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  • MOS管發(fā)熱的處理方法介紹
    • 發(fā)布時間:2024-07-20 18:07:42
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    MOS管發(fā)熱的處理方法介紹
    先從理論上分析MOS管選型是否合理,從MOS管的規(guī)格書上獲取MOS管的參數(shù),包括導(dǎo)通電阻、g、s極的導(dǎo)通電壓等。
    在確保實際驅(qū)動電壓大于導(dǎo)通電壓的前提下,如果負載電流為I,那么MOS管在導(dǎo)通狀態(tài)下消耗的功率為I*I*RDS(on)。比如MOS管的導(dǎo)通電阻是100毫歐,負載電流為10A,則MOS管消耗的功率高達10W。
    一般的TO220封裝的器件,耗散功率為0.5W,溫升都可能達到50度,高達幾瓦的耗散功率的選型是不合理的。
    1A以內(nèi)的負載電流選擇導(dǎo)通電阻幾百毫歐的MOS管,1A-5A的選擇導(dǎo)通電阻幾十毫歐的MOS管,5A以上選擇導(dǎo)通電阻為幾毫歐的MOS管。
    注意,如果MOS管開關(guān)頻繁,比如通過PWM信號控制MOS管的開關(guān),應(yīng)根據(jù)PWM的頻率控制GS極驅(qū)動信號開關(guān)瞬間的上升下降時間,G極的限流電阻不能太大,GS極之間不能并電容,同時需要用推挽輸出的信號控制MOS管的通斷。
    從MOS管的規(guī)格書中,可以得到G、S之間寄生電容及導(dǎo)通電阻,以經(jīng)常使用的NCV8401為例,其寄生電容為,導(dǎo)通電阻為30mΩ,C1大概為100pF左右。
    如果選擇1kΩ的驅(qū)動電阻,R2,C1的時間常數(shù)為100ns,假設(shè)開關(guān)電源的頻率為1MHz,那么DS極間的電壓和流過DS的電流的曲線如下:
    MOS管發(fā)熱
    假設(shè)MOS關(guān)斷時,DS極之間的電壓為311V,導(dǎo)通時流過DS極的電流為1A。那么,在一個周期1us內(nèi),上升和下降沿消耗的能量之和約為1A*311V*100ns*2 (完全關(guān)閉或打開以2倍時間常數(shù)計),平均消耗的功率為62.2W。
    在完全導(dǎo)通的時間內(nèi)消耗的能量為1A*30 mΩ*1A*(1us-400ns),平均消耗的功率為18mW。可見,開關(guān)過程消耗的功率遠大于完全導(dǎo)通時消耗的功率。
    所以,應(yīng)減少驅(qū)動電阻,當(dāng)把驅(qū)動電阻減小到100Ω時,上升、下降時間相應(yīng)減少到原來的1/10左右,功耗大概會降到6W。
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