大电流便携式DC/DC变换中MOSFET功耗的计算
来源： 作者： 发布时间：2015-02-27 06:30:44 浏览量：
图2 典型功率MOSFET导通电阻的温度系数
〔在0.35％/℃（实线）至0.5％/℃虚线之间〕
利用计算出的RDS(on)hot可以确定同步整流和开关MOSFET的功耗。为此，将进一步讨论如何计算各个MOSFET在给定的管芯温度下的功耗，以及完成迭代过程的后续步骤，其整个过程详述如图1所示。
1.1 同步整流的功耗
除最轻负载外，同步整流MOSFET的漏、源电压在开通和关闭过程中都会被续流二极管钳位。因此，同步整流几乎没有开关损耗，它的功耗PL只须考虑阻性损耗即可。最坏情况下的损耗发生在同步整流工作在最大占空比时，也就是输入电压达到最低时。利用同步整流的RDS(on)和工作占空比，通过欧姆定律可以近似计算出它的功耗，即
PL=〔
×RDS(on)hot〕×
（2）
1.2 开关MOSFET的功耗
开关MOSFET的阻性损耗PR计算和同步整流非常相似，也要利用它的占空比(但不同于前者)和RDS(on)hot，即
PR=〔
×RDS(on)hot〕×
（3）
开关MOSFET的开关损耗计算起来比较困难，因为它依赖于许多难以量化并且没有规范的因素，这些因素同时影响到开通和关断过程。为此，可以首先用以下粗略的近似公式对某个MOSFET进行评价，然后通过实验对其性能进行验证，即
PS=
（4）
式中：Crss为MOSFET的反向传输电容(数据手册中的一个参数)；
fs为开关频率；
Igatb为MOSFET的栅极驱动器在MOSFET处模压电感器于临界导通(Vgs位于栅极充电曲线的平坦区域)时的吸收／源出电流。
若从成本因素考虑，将选择范围缩小到特定的某一代MOSFET(不同代MOSFET的成本差别很大)，就可以在这一代的器件中找到一个能够使功率耗散最小的器件。这贴片电感个器件应该具有均衡的阻性和开关损耗,使用更小、更快的器件所增加的阻性损耗将超过它在开关损耗方面的降低，而使用更大〔而RDS(on)更低〕的器件所增加的开关损耗将超过它对于阻性损耗的降低。
如果Vin是变化的，需要在Vin(max)和Vin(min)下分别计算开关MOSFET的功耗。最坏情况可能会出现在最低或最高输入电压下。该功耗是两种因素之和：在Vin(min)时达到最高的阻性耗散(占空比较高),以及在Vin(max)时达到最高的开关损耗。一个好的选择应该在Vin的两种极端情况下具有大致相同的功耗，并且在整个Vin范围内保持均衡的阻性和开关损耗。
如果损屏蔽电感器耗在Vin(min)时明显高出，则阻性损耗起主导作用。这种情况下，可以考绕行电感虑用一个电流更大一点的MOSFET(或将一个以上的MOSFET相并联)以降低RDS(on)。但如果在Vin(max)时损耗显著高出，则应该考虑用电流小一点的MOSFET(如果是多管并联的话，或者去掉一个M0SFET)，以便使其开关速度更快一点。如果阻性和开关损耗已达平衡，但总功耗仍然过高，也有多种办法可以解决：
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有图更好啊。给内部励磁线圈加上直流电(看电机要求,有12和24V/36V几个类型),外加动力旋转