데이트시트를 참고하여 고른 MOSFET인데도 불구하고 실제 회로를 구동해 보면 발열이 예상보다 너무 심하게 일어납니다.

Question

게이트 드라이버 회로에서 턴오프 속도를 더 빠르게 하기 위해 다이오드를 역방향으로 병령 연결하는 구조를 고려중인데 이외에도 발열과 스위칭 손실을 근본적으로 줄일 수 있는 회록적인 보완대책이 있다면 자세한 설명 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

FET 발열이 심하셔서 속상하실것 같습니다. 일단 제안하신 게이트 드라이버에 다이오드를 추가해서 턴오프 속도를 높이는건 스위칭 손실을 줄이는 좋은 방법일겁니다. 그리고 이 외에도 게이트 저항겂을 최적화 하거나 스너버 회로를 추가해서 서지 전압을 억제해 보시구, 혹시 회로 레이아웃에서 기생성분이 발생하지 않는지 점검하면 좋을 것 같아요. 고생하셔서 만드시는 만큼 좋은 결과가 있으셨으면 좋겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

Mosfet 발열은 먼저 도통손실인지 스위칭손실인지 구분해야됩니다.

턴오프를 빠르게 하려면 게이트 저항에 다이오드를 병렬 연결해 턴온/턴오프 저항을 따로 조절하는 방법이 효과적입니다.

하지만 너무 빠르면 EMI, 링잉, 전압 오버슈트가 커질 수 있습니다.

게이트 드라이버의 구동전류와 Vgs가 충분한지 확인해야 합니다.

하프브리지라면 Dead Time이 너무 짧거나 길어도 발열이 커집니다.

링잉이 심하면 RC Snubber를 추가합니다.

PCB에서는 게이트 루프와 전력 루프를 최대한 짧게 해야 합니다.

데이터시트의 Rds(on)은 보통 25℃ 기준이라 실제 고온에서는 더 커집니다.

즉, 게이트 구동 → Dead Time → Snubber → 레이아웃 → 방열 순서로 점검하는 게 가장 좋습니다.