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最近做了一款正激有源鉗位電源，DC48輸入，DC28V輸出，功率200W，頻率100K。下邊分別說(shuō)說(shuō)MOS管的差異

 

1.主MOS管用的IRF640，鉗位管也用的IRF640 ,輸出整流管用的MBR20200；實(shí)測(cè)效率滿載87.5%。IRF640的主要參數(shù)

 

 

 

2.正好參加了元器件網(wǎng)的特約評(píng)論員活動(dòng)，給了幾片英飛凌的IPA075N15N3 G,在此先謝謝元器件網(wǎng)及源源。拿到手了就想換上去看看有啥區(qū)別，就把主MOS管換了個(gè)075N15，結(jié)果還真不一樣，滿載效率直接上升3個(gè)百分點(diǎn)，到了90.5%。再把IPA075N15N3 G的主要參數(shù)放上來(lái)

 

 

 

 

先從原理上分析下

 

1.第一種情況，IRF640的總輸入功率Pin640=200/0.875=228.5W，輸入電流Iin640=228.5/48=4.76A，導(dǎo)通損耗Pd640=4.76*4.76*0.18（IRF640的導(dǎo)通內(nèi)阻）*ton

 

2.第二種情況，075N15的總輸入功率PinN15=200/0.905=221W，輸入電流IinN15=221/48=4.6A，導(dǎo)通損耗PdN15=4.6*4.6*0.0075*ton

 

3.兩個(gè)導(dǎo)通損耗相差Pd=Pd640 -PdN15 兩個(gè)的總功率相差P=228.5-221=7.5W

 

兩個(gè)的開(kāi)關(guān)損耗相差Pk=P-Pd

 

以上所算的都是大概值，因開(kāi)關(guān)損耗的算法比較繁瑣，這就不算了，好多電源資料上都有。米勒電容主要影響開(kāi)關(guān)速度，他里邊所存的電量會(huì)和變壓器漏感，還有MOS的一些寄生參數(shù)，PCB的一些寄生參數(shù)等產(chǎn)生諧振，影響效率。所以應(yīng)選擇米勒電容比較小的MOS，從測(cè)試的波形可以形象的表達(dá)出來(lái)！

 

這個(gè)是640的

 

這個(gè)是IPA075N15N3 G的

 

這個(gè)從原理上我感覺(jué)最簡(jiǎn)單的就是加電測(cè)量了吧，給VGS加個(gè)10V電壓，給DS之間加個(gè)恒流源測(cè)試DS之間的壓差！我倒是沒(méi)有實(shí)際測(cè)量過(guò)

 

先從導(dǎo)通內(nèi)阻說(shuō)起吧

 

大家都知道，一般情況下電壓越高，導(dǎo)通內(nèi)阻越大。這個(gè)就和MOS的制作工藝有關(guān)系了，為了保證足夠大的漏源擊穿電壓Vds，需要有高電阻率外延層，這會(huì)使MOS的導(dǎo)通電阻增大。

 

根據(jù)選擇的拓?fù)溥x擇合適的MOS管及吸收電路，再保證高端Vds不超的情況下，盡量選擇耐壓低的管子，耐壓高的管子一般會(huì)很貴，品種單一沒(méi)有耐壓低的可選性多，而且效率不好提升。

 

耐壓相同的管子一般情況下，導(dǎo)通內(nèi)阻越小價(jià)格越高，根據(jù)自己的實(shí)際使用，在性價(jià)比中盡量折中。盡量把魚(yú)和熊掌全得到！

 

柵源電壓Vgs的選擇對(duì)導(dǎo)通電阻也有影響，電壓越高導(dǎo)通越好，導(dǎo)通程度越好，內(nèi)阻越小，但隨著柵源電壓Vgs的升高，開(kāi)關(guān)速度會(huì)降低，這個(gè)以后說(shuō)；還有可能導(dǎo)致柵源電壓Vgs擊穿，器件失效。柵源電壓越低，導(dǎo)通越差，內(nèi)阻越大，效率越低。所以建議大家選取柵源電壓Vgs為10V-18V之間。

