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標題: 功率MOSFET的阻性負載開關特性 [打印本頁]

作者: 小融1號 時間: 2016-12-14 11:56
標題: 功率MOSFET的阻性負載開關特性

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在功率MOSFET的數據表中，列出了開通延時、開通上升時間，關斷延時和關斷下降時間，作者經常和許多研發的工程師保持技術的交流，在交流的過程中，發現有些工程師用這些參數來評估功率MOSFET的開關損耗，這種方法是不正確的，原因在于沒有理解這些參數的定義。

某種程度上，在功率MOSFET的數據表中，這四個參數的定義比電流的定義更沒有意義：花瓶的擺設作用，只能說人有的我也得有吧。

開通延時、開通上升時間，關斷延時和關斷下降時間的測試條件，以AON6512為例，為：VGS=10V，VDS=15V，RL=0.75Ohm，RG=3Ohm。

開通延時、開通上升時間，關斷延時和關斷下降時間的測試電路和波形如下圖所示，它們時間范圍的規定如下：

tD(on)：開通延時，VGS上升、VDS下降過程中，從10%的VGS的最大電壓到90%的VDS最大電壓的時間。

tr：開通上升時間，VDS下降過程中，從90%的VDS的最大電壓到10%的VDS最大電壓的時間。

tD(off)：關斷延時，VGS下降、VDS上升過程中，從90%的VGS的最大電壓到10%的VDS最大電壓的時間。

tf：關斷下降時間，VDS上升過程中，從10%的VDS的最大電壓到90%的VDS最大電壓的時間。

圖1：阻性開關測試電路和波形

測試時，所用的負載為電阻，也就是電流和電壓線性的變化：開通時，電流從0線性地增加到最大值的同時，電壓也線性地從最大值下降到0，如圖2所示。反之，關斷時，電流從最大值線性地下降到0的同時，電壓也線性地從0增加到0最大值。

圖2：阻性開通時電流、電壓波形

基于上述的波形，在電流和電壓重疊的時間區域內對其積分，就可以計算阻性開通時的損耗：

阻性關斷的損耗和上面過程相類似，二者相加，就是阻性開關過程中產生的總的開關損耗。

功率MOSFET所接的負載、變換器輸出負載和變換器所接的輸出負載是三個完全不同的概念，下面以BUCK變換器為例來說明。

功率MOSFET所接的負載：BUCK變換器的功率MOSFET接到電感，因此功率MOSFET所接的負載為感性負載。

變換器輸出負載：BUCK變換器的輸出為濾波電容，因此輸出負載為容性負載。

BUCK變換器所接的輸出負載：這就要看其外部實際接到什么負載，研發測試過程中通常使用電子負載，這要看電子負載所設定的為阻性負載還是容性負載。在實際的電路板上，所接的負載差別較大，特性也不同。

在實際應用的過程中，功率MOSFET很少接到純的阻性負載，大多數負載都為感性負載，如電源和電機控制；還有一部分的負載為容性負載，如負載開關。

既然功率MOSFET所接的負載大多數為感性負載，那么上面基于阻性負載的開關特性和開關時間參數對于實際的應用就完全沒有什么價值，以這些參數來計算和校核開關特性和開關損耗也是不正確的，以后將會討論基于感性負載的開關過程，從而理解開關損耗。

文章來源：微信公眾號融創芯城（一站式電子元器件、PCB、PCBA購買服務平臺，項目眾包平臺，方案共享平臺）

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