电枢电流的同步续流, 达到了提高控制器续流

效率的目的。
　　同步续流技术的关键就是利用

MOSFET 的第三象限工作特性, 代替续流二

极管工作

, 处于第三象限工作于同步续流状态的 MOSFET,其导通压降随电流的

增大线性的增长

,工作于同步续流状态的 MOSFET 可以视为一个具有固定阻值

的电阻

,即通态电阻。通态电阻的值为特性曲线的斜率, 由栅极电压控制, 栅极电

压越高

, 导通电阻越小。当 MOSFET 的漏极、源极反向压降达到一定数

值

,MOSFET 的体二极管导通,导通压降为固定值。以上分析说明,MOSFET 的导

通压降和导通损耗随着续流电流的上升而增加

,并且导通压降与续流电流成正比

关系

,增长速度较快;续流二极管本身的导通压降会随着导通电流的增加趋于饱和。

　　

2.3 同步续流对系统工作效率的影响

　　对于本文设计的直流电机的驱动控制系统来说

, 其特点是在处于低压大电流

的工作环境中

, 仍然具有较高的功率密度和瞬态响应。由于普通大功率二极管的

正向导通压降相对较大

(一般在 0.7V～1.0V 之间),即使是肖特基二极管的正向导

通压降也很难低于

0.3V,因而续流二极管的续流损耗占总损耗的比例很大, 在之