生产厂家的公式是不相同的,要按该型
f号资料提供的损耗公式计算,否则会有较大的计算误差。损耗计算的方法是,根据已知的使用条件先初选一个功率MOSFET,要满足VDSSVi
max、ID≥IOUTmax、Ciss或Crss小、RDSo
小的要求,然后按公式计算其损耗。若计算出来的损耗小于一定条件下的PD,则计算有效,可选用初选的功率MOSFET;若计算出来的损耗大于PD,则重新再选择或采用两个功率MOSFET并联,使12计算出来的损耗PD。计算前要已知:输入电压VIN或Vi
max及VINmi
、输出电压VOUT、最大输出电流IOUTmax、开关频率fsw。一般所选的MOSFET的PD往往是1~15W,其目的是减小损耗、提高效率。本文介绍美信公司的MAX8720单相降压式DCDC控制器及飞兆公司的多相降压式DCDC控制器FAN5019B组成的电路中的MOSFET损耗计算。损耗计算公式是非常简单的,关键是如何从MOSFET样本或数据资料中正确地选取有关参数。MOSFET主要参数的选取ID及PD值的选取MOSFET的资料中,漏极电流ID及允许耗散功率PD值在不同条件下是不同的,其数值相差很大。例如,N沟道功率MOSFETIRF6617的极限参数如表1所示。表1连续工作状态下的极限值
最大漏极电流IDM120A以最大结温为限的脉冲状态工作。不同的MOSFET生产厂家对ID及PD的表达方式不同。例如,安森美公司的NTMFS4108N的ID及PD参数如表2所示。表2最大极限值Tj25℃,否则另外说明
注:安装条件1为MOSFET安装在敷铜钣面积为65cm2的焊盘上见图4安装条件2为MOSFET安装在敷铜钣面积为27cm2的焊盘上见图4
f最大漏电流IDM106A脉冲状态,Tp10μs。在DCDC转换器中,MOSFET工作在占空比变化的脉冲状态,但也不是工作于窄脉冲状态;工作温度范围是40~85℃。表1、表2中无这种工作条件下的ID及PD值。ID可在下面的范围内选取:TA70~85℃时的IDID≤连续或短时的最大值。例如,表1中的ID可取11~55A,表2中的ID可取16~35A。PD一般选最小值。RDSo
值的选取MOSFET资料中给出结温Tj25℃及VGS10V及VGS45V时的典型RDSo
值及最大RDSo
值。另外,RDSo
也随结温上升而增加。一般RDSo
是在已知的VGS条件下由驱动器或控制器的VCC决定,取RDSo
最大值为计算值。Ciss及Crss的选取在计算开关管损耗时要用到输入电容CissCissCGDCGS或反馈电容CrssCrssCGS值。为减小开关损耗,要选择Ciss或Crss小的MOSFET。Ciss一般为上千到数千pF,而Crss一般为几十到几百pF。“MOSFETT选择指南”或“简略表”中往往没有Ciss或Crss参数,但有总栅极电容r