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:——改变或重新定义输入电压范围;
——降低开关频率以减小开关损耗,或选用RDS(on)更低的MOSFET;
——增加栅极驱动电流,有可能降低开关损耗;
——采用一个技术改进的MOSFET,以便同时获得更快的开关速度、更低的RDS(o一体成型电感n)和更低的栅极电阻。
需要指正的是,脱离某个给定的条件对MOSFET的尺寸作更精细的调整是不大可能的,因为器件的选择范围是有限的。选择的底线是MOSFET在最坏情况下滤波电感器的功耗必须能够被耗散掉。
2 关于热阻
按照图1所示,继续进行迭代过程的下一步,以便寻找合适的MOSFET来作为同步整流和开关MOSFET。这一步是要计算每个MOSFET周围的环境温度,在这个温度下,MOSFET结温将达到我们的假定值。为此,首先需要确定每个MOSFET结到环境的热阻θJA。
热阻的估算可能会比较困难。单一器件在一个简单的印刷板上的θJA的测算相对容易一些,而要在一个系统内去预测实际电源的热性能是很困难的,因为,那里有许多热源在争夺有限的散热通道。如果有多个MOSFET被并联使用,其整体热阻的计算方法,和计算两个以上并联电阻的等效电阻一样。
我们可以从MOSFET的θJA规格开始。对于单一管芯、8引脚封装的MOSFET来讲,θJA通常接近于62℃/W。其他类型的封装,有些带有散热片或暴露的导热片,其热阻一般会在40℃/W至50℃/W(见表1所列)。可以用下面的公式计算MOSFET的管芯相对于环境的温升Tj(rise),即
Tj(rise)=PL×θJA(5)
接下来,计算导致管芯达到预定Tj(hot)时的环境温度Tambient, 即
表1 MOSFET封装的典型热阻
封装 | θJA/(℃/W)
最小引线面积 |
θJA/(℃/W)
敷铜4.82g/cm2 |
θJA/(℃/W) |
---|---|---|---|
SOT23(热增强型) | 270 | 差模电感器200 | 75 |
SOT89 | 160 | 差模电感70 | 35 |
SOT223 | 110 | 45 | 15 |
8引脚μMAX/Micro8(热增强型) | 160 | 70 | 35 |
8引脚TSSOP | 200 | 100 | 45 |
8引脚SO(热增强型) | 125 | 62.5 | 25 |
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