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在整個(gè)MOSFET一個(gè)周期內(nèi)的損耗有哪些?

fcsde-sh ? 來(lái)源:張飛實(shí)戰(zhàn)電子 ? 作者:魯肅老師 ? 2021-05-31 17:56 ? 次閱讀
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接下來(lái)我們討論一下Igs電流。

由于下拉電阻R2比柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3大很多,所以,接下來(lái)分析時(shí)忽略掉下拉電阻,這個(gè)時(shí)候就要看電容了。剛開(kāi)始充電的是時(shí)候,電容的電壓為0。所以,最開(kāi)始的充電電流就是12V/100R=120mA,這就是Igs最開(kāi)始的充電電流。

那么,如果GS電容的電充滿了,對(duì)于R2下拉電阻這條電路而言的電流就是12V/18K=0.67mA,是一個(gè)特別小的電流。通過(guò)分析,我們知道,Igs電流是和Vgs電壓是反過(guò)來(lái)的。

還有朋友在實(shí)測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)Vds電壓波形與Id的電流波形是不同相位的,電流滯后于電壓,這是由于電流探頭精度不高引起的。電流探頭上有一個(gè)頻率,如果是Hz級(jí)別的,肯定是不行的,測(cè)不準(zhǔn)的。電流能響應(yīng)的開(kāi)關(guān)頻率要高才行,這樣的探頭要1萬(wàn)元左右,而且是有源電流探頭,而價(jià)格低的電流探頭延時(shí)性就很大。

雖然當(dāng)米勒平臺(tái)區(qū)過(guò)了之后,Vgs的電壓會(huì)繼續(xù)升高,但是隨著Vgs的不斷升高,Rdson還是會(huì)有變化,只有達(dá)到一定的電壓了,Rdson才會(huì)達(dá)到數(shù)據(jù)手冊(cè)上所宣稱的阻值。實(shí)際上,根據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn),一般我們認(rèn)為當(dāng)Vgs兩端的電壓達(dá)到10V以上時(shí),Rdson才會(huì)達(dá)到最小值,如果再給一個(gè)余量的話,建議Vgs驅(qū)動(dòng)電壓差不多12V或15V,這也是因?yàn)檫@兩個(gè)電壓經(jīng)常在電路中用到。

我們通過(guò)分析知道,MOSFET的米勒平臺(tái)區(qū)域是最危險(xiǎn)的區(qū)域。那么在整個(gè)MOSFET一個(gè)周期內(nèi),它的損耗有哪些呢?

t0-t1時(shí)刻,無(wú)損耗;

t1-t2時(shí)刻,有損耗,用平均電流Id/2*Vds;

t2-t3時(shí)刻,有損耗,用平均電壓*Id;

t3-飽和導(dǎo)通時(shí)刻,有損耗;

飽和導(dǎo)通之后,導(dǎo)通損耗,Rdson*Id^2。

那么關(guān)斷波形和開(kāi)通是接近的,這里就不作分析了。

由于MOSFET在開(kāi)通期間,既有電壓又有電流,則存在開(kāi)通損耗;那么在關(guān)斷期間,也會(huì)有損耗,叫做關(guān)斷損耗。

總結(jié)一下,MOSFET的四大損耗:開(kāi)通損耗、關(guān)斷損耗、導(dǎo)通損耗、續(xù)流損耗

由于Vbus電壓和負(fù)載電流不能改變,所以開(kāi)關(guān)損耗由米勒平臺(tái)的時(shí)間決定的。要想降低開(kāi)關(guān)損耗,就要縮短米勒平臺(tái)的時(shí)間,減小柵極電阻的阻值,增大柵極驅(qū)動(dòng)電流;提高柵極驅(qū)動(dòng)電壓;還有就是選擇米勒電容的大小,也就是快管或慢管。

原文標(biāo)題:從無(wú)到有,徹底搞懂MOSFET講解(六 )

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責(zé)任編輯:haq

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