在一些大電流的MOS管應(yīng)用電路中,功耗越大,意味著發(fā)熱越多,器件溫升就越高,這對于電路的穩(wěn)定工作而言是個威脅,今天我們就來講一下MOS管驅(qū)動電路功率損耗的計算方法;
主要包含三部分,一部分是MOS導(dǎo)通電阻造成的功率損耗(傳導(dǎo)損耗),另外一部分是MOS在ON和OFF時產(chǎn)生的開關(guān)損耗,還有就是驅(qū)動器產(chǎn)生的損耗。
功率損耗計算
1.傳導(dǎo)損耗
所有的MOS管導(dǎo)通后都存在導(dǎo)通內(nèi)阻,當(dāng)電流流過之后就會產(chǎn)生功率損耗,一般用RDS(ON)來表示,傳導(dǎo)損耗一般來說和MOS的大小成反比,體積越大,其導(dǎo)通電阻一般能做的更小。
傳導(dǎo)損耗的計算如下,簡單來說就是流經(jīng)MOS管的電流與MOS管DS之間的壓降的乘積。
需要注意的一點是RDS(ON)的值會受溫度影響,溫度越高,其值越大,所以我們在評估傳導(dǎo)損耗時,還需要把溫度考慮在內(nèi);
2.柵極充電損耗
每當(dāng)MOS開通或者關(guān)閉時,其柵源米勒寄生電容就會發(fā)生充放電,所以開關(guān)損耗和開關(guān)頻率以及寄生電容的大小有關(guān),一般來說寄生電容和MOS大小成正比,體積越大,其寄生電容一般越大,所以雖然傳導(dǎo)損耗低了,但是開關(guān)損耗卻高了。
柵極充電損耗的計算等于柵極驅(qū)動電壓乘以柵極驅(qū)動電流,由于柵極驅(qū)動是開關(guān)模式,我們已知了柵極寄生電荷,根據(jù)Q=I*t=I/f,可以反向計算出柵極驅(qū)動的平均電流,從而計算出柵極充電的功率損耗。
3.開關(guān)損耗
由于MOS管開通或者關(guān)斷時,其電壓并不會立馬升高到電源電壓或者降低到0V,存在一定的斜率,因此在這個過程中會存在開關(guān)損耗,其計算方法如下;
其中Vin表示輸入電壓,Io表示輸出電流,tr表示MOS管開通時,輸出電壓從0V升高至電源電壓的時間,tf表示MOS管關(guān)斷時,輸出電壓從電源電壓降低至0V的時間,fsw表示開關(guān)的頻率。
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