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运用电源效率,MOSFET怎么去选择

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运用电源效率,MOSFET怎么去选择
选择MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)时,电源效率通常是一个关键考虑因素。电源效率是指输入电能与输出电能之间的比率,通常以百分比表示。较高的电源效率表示更少的功率损失,因此通常是设计电子电路和电源系统时的一个重要目标。以下是选择MOSFET时需要考虑的与电源效率相关的要点:
预算功耗:首先,确定您的应用中需要的电流和电压。计算所需的功率(P = IV),这将帮助您了解MOSFET需要承受的功率负载。选择具有足够额定功率的MOSFET,以确保其能够在规定的工作条件下工作,同时最大程度地减小功耗。
阻态导通电阻(RDS(ON)):MOSFET的导通状态时的电阻是影响电源效率的重要因素。较低的RDS(ON)值表示更少的导通功耗。选择RDS(ON)较低的MOSFET可以减小导通功耗。
开关频率:如果您的应用中需要高开关频率,确保选择的MOSFET具有较低的开关损耗。较低的开关损耗可以提高电源效率。
动态特性:MOSFET的开关速度和反向恢复时间等动态特性也会影响电源效率。选择具有快速开关特性的MOSFET可以减小开关过程中的能量损失。
温度特性:考虑MOSFET在不同温度下的性能。一些MOSFET可能在高温下表现更好,从而有助于维持较高的电源效率。
电源电压:确保所选的MOSFET的额定电压范围适用于您的电源系统。
封装和散热:选择适当的封装和散热解决方案以确保MOSFET在高负载下保持较低的温度。过热会导致功率损失和性能下降。
驱动电路:设计适当的驱动电路以确保MOSFET在开关时迅速从导通到截止,减小过渡过程中的损耗。
最终,选择MOSFET时需要权衡这些因素,并根据您的具体应用需求来做出决策。通常,MOSFET的厂家提供了详细的数据表,其中包含有关其性能参数的信息,您可以根据这些参数进行选择。
MOSFET结构以及损耗
MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种半导体器件,用于控制电流的流动。它有不同的结构类型,包括增强型MOSFETEnhancement-Mode MOSFET)和耗尽型MOSFETDepletion-Mode MOSFET),下面将讨论增强型MOSFET的结构和损耗。
MOSFET结构:
增强型MOSFET通常包括以下主要部分:
漏极(Drain):这是MOSFET的一个端口,电流通过这个端口流出。
源极(Source):这是另一个端口,电流通过这个端口流入。
栅极(Gate):栅极是用来控制MOSFET导通状态的端口。通过在栅极上施加电压,可以改变MOSFET的导通和截止状态。
绝缘氧化物层(Oxide Layer):位于栅极和半导体衬底之间的绝缘层通常是二氧化硅。这个绝缘层起到隔离栅极和半导体的作用。
MOSFET的损耗可以分为以下几个主要部分:
导通损耗(Conduction Loss):这是MOSFET在导通状态时产生的损耗,由导通电阻(RDS(ON))引起。RDS(ON)MOSFET在导通状态时的电阻,电流通过MOSFET时,会产生功耗,这部分损耗会导致器件发热。
开关损耗(Switching Loss):开关损耗是MOSFET在开关过程中产生的损耗,包括开启和关闭过程中的能量损失。这部分损耗通常与栅极电压和电流的变化有关。
截止损耗(Threshold Loss):当MOSFET从导通状态切换到截止状态时,存在一个门槛电压,这种过渡会产生一定的损耗。
体效应损耗(Body Effect Loss):这是在MOSFET的半导体衬底中引起的损耗,通常与器件的结构和工作条件有关。
转换损耗(Conduction Loss):MOSFET的开关速度和反向恢复时间会影响转换损耗,尤其是在高频应用中。
为了减小这些损耗,工程师通常会选择适当的MOSFET型号,考虑到具体应用的要求,设计适当的驱动电路,以最小化开关过程中的电压和电流变化,以及采用散热解决方案来控制器件的温度。此外,高效率电源管理技术也可用于减小损耗,例如多级转换器和电源因数校正(PFC)电路。

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沙发
ingramward| | 2023-11-5 18:10 | 只看该作者
MOSFET的导通电阻越小,电源效率越高。因此,应选择导通电阻较小的MOSFET。

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vivilyly| | 2023-11-5 19:48 | 只看该作者
除了根据应用需求考虑其电流、电压和封装等因素外,还需要考虑电源效率的影响。

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uytyu| | 2023-11-5 19:59 | 只看该作者
选择具有高栅极电荷和高开启电压的MOSFET器件,以减少功耗并提高电源效率。

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5
kmzuaz| | 2023-11-5 20:29 | 只看该作者
还需要考虑MOSFET的价格和可靠性。

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6
eefas| | 2023-11-5 20:38 | 只看该作者
应选择反向恢复时间较短的MOSFET。

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7
maqianqu| | 2023-11-5 20:47 | 只看该作者
要避免在高频率下发生电压降过大或阻抗过大等问题,这些都可能影响电源效率。

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8
hudi008| | 2023-11-5 20:56 | 只看该作者
选择适当的门极驱动功率可以提高MOSFET的电源效率。

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9
macpherson| | 2023-11-5 21:27 | 只看该作者
尽可能选择较低的Rds(on),以减少传导损耗。

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10
mnynt121| | 2023-11-5 21:55 | 只看该作者
根据输入电压范围、输出电压/输出电流和效率,计算系统的最大损耗。然后,根据这个最大损耗,可以估算功率回路的杂散损耗、非功率回路元件的静态损耗、IC的静态损耗以及驱动损耗,这些损耗大约占总损耗的10%~15%。如果功率回路有电流取样电阻,还需要计算电流取样电阻的功耗。

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11
sanfuzi| | 2023-11-5 22:10 | 只看该作者
在选择MOSFET时,需要考虑其电源效率,根据具体的应用场景选择适当的材料和尺寸

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12
robincotton| | 2023-11-5 22:28 | 只看该作者
需要注意其他一些重要参数,如击穿电压VBR (DSS)(漏极-源极之间的耐压)、最大漏极-源极电流IDS (MAX)或连续漏极电流ID、阈值电压Vth等。这些参数都会影响MOSFET的工作性能和电源效率。

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13
gygp| | 2023-11-6 15:21 | 只看该作者
由MOSFET导通损耗和流过的有效值电流,可以计算最大允许的导通电阻,这个电阻是MOSFET在最高工作结温的RDSON。

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14
sesefadou| | 2023-11-6 15:35 | 只看该作者
MOSFET的导通状态时的电阻(阻态导通电阻,RDS (ON))是影响电源效率的另一个重要因素

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15
pl202| | 2023-11-6 15:44 | 只看该作者
当使用MOSFET时,需要确保其在给定输出功率下所需的输入电压和电流尽可能低,从而减小功耗和发热量,并提高电源效率。

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16
maudlu| | 2023-11-6 16:03 | 只看该作者
MOSFET的选择对于优化电源效率非常重要。设计者需要在传导损耗和开关损耗之间找到适当的平衡

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17
yeates333| | 2023-11-6 16:14 | 只看该作者
开关电源中的Qg也是一个重要的选择标准,因为它会影响开关损耗

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18
timfordlare| | 2023-11-6 16:25 | 只看该作者
过高的热阻和热损失会导致MOSFET温度升高

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19
cemaj| | 2023-11-6 16:36 | 只看该作者
MOSFET的开关时间越短,电源效率越高

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20
pentruman| | 2023-11-6 16:54 | 只看该作者
了解mosfet的技术参数, 包括最大额定电压、最大连续电流、漏源电阻等.

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