開關(guān)電源是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的重要組件，可提供精確、高效的電壓調(diào)節(jié)。 MOSFET 發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，充當(dāng)控制電流的高速開關(guān)。 然而，MOSFET 工作期間可能會(huì)出現(xiàn)多種損耗類型，從而導(dǎo)致效率和可靠性降低。 為了優(yōu)化電源性能，必須識(shí)別和量化這些損耗。在本文中，我們將探討與開關(guān)電源 MOSFET 相關(guān)的八種損耗類型，并討論如何計(jì)算每種損耗以改進(jìn)電源設(shè)計(jì)：

1、傳導(dǎo)損耗：

溝道導(dǎo)通期間 MOSFET 的導(dǎo)通電阻 (R_ds_on) 會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)通損耗。 傳導(dǎo)損耗 (P_cond) 可使用以下公式計(jì)算：

P_cond = I_load^2 * R_ds_on，其中 I_load 是負(fù)載電流。

2、開關(guān)損耗：

開關(guān)損耗發(fā)生在 MOSFET 導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程中。 總開關(guān)損耗 (P_sw) 可以計(jì)算為：

P_sw = 0.5 * V_ds * I_load * f_sw * (t_rise + t_fall)，其中V_ds是漏源電壓，f_sw是開關(guān)頻率，t_rise是導(dǎo)通時(shí)間，t_fall是關(guān)斷時(shí)間。

3、柵極電荷損失：

柵極電荷損耗是由開關(guān)操作期間柵極電容的充電和放電引起的。 柵極電荷損失 (P_gate) 可以使用以下公式計(jì)算：

P_gate = Q_g * V_gs * f_sw，其中 Q_g 是總柵極電荷，V_gs 是柵源電壓，f_sw 是開關(guān)頻率。

4、 體二極管傳導(dǎo)損耗：

當(dāng) MOSFET 的本征體二極管在關(guān)斷狀態(tài)期間導(dǎo)通時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生體二極管導(dǎo)通損耗。 體二極管傳導(dǎo)損耗 (P_diode_cond) 計(jì)算如下：

P_diode_cond = I_load * V_f * D，其中 V_f 是二極管正向電壓，D 是開關(guān)波形的占空比。

5、體二極管反向恢復(fù)損耗：

當(dāng)體二極管從導(dǎo)通狀態(tài)恢復(fù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反向恢復(fù)損耗。 體二極管反向恢復(fù)損耗 (P_diode_rev) 的計(jì)算公式如下：

P_diode_rev = 0.5 * V_ds * I_rrm * t_rr * f_sw，其中I_rrm是反向恢復(fù)電流，t_rr是反向恢復(fù)時(shí)間，f_sw是開關(guān)頻率。

6、雪崩損失：

雪崩損耗發(fā)生在 MOSFET 的高能量事件期間，例如短路或電壓瞬變。 雪崩損失 (P_avalanche) 計(jì)算如下：

P_avalanche = E_avalanche * f_sw，其中 E_avalanche 是每個(gè)單個(gè)事件的雪崩能量。

7、同步整流損耗：

在同步整流中，由于使用額外的 MOSFET 代替整流二極管，因此會(huì)產(chǎn)生損耗。 同步整流損耗（P_sync）可以使用以下公式計(jì)算：

P_sync = (I_load^2 * R_ds_on * D) + (0.5 * V_ds * I_load * f_sw * (t_rise_sync + t_fall_sync))，其中使用前面定義的變量，t_rise_sync和t_fall_sync表示同步開啟和關(guān)閉 次，分別。

8、熱損失：

熱損耗是由于器件中的溫度變化而產(chǎn)生的，并且會(huì)降低 MOSFET 的性能。 熱損失 (P_ Thermal) 可計(jì)算如下：

P_ Thermal = (T_junction - T_ambient) / R_th，其中 T_junction 是結(jié)溫，T_ambient 是環(huán)境溫度，R_th 是熱阻。

了解和計(jì)算這八種損耗對(duì)于開關(guān)電源設(shè)計(jì)的優(yōu)化至關(guān)重要。 通過(guò)持續(xù)監(jiān)控并最大限度地減少這些損耗類型，工程師可以提高基于 MOSFET 的電源的整體效率和可靠性，并創(chuàng)建更強(qiáng)大、更高效的電子系統(tǒng)。想要了解更多關(guān)于電子元器件相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站http://www.cadodo.com/，我將持續(xù)更新。