高效率和節(jié)能是家電應(yīng)用中首要的問(wèn)題。三相無(wú)刷直流電機(jī)因其效率高和尺寸小的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用在家電設(shè)備中以及很多其他應(yīng)用中。此外，由于采用了電子換向器代替機(jī)械換向裝置，三相無(wú)刷直流電機(jī)被認(rèn)為可靠性更高。 標(biāo)準(zhǔn)的三相功率級(jí)(power stage)被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)三相無(wú)刷直流電機(jī)，如圖1所示。功率級(jí)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，為了使電機(jī)很好地工作，這個(gè)電場(chǎng)必須保持與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的角度接近90°。六步序列控制產(chǎn)生6個(gè)定子磁場(chǎng)向量，這些向量必須在一個(gè)指定的轉(zhuǎn)子位置下改變。霍爾效應(yīng)傳感器掃描轉(zhuǎn)子的位置。為了向轉(zhuǎn)子提供6個(gè)步進(jìn)電流，功率級(jí)利用6個(gè)可以按不同的特定序列切換的功率MOSFET。下面解釋一個(gè)常用的切換模式，可提供6個(gè)步進(jìn)電流。 MOSFET Q1、Q3和Q5高頻(HF)切換，Q2、Q4和Q6低頻(LF)切換。當(dāng)一個(gè)低頻MOSFET處于開(kāi)狀態(tài)，而且一個(gè)高頻MOSFET 處于切換狀態(tài)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)功率級(jí)。 步驟1) 功率級(jí)同時(shí)給兩個(gè)相位供電，而對(duì)第三個(gè)相位未供電。假設(shè)供電相位為L(zhǎng)1、L2，L3未供電。在這種情況下，MOSFET Q1和Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，電流流經(jīng)Q1、L1、L2和Q4。 步驟2）MOSFET Q1關(guān)斷。因?yàn)殡姼胁荒芡蝗恢袛嚯娏?，它?huì)產(chǎn)生額外電壓，直到體二極管D2被直接偏置，并允許續(xù)流電流流過(guò)。續(xù)流電流的路徑為D2、L1、L2和Q4。 步驟3）Q1打開(kāi)，體二極管D2突然反偏置。Q1上總的電流為供電電流(如步驟1)與二極管D2上的恢復(fù)電流之和。 顯示出其中的體-漏二極管。在步驟2，電流流入到體-漏二極管D2(見(jiàn)圖1)，該二極管被正向偏置，少數(shù)載流子注入到二極管的區(qū)和P區(qū)。 當(dāng)MOSFET Q1導(dǎo)通時(shí)，二極管D2被反向偏置， N區(qū)的少數(shù)載流子進(jìn)入P+體區(qū)，反之亦然。這種快速轉(zhuǎn)移導(dǎo)致大量的電流流經(jīng)二極管，從N-epi到P+區(qū)，即從漏極到源極。電感L1對(duì)于流經(jīng)Q2和Q1的尖峰電流表現(xiàn)出高阻抗。Q1表現(xiàn)出額外的電流尖峰，增加了在導(dǎo)通期間的開(kāi)關(guān)損耗。圖4a描述了MOSFET的導(dǎo)通過(guò)程。 為改善在這些特殊應(yīng)用中體二極管的性能，研發(fā)人員開(kāi)發(fā)出具有快速體二極管恢復(fù)特性MOSFET。當(dāng)二極管導(dǎo)通后被反向偏置，反向恢復(fù)峰值電流Irrm較小。
