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MOSFET的损耗分析

我们现在来讲解 MOSFET 的损耗构成 我们来看断态损耗 当 MOSFET 关断的时候 它没有电流 MOSFET 的两端承受最高的电压 由于没有电流有电压 那么我们可以认为是零损耗 这就是断态损耗 认为为零 我们看通态损耗 导通时电流达到最高 开关的电压不是降到零 它有导通电阻 所以是降到一个比较低的值 因此这个时候有个通态损耗 是低损耗 不是像断态一样 是接近可以认为是零的 这就是通态损耗 我们看开关损耗 硬开关 那么导通过程 电流逐渐上升,电压逐渐下降 那么它们相乘会有一个交叠面积 就形成了一个损耗小尖峰 这个尖峰的大小当然跟开通的速度有关 如果开通速度越快 这个面积就会越小 损耗就越小 关断过程类似 电流逐渐下降的过程中 电压逐渐增高 那么也形成一个损耗峰值 与关断速度有关 关断速度越快,那面积就会越小 那么提一句,什么叫软开关呢 就是我让电流上升和电压下降 错开一个位置 让它两个没有面积重叠 这就是软开关 它的损耗就可以近似没有 当然这个问题我们不再继续涉及 我们讲的是硬开关损耗 那么前面讨论的是 完全的开通和完全关断时候的损耗 我们当然有可能没有正确地使用 MOSFET 导致它未完全导通 电压没有降到一个很低的值 那么这个时候电流很大 电压比较大 就会形成一个巨大的通态损耗 这个损耗是器件的散热不能允许的 肯定会烧掉 我们要对 MOSFET 损耗分析给一些结论 开通和关断越迅速 开关损耗就越小 重叠的面积越小 导通电阻越小,通态损耗越小 导通的时候电压不会降到零 跟谁有关呢 跟导通电阻有关 导通电阻乘以流过的电流 就是导通压降 那么如果开关不完全开通 那 MOSFET 将产生极大的通态损耗 发热损坏 如果开关未可靠关断 那么更麻烦 你本来在电路中作开关使用 希望把电路关断 你现在关不断 那么八成就会引发短路等严重故障 所以我们必须设计非常可靠的驱动电路 来保证我们的 MOSFET 开关 可以可靠地开通、可靠地关断 本课小结 一个正常开关的 MOSFET 它的损耗的构成 在关断的时候 我们认为是零损耗 因为关断时候认为电流可以几乎降到零 有电压,开关承受电压 但挡住电流 在开关开通的过程中 电流上升电压下降 形成面积交叠 这样会带来一个开通损耗 一个小的峰值 完全导通时候 电流最大,电压降到一个足够小的值 两个乘积形成一个低损耗的通态损耗 就是开通损耗 那么关断的时候电流下降,电压上升 同样形成一个小的峰值损耗 这就是正常的 MOSFET 开关损耗构成 如果 MOSFET 开关工作不正常 不完全导通 那么一个非常大的电流 乘以一个比较大的电压 那么形成一个高损耗 那么这个损耗非常高 肯定会把 MOSFET 给烧掉

我们现在来讲解 MOSFET 的损耗构成

我们来看断态损耗

当 MOSFET 关断的时候

它没有电流

MOSFET 的两端承受最高的电压

由于没有电流有电压

那么我们可以认为是零损耗

这就是断态损耗

认为为零

我们看通态损耗

导通时电流达到最高

开关的电压不是降到零

它有导通电阻

所以是降到一个比较低的值

因此这个时候有个通态损耗

是低损耗

不是像断态一样

是接近可以认为是零的

这就是通态损耗

我们看开关损耗

硬开关

那么导通过程

电流逐渐上升,电压逐渐下降

那么它们相乘会有一个交叠面积

就形成了一个损耗小尖峰

这个尖峰的大小当然跟开通的速度有关

如果开通速度越快

这个面积就会越小

损耗就越小

关断过程类似

电流逐渐下降的过程中

电压逐渐增高

那么也形成一个损耗峰值

与关断速度有关

关断速度越快,那面积就会越小

那么提一句,什么叫软开关呢

就是我让电流上升和电压下降

错开一个位置

让它两个没有面积重叠

这就是软开关

它的损耗就可以近似没有

当然这个问题我们不再继续涉及

我们讲的是硬开关损耗

那么前面讨论的是

完全的开通和完全关断时候的损耗

我们当然有可能没有正确地使用 MOSFET

导致它未完全导通

电压没有降到一个很低的值

那么这个时候电流很大

电压比较大

就会形成一个巨大的通态损耗

这个损耗是器件的散热不能允许的

肯定会烧掉

我们要对 MOSFET 损耗分析给一些结论

开通和关断越迅速

开关损耗就越小

重叠的面积越小

导通电阻越小,通态损耗越小

导通的时候电压不会降到零

跟谁有关呢

跟导通电阻有关

导通电阻乘以流过的电流

就是导通压降

那么如果开关不完全开通

那 MOSFET 将产生极大的通态损耗

发热损坏

如果开关未可靠关断

那么更麻烦

你本来在电路中作开关使用

希望把电路关断

你现在关不断

那么八成就会引发短路等严重故障

所以我们必须设计非常可靠的驱动电路

来保证我们的 MOSFET 开关

可以可靠地开通、可靠地关断

本课小结

一个正常开关的 MOSFET

它的损耗的构成

在关断的时候

我们认为是零损耗

因为关断时候认为电流可以几乎降到零

有电压,开关承受电压

但挡住电流

在开关开通的过程中

电流上升电压下降

形成面积交叠

这样会带来一个开通损耗

一个小的峰值

完全导通时候

电流最大,电压降到一个足够小的值

两个乘积形成一个低损耗的通态损耗

就是开通损耗

那么关断的时候电流下降,电压上升

同样形成一个小的峰值损耗

这就是正常的 MOSFET 开关损耗构成

如果 MOSFET 开关工作不正常

不完全导通

那么一个非常大的电流

乘以一个比较大的电压

那么形成一个高损耗

那么这个损耗非常高

肯定会把 MOSFET 给烧掉

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MOSFET的损耗分析

所属课程:电子电路基础知识讲座 发布时间:2016.07.01 视频集数:79 本节视频时长:5:40
本次课程由TI邀请青岛大学傅强老师录制,深入浅出的介绍了与电源技术相关的基础性知识,帮助大家更深入的了解产品,更轻松的进行产品的选型和设计。
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