功率器材MOSFET在许多电路体系的规划中都得到了广泛的使用,而关于同步整流降压式的DC-DC变换器来说,怎样挑选适宜的MOSFET则是十分重要的一环,需求研制人员认真对待。本文将会就同步整流降压型的变换器怎么挑选MOSFET,进行简略的总结和剖析,下面就让咱们一同来看看吧。
本文以最根底一种同步整流降压式变换器电路体系为例,来进行MOSFET的选型剖析和介绍。这种简略的DC-DC变换器输入及输出部分电路如下图图1所示,可以看到,这一电路体系是由带驱动MOSFET的控制器及外接开关管Q1及同步整流管Q2等组成。现在,Q1和Q2都选用N沟道功率MOSFET,由于它们能满意转换器在输入电压、开关频率、输出电流及削减损耗上的要求。
图1 同步整流降压式DC-DC变换器的输入及输出部分电路简图
在电路规划的过程中,信任咱们都十分清楚的一点是,体系中的开关管与同步整流管的作业条件不同,其作业中形成的损耗巨细也不一样。开关管有传导损耗和栅极驱动损耗(或称开关损耗),而同步整流管只要传导损耗。传导损耗是由MOSFET的导通电阻RDS(on)形成的,其损耗与i2D、RDS(on)及占空比巨细有关,要削减传导损耗需求选用RDS(on)小的功率MOSFET。现在市面上一些选用了新工艺的MOSFET的RDS(on)在VGS=10V时约10mΩ左右,有一些新产品在VGS=10V时可做到RDS(on)约2~3mΩ,可以满意规划人员的研制需求。
了解了怎么削减传导损耗的办法后,接下来咱们再来看一下怎么就削减栅极驱动损耗问题而挑选适宜的MOSFET。开关损耗指的是在开关管导通及关断瞬间,在必定的栅源电压VGS下,对MOSFET的极间电容(如下图图2所示)进行充放电所形成的损耗。此损耗与MOSFET的输入电容Ciss或反应电容Crss、栅极驱动电压VGS及开关频率fsw成份额。要减小此损耗,就要挑选Ciss或Crss小、阈值电压VGS(th)低的功率MOSFET。
图2 MOSFET的极间电容
在进行MOSFET的选取过程中,为了满意同步整流降压式DC-DC变换器可以正常安全作业,并保证其具有较高的作业效率,研制人员所挑选的功率MOSFET要在必定的栅极驱动电压下满意以下的条件:首要,MOSFET的耐压要大于最大的输入电压,即VDSS>Vin(max)。其次,MOSFET的漏极电流要大于或等于最大输出电流,即ID≥IOUT(max)。除此之外,技术人员还应当挑选Ciss或Crss尽量小的开关管,挑选RDS(on)尽量小的同步整流管,使MOSFET的损耗最小,并满意其损耗值小于PD。在满意了以上条件的前提下,技术人员需求使挑选的MOSFET契合规划的本钱需求。