Mosfet功耗介紹與計算ppt課件.ppt

MOSFET功耗種類介紹與計算 Preparedby StevenHsu 1 MOSFET功耗通常在一些資訊中只提到導(dǎo)通損失和開關(guān)損失 在上下橋接或同步整流應(yīng)用實務(wù)上還包含下列幾項損失 在功耗上的貢獻 在不同的應(yīng)用拓樸會有不同程度的貢獻 以下我們將進一步來探討 1 導(dǎo)通損失Conductionloss2 開關(guān)損失Switchingloss3 柵極驅(qū)動損失Gatedriveloss4 體二極管導(dǎo)通損失Bodydiodeconductionloss5 體二極管逆向恢復(fù)損失Diodereverse recoveryloss6 輸出電容損失Outputcapacitanceloss MOSFET功耗種類介紹 2 1 導(dǎo)通損失Conductionloss MOSFET控制導(dǎo)通狀態(tài)下 洩極電流流經(jīng)MOSFET洩 源及所產(chǎn)生之功耗損失稱之 在圖1MOSFET動作波形時序圖中 為在t4 t6週期時間所產(chǎn)生的功耗 其功耗等於 Pcond Irms xRds on MOSFET功耗種類介紹 圖1MOSFET動作波形時序圖 3 MOSFET功耗種類介紹 2 開關(guān)損失Switchingloss MOSFET控制開通與關(guān)斷轉(zhuǎn)態(tài)下 所產(chǎn)生之開關(guān)切換功耗損失稱之 在圖1MOSFET動作波形時序圖中 為在t2 t3與t7 t8週期時間所產(chǎn)生的功耗 其中t2 t3週期為開通時之開關(guān)損失 t7 t8週期則為關(guān)斷之開關(guān)損失 值得注意的是有些時候開關(guān)損失會大於導(dǎo)通損失 所以才會發(fā)展出零電壓 零電流等柔性切換拓樸產(chǎn)生 來降低開關(guān)切換動作時所帶來之功耗損失 其功耗在不同拓樸會有些許變化 以下為buck同步整流範(fàn)例 其功耗等於 t2 t3 t7 t8 4 MOSFET功耗種類介紹 3 柵極驅(qū)動損失Gatedriveloss MOSFET控制開通必須將柵極充電至最高驅(qū)動電壓 此時向柵極充滿電荷所產(chǎn)生之驅(qū)動功耗損失稱之 在圖1MOSFET動作波形時序圖中下方 為在t1 t4顯示柵極各周期電荷量 控制開通時從t1開始充電 直至t4柵極充滿電荷 關(guān)斷時t7開始放電 直至t9完全放電 以下為buck同步整流範(fàn)例 其功耗等於 Pgate HS Qg HS xVdriverxfsw Pgate LS Qg HS xVdriverxfsw 5 MOSFET功耗種類介紹 4 體二極管導(dǎo)通損失Bodydiodeconductionloss MOSFET在柵極未轉(zhuǎn)態(tài)前或防止開關(guān)同時導(dǎo)通而提前關(guān)閉柵極電壓時間 deadtime 而源極電流流經(jīng)MOSFET源 洩間之寄生體二極管及所產(chǎn)生之導(dǎo)通功耗損失稱之 在圖2MOSFET動作波形時序圖中 為在Td週期時間所產(chǎn)生的功耗 其功耗等於 Pdiode IsdxVdxtdxfsw 圖2MOSFET動作波形時序圖 6 MOSFET功耗種類介紹 5 體二極管逆向恢復(fù)損失Diodereverse recoveryloss MOSFET控制關(guān)斷轉(zhuǎn)態(tài)下 MOS開關(guān)之體二極管如PN介面二極館特性一樣會有延遲關(guān)斷現(xiàn)象所產(chǎn)生之體二極管逆向恢復(fù)功耗損失稱之 在下圖 以下為buck同步整流範(fàn)例 其功耗等於 圖3diodereverse recoverywaveform 7 MOSFET功耗種類介紹 6 輸出電容損失Outputcapacitanceloss MOSFET在關(guān)斷時其洩 源極間之寄生輸出電容會被充電 此時向寄生輸出電容充滿電荷所產(chǎn)生之功耗損失稱之 以下為flyback同步整流範(fàn)例 其功耗等於 Pcoss pwm 1 2xCoss pwmxVds pwm xfswPcoss sr 1 2xCoss srxVds sr xfsw 8 MOSFE