開關電源MOS管損耗要怎么處理

開關電源，又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，是電源供應器的一種。開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式及全閉模式之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，所以開關電源比較節省能源，產生廢熱較少。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而開關電源工作頻率高，也可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，開關電源重量也會比較輕。開關電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明等領域。

電源插座

開關電源的損耗不僅有待機損耗、使用損耗等等，其中也包括開關電源MOS管損耗。而開關電源MOS管損耗具體有哪一些呢？小課堂這就和大家來細說。

開關電源MOS管

開關損耗

開關損耗包括傳導損耗和截止損耗。

1、導通損耗是指功率晶體管從截止到接通的功率損耗。截止損耗是指功率晶體管從接通到斷開時產生的功率損耗。

2、開關損耗，包括導通損耗和匝間損耗，是硬開關和軟開關中經常討論的問題。

所謂導通損耗（turn on loss）是指當非理想開關接通時，開關電壓不會立即降到零，而是有一個下降時間。同時，其電流不會立即上升到負載電流，但也有上升時間。在這段時間內，開關管的電流和電壓有一個重疊區，會產生損耗，即導通損耗。通過這個類比，我們可以得到關斷損耗的原因，這里不再贅述。開關損耗的另一個含義是在開關電源中，當開關大功率MOS晶體管時，寄生電容需要充放電，這也會造成損耗。

MOS晶體管損耗的部分組成。

1、導通損耗PON

導通損耗是指MOSFET完全打開后，負載電流IDS（On）（T）對電阻RDS（On）的電壓降引起的損耗。

導通損耗計算：首先通過計算得到IDS（on）（T）的函數表達式，并計算其有效值IDS（on）RMS。然后按如下公式計算：PON=IDS（on）rms2×RDS（on）×K×don注：計算IDS（on）RMS的周期僅為on-time ton，而不是整個工作周期ts；RDS（on）隨IDS（on）（T）值和設備節點溫度而變化，此時的原則是根據規范找到接近預期工況的RDS（on）值（即乘以規范中提供的溫度系數K）。

2、截止損耗poff

截止損耗是指MOSFET完全切斷后，漏電流IDSS在漏源電壓VDS（off）應力作用下產生的損耗。

截止損耗計算：首先通過計算得到MOSFET的漏源電壓VDS（off），然后找到器件規范中提供的IDSS，然后按如下公式計算：poff=VDS（off）×IDSS×（1-don）注：IDSS會根據VDS（off）而變化，規范中提供的這個值是近似V（BR）DSS條件下的參數。如果計算出的漏源電壓VDS（off）很大，接近V（BR）DSS，則可以直接引用該值。如果很小，可以取零值，即忽略此項。

3、驅動損耗PGs

驅動損耗是指由柵極接收驅動功率而引起的損耗。

計算驅動損耗，在確定驅動電源電壓VGS后，可按以下公式計算：PGs=VGS×QG×FS注：QG為總驅動功率，可通過器件規格找到。

4、COS電容器放電損耗PDS

COS電容器的放電損耗是指在導通過程中，MOS輸出電容器漏源處存儲的電場的放電損耗。

coss電容器放電損耗的計算：首先必須計算或預測啟動前的VDS，然后按以下公式計算：Pds=1/2×VDS（off-end）2×coss×fs注：COS是MOSFET的輸出電容，一般可以等于CDs。這個值可以在設備規范中找到。

5、體內寄生二極管正向導通損耗

體內寄生二極管正向導通損耗是指MOS中寄生二極管正向壓降在攜帶電流時所造成的損耗。

在體內寄生二極管正向導通損耗計算中，有必要對二極管的寄生損耗進行計算。公式如下：Pd_f=IF×VDF×tx×fs，式中：IF為二極管載流，VDF為二極管正向導通壓降，tx為二極管在一個周期內的載流時間。注：器件的結溫和載流不同。根據實際應用環境，可以在規范中找到盡可能接近的值。

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