MOSFET 作为开关元件,导通时电流流过图 1 中的回路 1,断开时无电流流过。因此,MOSFET 的功率损耗主要由传导损耗和开关损耗组成。
MOSFET 的传导损耗
MOSFET 的传导损耗(PCOND_MOSFET)近似等于导通电阻(RDS_ON)、占空比(D)和导通时 MOSFET 的平均电流(IMOSFETAVG)的平方的乘积。
即:
PCOND_MOSFET = IMOSFET_AVG2*RDSON*D
上式给出了开关电源中 MOSFET 传导损耗的近似值,但它只作为电路损耗的估算值,因为电流线性上升时所产生的功耗大于由平均电流计算得到的功耗(见下方证明)。
对于“峰值”电流,更准确的计算方法是对电流峰值和谷值(图 2 中的 IV和 IP)之间的电流波形的平方进行积分得到估算值。
图 2 MOSFET 电流波形
下式给出了更准确的估算损耗的方法,利用 IP和 IV之间电流波形平方的积分替代简单的平均电流计算的功耗。
也就证明了电流线性上升所产生的功耗大于由平均电流计算得到的功耗!
当然也可以用图 2 中的实例分别计算两种估算公式的结果:
例如:如果 Iv为 0.25A,IP为 1.75A,RDS(ON)为 0.1Ω,VOUT为 VIN/2,即 D = 0.5,基于平均电流(1A)的计算结果为:
因此,可以得出一般结论:对于峰均比较小(即电流纹波率)的电流波形,两种计算结果的差别很小,利用平均电流计算即可满足要求。
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