發(fā)熱來源

如上圖，MOS管的工作狀態(tài)有4種情況，分別是開通過程，導(dǎo)通過程，關(guān)斷過程和截止過程。

導(dǎo)致發(fā)熱的損耗主要有兩種：開關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗。

導(dǎo)通損耗

導(dǎo)通損耗比較好計算，根據(jù)驅(qū)動電壓VGS值可以得到MOS的導(dǎo)通電阻RDS(ON)，用歐姆定律計算即可。

開關(guān)損耗

開關(guān)損耗是MOS管開啟、關(guān)斷過程中的損耗。由于MOS管開啟需要有個過程，這個過程中MOS管的D、S之間存在電壓、電流，電壓電流相乘就得到了MOS管的開關(guān)損耗。如下：

MOS管開關(guān)時的米勒效應(yīng)

MOS管驅(qū)動電路

常見的完整的MOS管驅(qū)動電路如上，一般有驅(qū)動電阻R1、泄放電阻R2、泄放二極管D1、下拉電阻R3.

驅(qū)動電阻R1的作用

PCB走線存在寄生電感，每1mm約1nH左右。

MOS管G極存在輸入電容。

MOS開關(guān)的上升（tr）及下降（ｔf）時間一般為數(shù)ns。

因寄生成分而產(chǎn)生的電壓和電流可通過以下公式計算：

由上面可知，驅(qū)動電壓越大、驅(qū)動電流越大、寄生電感越大、電容越大都會使震蕩電壓越大，如果超過MOS管最大VGS會損壞MOS。

因此需要串聯(lián)驅(qū)動電阻R1，來衰減震蕩尖峰。

這樣雖然會降低驅(qū)動電流，增加MOS開啟時間，增加發(fā)熱，但是可以保護MOS。

下圖展示了增大驅(qū)動電阻對震蕩的抑制作用。

泄放電阻R2、泄放二極管D1的作用

當(dāng)MOS管關(guān)閉時泄放電阻R2、泄放二極管D1才會起作用。

驅(qū)動芯片輸出低電平，MOS管G極電容會從R1、R2和D1流向驅(qū)動芯片。

如果R1較大，泄放電流就小。因此再專門開一條通路R2和D1，根據(jù)D1的承受電流來設(shè)計R2的值，如果G極電容小、D1承受能力ok，R2可省略。

下拉電阻R3的作用

MOS管的G、S之間電阻很大，而且存在電容，如果沒有驅(qū)動信號，高阻狀態(tài)下，G極容易耦合進電壓導(dǎo)致MOS管誤導(dǎo)通。因此需要加一個電阻來下拉，泄放電壓。

如果驅(qū)動信號可靠，一直都有明確的電平狀態(tài)。此電阻就可以省略。

發(fā)熱解決辦法

需要先分析下自己電路中主要是導(dǎo)通損耗還是開關(guān)損耗。

導(dǎo)通損耗多：

1、VGS沒到最大就提高VGS

2、換RDS(ON)更小的MOS。

開關(guān)損耗多：

1、降低開關(guān)頻率

2、改進電路加快開關(guān)過程。降低驅(qū)動電阻、增加泄放二極管。

3、選擇輸入輸出電容更小的MOS。

選擇Cgd小的MOS，在MOS的手冊中：

又根據(jù)公式：Ciss=Cgs+Cgd，Coss=Cds+Cgd，Crss=Cgd

需要注意：內(nèi)阻越小，一般cgs和cgd電容越大。所以需要取舍。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/147150346