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时间:2020/8/24 阅读:3175 关键词:MOS管
导通损耗Pon+截止损耗Poff+开启过程损坏+关断过程损耗+驱动损坏Pgs+Coss电容的泄放损耗Pds+体内寄生二极管正向导通损耗Pd_f+体内寄生二极管反向恢复损耗Pd_recover
电子元器件设计或选择前,会对MOS管工作过程进行模拟,并对损耗先期计算;
MOS管每种损耗计算方法
开启过程损耗
公式:Poff_on= fs×∫ TxVDS(off_on)(t) × ID(off_on)(t) × dt
开启过程 VDS(off_on)(t) 与 IDS(off_on)(t) 交叉波形如下图所示:
实际计算主要两种假设
A :VDS(off_on)(t)开始下降与 ID(off_on)(t)逐渐上升同时发生;
公式:Poff_on=1/6 × VDS(off_end) × Ip1× tr × fs
B:VDS(off_on)(t)下降是从 ID(off_on)(t)上升到最大值后才开始。
(可作最恶劣模式的计算值)
公式:Poff_on=1/2 × VDS(off_end) × Ip1 × (td(on)+tr) × fs
C: FLYBACK 架构路中一 MOSFET 实际测试到的波形,其更接近于 (A) 类假设。
关断过程损耗
如下图所示
预计得到关断完成后之漏源电压= VDS(off_beginning)
关断时刻前负载电流= IDS(on_end)
Ip2 , VDS(on_off)(t), IDS(on_off)(t)重叠时间为 Tx
公式:Poff_on= fs×∫ TxVDS(on_off)(t) × IDS(on_off)(t) × dt
实际计算
A: Poff_on=1/6 × VDS(off_beginning) × Ip2 × tf × fs
B: Poff_on=1/2 × VDS(off_beginning) × Ip2 × (td(off)+tf) × fs
(作最恶劣模式计算值)
导通损耗Pon
MOS管 完全开启后负载电流即漏源电流IDS(on)(t)在导通电阻 RDS(on)上产生压降引起损耗。
公式:Pon=IDS(on)rms2× RDS(on)× K × Don
截止损耗Poff
MOS管完全截止后在漏源电压 VDS(off) 应力下产生漏电流 IDSS引起损耗。
损耗公式:Poff=VDS(off)× IDSS×( 1-Don)
驱动损坏Pgs
栅极接受驱动电源进行驱动引起损耗;
损耗公式:Pgs= Vgs × Qg × fs
体内寄生二极管正向导通损耗Pd_f
MOS管体内寄生二极管在承载正向电流时因正向压降引起损耗;
损耗公式:Pd_f = IF × VDF × tx × fs
二极管承载的电流量=IF, 二极管正向导通压降=VDF , 一周期内二极管承载电流时间=tx
体内寄生二极管反向恢复损耗Pd_recover
MOS管体内寄生二极管承载正向电流后因反向压致反向恢复引起损耗;
损耗公式:Pd_recover=VDR × Qrr × fs
为二极管反向压降=VDR 二极管反向恢复电量= Qrr
Coss电容泄放损耗Pds
MOS输出电容 Coss 截止时储蓄电场能于导同期间在漏源极上泄放损耗。
损耗公式:Pds=1/2 × VDS(off_end)2× Coss × fs