 

做好散熱，導(dǎo)通內(nèi)阻隨著溫度的升高而增大，所以要把熱設(shè)計(jì)搞好，溫升盡量的低，效率盡量的高。

 

這個(gè)在管子的datasheet里邊都有體現(xiàn)，下邊咱看下075N15的

 

柵源電壓不同，導(dǎo)通內(nèi)阻也不一樣。

 

這個(gè)雖然沒(méi)有直接標(biāo)出導(dǎo)通內(nèi)阻，但從電流上可以體現(xiàn)出來(lái)，溫度升高電流減小，輸入電壓不變說(shuō)明內(nèi)阻增大。

 

以上所說(shuō)，希望對(duì)大家在以后選取MOS時(shí)有些幫助

 

再說(shuō)下MOS管的寄生電容對(duì)效率的影響把，這個(gè)涉及的比較多了。咱一切從簡(jiǎn)單的說(shuō)，以照顧新人為主，好多大俠比我還懂！

 

大家知道MOS的極間電容直接影響其開(kāi)關(guān)特性，其等效電路如圖

 

輸入電容Ciss=Cgs+Cdg （D,S短接），輸出電容Coss=Cds+Cgd（G,S短接）

 

反饋電容Crss=Cgd（也叫米勒電容）

 

以上是MOS管的電容特性，有定義Q=C*V可得，在電壓一定時(shí)，電容量越小，Qg越小。

 

而Qg為柵極的總電荷量，Qgs為柵源極間的電荷量，Qgd為柵漏極間的電荷量。再根據(jù)公式t=Q/I得，當(dāng)電流一定時(shí)，Q越小，時(shí)間越短，即開(kāi)關(guān)速度越快，開(kāi)關(guān)損耗越小。

 

所以在選取MOS時(shí)盡量選取Qg小的，以減小開(kāi)關(guān)損耗。

 

而Qgs主要影響開(kāi)啟時(shí)間，Qgd主要影響關(guān)斷時(shí)間。

 

1.在兩個(gè)MOS管的耐壓及電流一定時(shí)，選取Qg小的MOS；

 

2.如我上邊的波形及兩個(gè)資料來(lái)看，在Qg一樣時(shí)要選取Qgd小的MOS。

 

3.根據(jù)自己的實(shí)際功率選擇合適的MOS，一般情況下內(nèi)阻越小，Qg越大；Vds越小，Qg越 大。

 

4.根據(jù)實(shí)際頻率選擇合適MOS，頻率越高開(kāi)關(guān)損耗越大，這個(gè)時(shí)候可能你的開(kāi)關(guān)損耗越大 于你的導(dǎo)通損耗，這時(shí)要適當(dāng)?shù)倪x擇內(nèi)阻大點(diǎn)的MOS，以提升開(kāi)關(guān)損耗；

 

5.盡量選擇貼片的MOS，這樣MOS的引腳短，引腳上的寄生電感等參數(shù)會(huì)小的多，減小損耗！

 

開(kāi)啟速度可以在你的PWM到你的柵極加個(gè)電阻限制下電流，但關(guān)斷速度就全靠你管子的寄生電容參數(shù)了。這個(gè)一般我會(huì)看Qgd，就像我上邊波形顯示的一樣，那個(gè)Qgd大的640關(guān)斷波形和速度就是沒(méi)075N15的快，所以這就和你選擇管子有關(guān)系了。你說(shuō)的“我覺(jué)得還是應(yīng)該看你的開(kāi)關(guān)管漏端電壓的下降/上升和開(kāi)關(guān)管電流的上升/下降時(shí)間的交疊時(shí)間吧，你開(kāi)得快，交疊時(shí)間多；和你開(kāi)得慢，交疊時(shí)間少”是對(duì)的，但你可以通過(guò)選擇MOS管的寄生電容盡量的去減小你的交疊時(shí)間，去提高效率。軟開(kāi)關(guān)不也是刻意去改變管子的導(dǎo)通關(guān)斷，去實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流，這也是軟開(kāi)關(guān)技術(shù)效率高的原因之一吧！

 

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