在开关电源中，能影响MOS管工作：寄生参数+散热条件+开关损耗+导通损耗。

MOS管最主要的影响是：开关损耗+导通损耗。

 

开关损耗

产生开关损耗的原因是：栅极电荷Qg；

栅极电荷Qg是什么？

栅极电荷Qg是：MOS管门极充放电所需能量。

 

相同电流+电压的MOS管，栅极电荷Qg越大损耗越大，所以选择MOS管时，应选择低栅极电荷Qg值。

Qg与Vgs关系图如下：

 

 

导通损耗

 

产生开关导通损耗的原因：导通阻抗Rds;

影响电源效率与体积大小：导通阻抗Rds， 所以设计电源时，一定要降低导通阻抗；

影响导通阻抗Rds值是:栅极驱动电压Vgs+流经MOS管的电流;

Rds与Vgs + Id 关系图如下：

 

 

MOS管在高效电源应用中的选择

 

1.漏源电压VDS选择

MOS管实际工作环境最大峰值漏源极间电压 ≤ 规格书所标漏源击穿电压的 90%

公式：VDS_peak ≤ 90% * V(BR)DSS

PS：V(BR)DSS 正温度系数，取设备最低工作温度下的值；

 

2.漏极电流选择

MOS管实际工作环境最大周期漏极电流 ≤ 规格书最大漏源电流的90%;

表达式：ID_max ≤ 90% * ID

漏极脉冲电流峰值 ≤ 规格书漏极脉冲电流峰值的90%；

表达式：ID_pulse ≤ 90% * IDP

 

3.MOS管驱动选择

MOS管驱动要求由栅极总充电电量Qg参数决定，在满足此参数下,选择最小Qg值，

驱动电压：取规格书中值，或保证远离最大栅源电压VGSS下，用Ron最小电压值

 

4.散热

 Ron 值越小，导通损耗越小，Rth值越小，温度差越小，有利于散热

 

 

5.损耗功率算法(参考实际电路+工作条件而定)

PD = Pon + Poff + Poff_on + Pon_off + Pds + Pgs+Pd_f+Pd_recover

 

6.耗散功率

损耗功率 PD（max）参考电子元器件最大工作结温度限制依据;

公式PD（max）= (Tj（max）-Tamb)/Rθj-a

Rθj-a是：电子元器件结点至其工作环间的总热阻，在之间还有绝缘材料，那么还要考虑此热阻。

 

根据电源输入电压，确定电子元器件最大电压，确定MOS管额定电流(负载下承受最大电流)，确保选择MOS管承受连续电流和脉冲尖峰。

在电源设计器件选型中，首先根据电源的输入电压，确定器件所能承受的最大电压，额定电压越大，器件的成本就越高。然后需要确定 MOS管的额定电流，该额定电流应该是负载在所有情况下能够承受的最大电流。确保所选择的MOS管能够承受连续电流和脉冲尖峰。

 

美国中央半导体Central Semi推出了系列低Rds和Qg的功率MOS管。

其中CDM2205-800FP最具代表性，它的优势：

1.最大耐压为800V

2.最大连续电流5A

3.导通阻抗低至2.2Ω

4.栅极电荷Qg仅为17.4nC