降压式DCDC转换器中MOSFET的要求和选择
作者：北京航空航天大学方佩敏同步整流降压式dcdc转换器都采用控制器和外接功率mosfet的结构。控制器生产商会在数据资料中给出参数齐全的应用电路，但用户的使用条件经常与典型应用电路不同，要根据实际情况改变功率mosfet的参数。对功率mosfet的要求同步整流降压式dcdc转换器的输入及输出部分电路如图1所示，它是由带驱动mosfet的控制器及外接开关管q1及同步整流管q2等组成。目前，q1和q2都采用
沟道功率mosfet，因为它们能满足dcdc转换器在输入电压、开关频率、输出电流及减少损耗上的要求。
图1同步整流降压式dcdc转换器的输入及输出部分电路简图开关管与同步整流管的工作条件不同，其损耗也不一样。开关管有传导损耗或称导通损耗和栅极驱动损耗或称开关损耗，而同步整流管只有传导损耗。传导损耗是由mosfet的导通电阻rdso
造成的，其损耗与i2d、rdso
及占空比大小有关，要减少传导损耗需要选用rdso
小的功率mosfet。新型mosfet的rdso
在vgs10v时约10mω左右，有一些新产品在vgs10v时可做到rdso
约2～3mω。栅极驱动损耗是在开关管导通及关断瞬间，在一定的栅源电压vgs下，对mosfet的极间电容如图2所示进行充电建立vgs电压，使mosfet导通和放电让vgs0，使mosfet关断造成的损耗。此损耗与mosfet的输入电容ciss或反馈电容crss、栅极驱动电压vgs及开关频率fsw成比例。要减小此损耗，就要选择ciss或crss小、阈值电压vgsth低的功率mosfet。
图2mosfet的极间电容同步整流管也是工作在开关状态其开关频率与开关管相同，但因同步整流管工作于零电压vgs≈0v状态如图3所示，其开关损耗可忽略不计。
图3同步整流管导通时，vds≈0v为满足dcdc转换器的工作安全、可靠及高效率，所选的功率mosfet要在一定的栅极驱动电压下满足以下的条件：mosfet的耐压要大于最大的输入电压，即vdssvi
max；mosfet的漏极电流要大于或等于最大输出电流，即id≥ioutmax；选择ciss或选择rdso
尽量小的同步整流管，mosfet的损耗最小，使并满足其损耗值小于pdpd为一定条件下的mosfetcrss尽量小的开关管，允许耗散功率。另外，还要选择价格适中、封装尺寸小的如so8、dpak或d2pak封装贴片式mosfet。mosfet的vdss、id及rdso
等参数可直接从mosfet的样本或数据资料中找到，而其损耗则要在一定条件下经计算才能确定。mosfet的损耗计算
fdcdc控制器生产厂家在数据资料中给出开关管及同步整流管的损耗计算公式，其中开关损耗的计算往往r