如何选择功率开关管

由于压电陶瓷驱动器的驱动电压要150V左右，驱动电流也较大，对功率开关管的要求主要是最高耐压、能持续通过的最大电流、能承受的最大电流冲击和开关速度。作为大电流高电压功率开关管，一般有MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，即金属—氧化物—半导体场效应管）和IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极晶体管）两种器件，它们的相同点是都能耐高压、通过大电流。但它们也有很多区别，IGBT在打开状态时表现为一定压降，只有V_DS超过该压降之后才会有电流，表现为如图7-47所示的导通电压；而MOSFET在打开时表现为电阻性质，因此两者的功率损耗分别为V_DS·I和R_Dso·I²，即IGBT上的功率损耗与电流成正比，而MOSFET上的功率损耗与电流的平方成正比。

表7-2所示为MOSFET与IGBT的区别，对于压电陶瓷的驱动，选择IGBT作为开关管比较好，与MOSFET比，它更适合压电执行器驱动：大电流时功耗小、可选针对压电执行器驱动频率优化开关能量损耗的IGBT，通过外部二极管更严格的控制电流流向。例如Infineon公司的IGBT芯片SKB06N60HS，它采用双封装形式（如图7-48所示），片上集成了反向二极管，为电流双向流动都提供了回路。同时，它还采用了相应技术，对开关速度和功耗做了优化。这款IGBT的耐压为600V，在25℃时持续通过电流达12A，在100℃时为6A关闭能量损耗为80μJ，并适合30kHz以上工作频率，其响应速度也高达几十纳秒。

表7-2 MOSFET与IGBT的区别

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图7-47 MOSFET与IGBT的比较

图7-48 Infineon公司的IGBT芯片SKB06N60HS