在上一篇文章中,我們了解了同步整流降壓轉換器的損耗發生位置,并介紹了轉換器整體的損耗是各部位的損耗之和。從本文開始將探討各部位的損耗計算方法。本文介紹功率開關–輸出端MOSFET的傳導損耗。
PONH:高邊MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
PONL:低邊MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
PSWH:開關損耗
PGATE:柵極電荷損耗
PCOIL:電感的DCR帶來的傳導損耗
輸出端MOSFET的傳導損耗
輸出端MOSFET的傳導損耗是高邊和低邊MOSFET導通時的導通電阻(RDS(ON))帶來的,也稱為“導通損耗”。在這里使用以下符號來表示。
PONH:高邊MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
PONL:低邊MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
導通電阻是表示MOSFET特性的重要參數之一,并且MOSFET一定存在導通電阻。因此顯而易見,具有電阻的導體中會有電流流過,而這部分會產生損耗。
下面來求MOSFET的傳導損耗。下面電路圖中的IONH(紅色)表示高邊MOSFET導通時的電流。IONL(藍色)為低邊MOSFET導通時的電流。波形圖中的LX是開關節點的電壓波形,IONH和IONL是伴隨著開關的各電流波形,IL是電感電流,這是一個標準型示例。
在同步整流中,高邊開關導通時低邊開關會關斷,低邊導通時高邊會關斷。開關節點波形的紅色部分表示流過IONH,藍色部分表示流過IONL。也就是說,這期間流過MOSFET的電流和MOSFET的導通電阻帶來的功率損耗成為各自的傳導損耗。以下為計算公式示例。
可以看出,結果是根據歐姆定律,I2、R乘以導通期間后的值。電流模型使用了平均電流Io。
順便提一下,在二極管整流(非同步整流)的情況下,同步整流的低邊MOSFET僅成為二極管,因此可以用同樣的思路來求損耗。二極管中沒有“導通電阻”這個參數,因此根據正向電壓Vf計算。在這里由于電壓(Vf)是已知的,因此可以通過V、I來計算。另外,當開關為雙極晶體管時,也可以按照和二極管相同的思路根據VCE來計算。
在實際的計算中重要的是:導通電阻的值根據Io值中的導通電阻來計算。一般情況下在MOSFET的技術規格書中會給出導通電阻RDS(ON)和IDS的曲線圖,可以利用這些數據。二極管的Vf和雙極晶體管的VCE也同樣可以使用技術規格書中給出的數據。
下一篇文章中將探討開關損耗。
-
晶體管
+關注
關注
77文章
9682瀏覽量
138084 -
降壓轉換器
+關注
關注
7文章
1536瀏覽量
86403 -
傳導損耗
+關注
關注
1文章
7瀏覽量
2665
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論