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揭秘高效电源如何选择合适的MOS管

作者:时间:2017-10-13来源:网络收藏

  在当今的开关设备中,管的特性、寄生参数和散热条件都会对管的工作性能产生重大影响。因此深入了解功率管的工作原理和关键参数对设计工程师至关重要。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/365991.htm

  目前,影响开关电源效率最大的两个损耗因素是:导通损耗和开关损耗,以下分别对这两种损耗做具体分析。

  导通损耗

  导通损耗具体来讲是由MOS管的导通阻抗Rds产生的,Rds与栅极驱动电压Vgs和流经MOS管的电流有关。如果想要设计出效率更高、体积更小的电源,必须充分降低导通阻抗。如图1所示是导通阻抗Rds、Vgs和Id的曲线图:

  

  图1:导通阻抗Rds与Vgs和Id的曲线图

  开关损耗

  栅极电荷Qg是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷是MOS管门极充放电所需的能量,相同电流、电压规格的MOSFET,具有比较大的栅极电荷意味着在MOS开关过程中会损耗更多的能量。所以,为了尽可能降低MOS管的开关损耗,工程师在电源设计过程中需要选择同等规格下Qg更低的MOS管作为主功率开关管。如图2所示是栅极电荷Qg与Vgs的曲线图:

  

  图2:栅极电荷Qg与Vgs的曲线图

  MOS管选型

  针对开关电源的应用,美国中央半导体(Central Semi)推出了一系列低Rds和Qg的功率MOSFET。代表型号为CDM2205-800FP,该MOS管具有以下性能优势:

  • 最大耐压为800V

  • 最大连续电流5A

  • 导通阻抗低至2.2Ω

  • 栅极电荷Qg仅为17.4nC

  如图3所示是CDM2205-800FP在反激开关电源中的应用。在电源设计器件选型中,首先根据电源的输入电压,确定器件所能承受的最大电压,额定电压越大,器件的成本就越高。然后需要确定 MOS管的额定电流,该额定电流应该是负载在所有情况下能够承受的最大电流。确保所选择的MOS管能够承受连续电流和脉冲尖峰。

  

  图3:CDM2205-800FP在反激开关电源中的应用



关键词: MOS 电源

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