现在能效的要求越来越高,电源整个系统中MOS管的损耗不可小视
一般MOS管用于开关管,同步整流管。
MOS管的损耗一般有三部分导通损耗,栅极损耗,开关损耗,后面发帖说说各部分损耗
另,具体MOS规格和选型可上元器件网http://www.yuanqijian.com/mosfet/
现在能效的要求越来越高,电源整个系统中MOS管的损耗不可小视
一般MOS管用于开关管,同步整流管。
MOS管的损耗一般有三部分导通损耗,栅极损耗,开关损耗,后面发帖说说各部分损耗
另,具体MOS规格和选型可上元器件网http://www.yuanqijian.com/mosfet/
栅极损耗应该是对栅极电容充电荷所用的能量,栅极极板上电荷充满后就只剩下维持能量了,这个过程是从大到小的,也就是说栅极充电的开始电流很大,然后逐渐减小,这部分损耗相对于其他损耗来讲要占比例很少
导通损耗是在管子饱和导通时电流在沟道内阻上生成的热,Q=(I^2)RT, I和T是我们必须的,那么只剩下R了,所以通态电阻越小损耗将越小。特别提到的是:尽可能保证栅极极板上的电荷充足才能保证沟道内有足够的载流子,才能保证通态电阻最小
开通损耗是在管子由关闭状态转入开通时,D,S两端电压与电流的变化过程中的损耗,D,S电压由HV转入Vds(saturate)时,是一个倾斜下降的过程,电流由0转入最大Imax,是倾斜上升的,在这个交叉过程中的区域就是损耗能量。关断时反之。
只分析开通损耗,关断差不多。
由于开通时电压倾斜下降,电流倾斜上升,所形成的交叉区是损耗,那么交叉区越小损耗就越小,也就是说电压下降越快,电流上升越快,交叉区越小,然后损耗就越小。
既然知道了损耗小的本质了,那么就是找方法让电压下降快和电流上升快。电压和电流变化快的原因是什么呢,就是导通时管子由截止到导通的电阻由无穷大到最小的时间快,那么这个电阻的形成又是来自于门极电荷,只有门极与衬底之间的电容充电荷越快,沟道形成的越快,电阻变化才越快,电压电流变化率才越快。
门极电荷充电又是驱动电路提供,所以驱动所拥有的驱动功率越大,才有充电越快。
到这里已经找到了影响开通损耗的根源了,但是开通损耗过快又会有什么结果呢?
如果开通很快,也就是说电压下降率很高,即du/dt很大,那么对外的响应就是所谓的共模信号;还有一个电流变化率di/dt与电感量的乘积,则表现为一个电压信号,在哪呢?就在电感的两端,这里形成的是一个负压,(关断时形成的是一个正压),也就是说di/dt越大,电压尖峰越高,需要的管子耐压越高。
关断损耗请各位自己分析,跟开通时差不多,在示波器上保存这些数据后可以经过积分计算出开关损耗的
说道到这里,其实开关损耗就是控制门极充放电的快慢,调整的方法就是门极的电阻。
正是由于硬开关有较大的损耗,所以才有了谐振开关,也就是加入电容同电感谐振,当震荡过零时开关,有零电压和零电流两种,各位自己查资料吧,我打拼音太慢了
合适的软开关拓扑就是可以不增加成本,又大幅度降低损耗. 开关管不发热.
比如尤小翠的并联谐振正弦波逆变电路, 主拓扑才几个另件. 还更降低了成本. 在12V条件下,不作任何改动,输出几十瓦很轻松,一百瓦内没问题. 500-1000瓦的,其实也可以,只是要自己动脑子创新了,现成的电路还不支持. 但肯定能有戏. 咱己经过来了,留着以后比赛用. 相信有信心有能力的网友, 可以独立破局.
传统的royer电路,也是会有戏的,低压应用也己经过来了. 咱这几天正在着手高电压应用方案. 要绕开3倍以上反压的瓶颈,理论上已有可行性. 真要解决了,就可以让电子变压器也实现软开关 : ) 场管当然也可以变通了跟进.
这个世界上除了那些看起来好象完美的东东外. 更重要的却是普及型. 比如小巩的节能灯,把握好了,比lC的也不会差太多,却足够便宜和实用. 廉价又好用的电子变压器,也是广受欢迎之物. 白菜价的电动车充电机,至少能用. 还有满天飞的锂充,虽然良莠不齐,却也铺天盖地. 更有那些电鱼器,野火烧不尽,春风吹又生......
下里巴人,呼唤软开关. 稳定的软开关逆变,不一定非得要用DSP. 只要用足用好先天条件就可以, 顺其自然和趁势而为才是硬道理. 多快好省才是事物发展的真谛 !
大侠能否分析一下三极管作为开关管的损耗呢??和什么东西相关?