MOS管消耗的8个局部详解【保藏】-KIA MOS管

MOSFET的任务消耗

在器件设想挑选进程中须要对 MOSFET 的任务进程消耗停止先期计较（所谓先期计较是指在没能够或许测试各任务波形的情况下，操纵器件规格书供给的参数及任务电路的计较值和估计波形，套用公式停止现实上的近似计较）。

MOSFET 的任务消耗根基可分为以下几局部：

1.导通消耗Pon

导通消耗，指在 MOSFET 完整开启后负载电流（即漏源电流） IDS（on）（t）在导通电阻 RDS（on）上产生之压降形成的消耗。

导通消耗计较

先经由进程计较获得 IDS（on）（t）函数抒发式并算出其有用值 IDS（on）rms，再经由进程以下电阻消耗计较式计较：

Pon=IDS（on）rms2× RDS（on）× K × Don

申明：

计较 IDS（on）rms时操纵的时代仅是导通时候 Ton ，而不是全部任务周期 Ts ； RDS（on） 会随 IDS（on）（t）值和器件结点温度差别而有所差别，此时的准绳是按照规格书查找尽可能靠近估计任务前提下的 RDS（on） 值（即乘以规格书供给的一个温度系数 K ）。

2.停止消耗Poff

停止消耗，指在 MOSFET 完整停止后在漏源电压 VDS（off） 应力下产生的泄电流 IDSS形成的消耗。

停止消耗计较

先经由进程计较获得 MOSFET 停止时所蒙受的漏源电压 VDS（off） ，在查找器件规格书供给之 IDSS ，再经由进程以下公式计较：

Poff=VDS（off）× IDSS×（ 1-Don）

申明：

IDSS 会依 VDS（off） 变更而变更，而规格书供给的此值是在一近似 V（BR）DSS前提下的参数。如计较获得的漏源电压 VDS（off）很大以致靠近 V（BR）DSS则可间接援用此值，如很小，则可取零值，即疏忽此项。

3.开启进程破坏

开启进程消耗，指在 MOSFET 开启进程中逐步降落的漏源电压 VDS（off_on）（t）与逐步回升的负载电流（即漏源电流） IDS（off_on）（t）穿插堆叠局部形成的消耗。

开启进程消耗计较

开启进程 VDS（off_on）（t） 与 IDS（off_on）（t） 穿插波形如上图所示。

起首须计较或估计获得开启时辰前之 VDS（off_end）、开启实现后的 IDS（on_beginning）即图示之 Ip1，和 VDS（off_on）（t） 与 IDS（off_on）（t） 堆叠时候 Tx。而后再经由进程以下公式计较：

Poff_on= fs×∫ TxVDS（off_on）（t） × ID（off_on）（t） × dt

现实计较中首要有两种假定 — 图 （A） 那种假定以为 VDS（off_on）（t）的起头降落与 ID（off_on）（t）的逐步回升同时产生；

图 （B） 那种假定以为 VDS（off_on）（t）的降落是从 ID（off_on）（t）回升到最大值后才起头。图 （C） 是 FLYBACK 架构路中一 MOSFET 现实测试到的波形，其更靠近于 （A） 类假定。

针对这两种假定延长出两种计较公式：

（A） 类假定 Poff_on=1/6 × VDS（off_end） × Ip1× tr × fs

（B） 类假定 Poff_on=1/2 × VDS（off_end） × Ip1 × （td（on）+tr） × fs

（B） 类假定可作为最卑劣形式的计较值。

申明：

图 （C） 的现实测试到波形能够看到开启实现后的 IDS（on_beginning）》》Ip1（电源操纵中 Ip1 参数常常是激磁电流的 初始值）。叠加的电流波峰切当数值咱们难以估计获得，其跟电路架构和器件参数有关。

比方 FLYBACK 中 现实电流应 是 Itotal=Idp1+Ia+Ib （Ia 为次级端整流二极管的反向恢 来电流感应回初极的电流值 -- 即乘以匝比， Ib 为变压器 低级侧绕组层间寄生电容在 MOSFET 开关守旧刹时开释的 电流 ） 。

这个难以估计的数值也是形成此局部计较偏差的首要缘由之一。

4.关断进程消耗

关断进程消耗。指在 MOSFET 关断进程中 逐步回升的漏源电压 VDS（on_off） （t）与逐步 降落的漏源电流 IDS（on_off）（t）的穿插重 叠局部形成的消耗。

关断进程消耗计较

如上图所示，此局部消耗计较道理及体例跟 Poff_on近似。

起首须计较或估计获得关断实现后之漏源电压 VDS（off_beginning）、关断时辰前的负载电流 IDS（on_end）即图示之 Ip2 和 VDS（on_off） （t）与 IDS（on_off）（t）堆叠时候 Tx 。

而后再经由进程以下公式计较：

Poff_on= fs×∫ TxVDS（on_off）（t） × IDS（on_off）（t） × dt

现实计较中，针对这两种假定延长出两个计较公式：

（A） 类假定 Poff_on=1/6 × VDS（off_beginning） × Ip2 × tf × fs

（B） 类假定 Poff_on=1/2 × VDS（off_beginning） × Ip2 × （td（off）+tf） × fs

（B） 类假定可作为最卑劣形式的计较值。

申明：

IDS（on_end） =Ip2，电源操纵中这一参数常常是激磁电流 的结尾值。因漏感等身分， MOSFET 在关断实现后之 VDS（off_beginning）常常都有一个很大的电压尖峰 Vspike 叠加其 上，此值可大抵按经历预算。

5.驱动破坏Pgs

驱动消耗，指栅极接管驱动电源停止驱动形成之消耗。

驱动消耗的计较

肯定驱动电源电压 Vgs后，可经由进程以下公式停止计较：

Pgs= Vgs × Qg × fs

申明：

Qg 为总驱动电量，可经由进程器件规格书查找获得。

6.Coss电容的泄放消耗Pds

Coss电容的泄放破坏，指MOS输入电容 Coss 停止时代储备的电场能于导同时代在漏源极上的泄放消耗。

Coss电容的泄放消耗计较

起首须计较或估计获得开启时辰前之 VDS，再经由进程以下公式停止计较：

Pds=1/2 × VDS（off_end）2× Coss × fs

申明：

Coss 为 MOSFET 输入电容，通俗可即是 Cds ，此值可经由进程器件规格书查找获得。

7.体内寄生二极管正向导通消耗Pd_f

体内寄生二极管正向导通消耗，指MOS体内寄生二极管在承载正向电流时因正向压降形成的消耗。

体内寄生二极管正向导通消耗计较

在一些操纵体内寄生二极管停止载流的操纵中（比方同步整流），须要对此局部之消耗停止计较。

公式以下：

Pd_f = IF × VDF × tx × fs

此中： IF 为二极管承载的电流量， VDF 为二极管正向导通压降， tx 为一周期内二极管承载电流的时候。

申明：

会因器件结温及承载的电流巨细差别而差别。可按照现实操纵情况在其规格书上查找到尽可能靠近之数值。

8.体内寄生二极管反向规复消耗Pd_recover

体内寄生二极管反向规复消耗，指MOS体内寄生二极管在承载正向电流后因反向压导致的反向规复形成的消耗。

体内寄生二极管反向规复消耗计较

这一消耗道理及计较体例与通俗二极管的反向规复消耗一样。

公式以下：

Pd_recover=VDR × Qrr × fs

此中： VDR 为二极管反向压降， Qrr 为二极管反向规来电量，由器件供给之规格书中查找而得。

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