在功率MOSFET的數(shù)據(jù)表中,列出了開通延時(shí)、開通上升時(shí)間,關(guān)斷延時(shí)和關(guān)斷下降時(shí)間,作者經(jīng)常和許多研發(fā)的工程師保持技術(shù)的交流,在交流的過程中,發(fā)現(xiàn)有些工程師用這些參數(shù)來評(píng)估功率MOSFET的開關(guān)損耗,這種方法是不正確的,原因在于沒有理解這些參數(shù)的定義。
某種程度上,在功率MOSFET的數(shù)據(jù)表中,這四個(gè)參數(shù)的定義比電流的定義更沒有意義:花瓶的擺設(shè)作用,只能說人有的我也得有吧。
開通延時(shí)、開通上升時(shí)間,關(guān)斷延時(shí)和關(guān)斷下降時(shí)間的測(cè)試條件,以AON6512為例,為:VGS=10V,VDS=15V,RL=0.75Ohm,RG=3Ohm。
開通延時(shí)、開通上升時(shí)間,關(guān)斷延時(shí)和關(guān)斷下降時(shí)間的測(cè)試電路和波形如下圖所示,它們時(shí)間范圍的規(guī)定如下:
tD(on):開通延時(shí),VGS上升、VDS下降過程中,從10%的VGS的最大電壓到90%的VDS最大電壓的時(shí)間。
tr:開通上升時(shí)間,VDS下降過程中,從90%的VDS的最大電壓到10%的VDS最大電壓的時(shí)間。
tD(off):關(guān)斷延時(shí),VGS下降、VDS上升過程中,從90%的VGS的最大電壓到10%的VDS最大電壓的時(shí)間。
tf:關(guān)斷下降時(shí)間,VDS上升過程中,從10%的VDS的最大電壓到90%的VDS最大電壓的時(shí)間。
圖1:阻性開關(guān)測(cè)試電路和波形
測(cè)試時(shí),所用的負(fù)載為電阻,也就是電流和電壓線性的變化:開通時(shí),電流從0線性地增加到最大值的同時(shí),電壓也線性地從最大值下降到0,如圖2所示。
反之,關(guān)斷時(shí),電流從最大值線性地下降到0的同時(shí),電壓也線性地從0增加到0最大值。
圖2:阻性開通時(shí)電流、電壓波形
基于上述的波形,在電流和電壓重疊的時(shí)間區(qū)域內(nèi)對(duì)其積分,就可以計(jì)算阻性開通時(shí)的損耗:
阻性關(guān)斷的損耗和上面過程相類似,二者相加,就是阻性開關(guān)過程中產(chǎn)生的總的開關(guān)損耗。
功率MOSFET所接的負(fù)載、變換器輸出負(fù)載和變換器所接的輸出負(fù)載是三個(gè)完全不同的概念,下面以BUCK變換器為例來說明。
功率MOSFET所接的負(fù)載:BUCK變換器的功率MOSFET接到電感,因此功率MOSFET所接的負(fù)載為感性負(fù)載。
變換器輸出負(fù)載:BUCK變換器的輸出為濾波電容,因此輸出負(fù)載為容性負(fù)載。
BUCK變換器所接的輸出負(fù)載:這就要看其外部實(shí)際接到什么負(fù)載,研發(fā)測(cè)試過程中通常使用電子負(fù)載,這要看電子負(fù)載所設(shè)定的為阻性負(fù)載還是容性負(fù)載。
在實(shí)際的電路板上,所接的負(fù)載差別較大,特性也不同。
在實(shí)際應(yīng)用的過程中,功率MOSFET很少接到純的阻性負(fù)載,大多數(shù)負(fù)載都為感性負(fù)載,如電源和電機(jī)控制;還有一部分的負(fù)載為容性負(fù)載,如負(fù)載開關(guān)。
既然功率MOSFET所接的負(fù)載大多數(shù)為感性負(fù)載,那么上面基于阻性負(fù)載的開關(guān)特性和開關(guān)時(shí)間參數(shù)對(duì)于實(shí)際的應(yīng)用就完全沒有什么價(jià)值,以這些參數(shù)來計(jì)算和校核開關(guān)特性和開關(guān)損耗也是不正確的,以后將會(huì)討論基于感性負(fù)載的開關(guān)過程,從而理解開關(guān)損耗。
居然是個(gè)圓。
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簡化的太多了吧。
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