导读：近年来，跟着轿车、通讯、动力、绿色工业等很多运用MOSFET的 职业的快速开展，功率MOSFET备受重视。MOSFET广泛运用在模仿电路与数字电路中，关于工业商场而言，较高的电流会添加体系中的能量损耗，举例对电力公司来说，这会导致输电过程中的过量糟蹋。而要到达完全相同的输出功率，功率因数较低的负载比功率因数较高的负载会耗费更多无功电流。所以，为功率因数校对运用，挑选适宜的MOSFET器材特别重要。
功率因数是实践功率（P = 瓦特）与视在功率（VA= 伏安）之比；方针是完成尽或许挨近1的功率因数。要到达完全相同的输出功率，功率因数较低的负载比功率因数较高的负载会耗费更多无功电流。较高的电流会添加体系中的能量损耗，对电力公司来说，这会导致输电过程中的过量糟蹋。为此，关于输出功率为75 W或更高（根据EN61000-3-2规范）的任何电源，图1所示的功率要素校对 （PFC） 电路块都是一个重要而且常常是必不可少的子体系。PFC电路块用于使输入线电流与AC电压波形共同，且在大多数情况下将输出电压升高至规范的400 VDC。图2显现了PFC电路对线电流及其谐波电流的影响。
图1：PFC原理图
图2A：无PFC情况下的线电压及电流 图2B：有PFC情况下的波形
在图2A中，电流来自AC电源且只继续周期的较短时刻。这导致较低的功率因数和115%的过量谐波电流。尽管体系只耗费158 W可用功率，但传输体系的相关值需求到达272 VA才干供给这一功率。图2B显现了运用相同输入功率曲线来完成PFC的长处。在功率因数为99.9%的情况下，谐波电流降至3%。电流来自AC线路且继续整个周期，一起也没有过量的VA糟蹋。
应当留意的是，PFC与谐波电流削减并非近义词。例如，在高电理性负载情况下，电流或许是滞后于电压的完美正弦曲线。因而其将具有较低的功率因数和高无功功率，且没有任何谐波电流。而谐波电流多的失真波形一般具有一切不良特性。PFC电路不只能够校对功率因数，还有助于削减谐波电流。现在，关于电子设备功率质量有许多不同的规范。EN61000-3-2要求一切输入功率》 75 W的体系削减谐波电流。80 Plus电源认证要求功率因数到达0.9或更高。
在PFC电路中，MOSFET损耗约占总损耗的20%左右。经过挑选正确的器材，PFC功率能够得到大幅提高。为PFC电路挑选适宜MOSFET器材的一种办法是运用针对特定运用的品质因数 （FOM），来最小化器材的总损耗。尽管FOM包含针对传导损耗的导通电阻值（RDS（on）） 和针对开关损耗的栅极电荷值 （Qg），但其并非二者的简略积。为了阐明开关损耗，运用了该器材的Qgs和Qgd的一部分以及其输出电容值 （Coss）。
规范AC/DC电源的四个级是：
· 输入
· PFC前端
· 转换器
· 次级
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为满意80 Plus“金级”功率规范的要求，一切级的兼并损耗是额外输出功率的约12%。单纯PFC MOSFET损耗应约束到总输出功率的约2%或封装功率限值，（以二者中的较低者为准）。“TO”封装的最大功率损耗限值为：
· PowerPAK®SO-8L （5×6）： 5W
· PowerPAK®8×8： 7W
· TO-220/TO-220F： 10 W
· TO-247： 20W
· Super TO-247/Tmax： 25W
因而，由传导损耗和开关损耗构成的最大封装功率限值不该超越上述水平。传导损耗用公式I2*R来核算，其间考虑到了器材的RDS（on）以及其温度系数。开关损耗不只需求考虑Qg、Qgd和Qgs，还需求考虑Qoss，Qoss是Coss的积分函数。
传统的FOM，即RDS（on）（典型值）*Qg（典型值）并不考虑器材的Coss/Qoss，但这是一个非常重要的损耗，特别是在开关损耗大于传导损耗的轻负载情况下。开关损耗的这一成分是在充电（当器材断电时）和放电（当器材通电时）情况下发生的，必需在规划中加以考虑。Coss/Qoss越大，开关损耗就越大。此外，Qoss损耗是固定的而且独立于负载，这一点可从规范公式Poss = ½ CV2 x Fsw中看出，其间Fsw是开关频率。
在通用输入电源中，PFC MOSFET一直遭到380 VDC至400 VDC的主体 （bulk） DC总线电压的约束。因而，输出开关损耗有或许在总损耗中占相当大的份额。高压MOSFET （HVM）的Coss跟着所施加的VDS的不同而有相当大的改变。为阐明输出电容器的非线性，能够运用Poss = ½ Coer x V2 x Fsw作为损耗核算公式。Coer是由产品阐明书供给的有用%&&&&&%，与MOSFET的集成Coss具有相同的存储能量和相同的损耗。所以，新FOM现在为Rds（on）（典型值） * （Qswitch （典型值） + Qoss），其间Qswitch是Qgd和Qgs的组合。
例如，咱们运用一个最大封装功率损耗为8 W且对传导损耗和开关损耗的奉献各为4 W的TO-220 / TO-220F器材。这样Coss/Qoss损耗将占到总封装损耗的约20%，或总开关损耗的约40%，这是规范FOM公式没有加以考虑的一个较大损耗。
因为有许多可用封装选项，所以表1列出了针对不同封装的最大功率额外值。请留意，每种封装都有一系列器材可供选用，所以有或许对广泛的输出功率引荐相同的封装。为了完成SMT封装（如PowerPAK®SO-8L （5×6） 和PowerPAK®8×8）的最大或许功率耗散，有必要将PCB温度保持在最坏条件下的运用要求值。主张最大额外值因而遭到体系热考虑事项而非封装损耗的约束。
表1：各封装类型下的最大功率级
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