【经验】采用MOSFET芯片P8B30HP2设计开关电源输入缓启动电路可防止浪涌电流冲击

时间： 2018-09-01 来源：世强

技术问答

一般设计开关电源时，为了输入滤波和储能，都会选用电解电容作为开关电源的输入大电容，如果不增加限流措施，开关电源启动时会产生很大启动电流，此时的di/dt非常大，可能造成功率器件产生很高的尖峰，造成器件的损坏。那怎么才能实现开关电源的缓启动电路，防止浪涌电流冲击？

本文结合开关电源设计项目为例，采用SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2设计电源输入缓启动电路，防止开关电源启动时的浪涌电流冲击。图1为输入缓启动电路原理图：

图1输入缓启动电路原理图

在图1中，功率器件MOSFET管Q1放在DC/DC电源模块的负电压输入端，在上电瞬间DC/DC电源模块的第1脚电平和第4脚一样，然后控制电路按一定的速率将它降到负电压，电压下降的速度由时间常数C2*R2决定，这个斜率决定了最大冲击电流。D1是一个稳压二极管，用来限制MOSFET管 Q1的栅源电压。元器件R1，C1和D2用来保证MOSFET管Q1在刚上电时保持关断状态。由于MOSFET管导通时一个缓慢开通过程，因此输入电源上电时，就不会产生冲击电压，实现了对后级电路的浪涌冲击电流保护。

在输入缓启动电路设计中，最重要的就是功率器件MOSFET的设计和选型，只有选择合适的MOSFET才能减小开关电源启动时尖峰电流。本项目的开关电源设计中，要求功率器件MOSFET电压满足输入范围要求，同时消耗功率和发热不能太大，以免发热损害；同时器件封装尺寸也不能过大。本文结合实际项目中的具体参数要求，接下来详细介绍为什么选择SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2作为开关电源项目中输入缓启动电路的功率MOSFET。

接下来主要按照以下参数选择开关电源项目中输入缓启动电路的功率MOSFET：
1）漏极击穿电压 Vds
必须选择Vds比最大输入电压Vmax和最大输入瞬态电压还要高的MOSFET管，对于电源系统中用的MOSFET管，一般选择Vds≥100V。
2）栅源电压Vgs
稳压管D1是用来保护MOSFET管Q1的栅极以防止其过压击穿，显然MOSFET管Q1的栅源电压Vgs必须高于稳压管D1的最大反向击穿电压。一般MOS管的栅源电压Vgs为20V，推荐12V的稳压二极管。
3）导通电阻Rds
MOSFET管必须能够耗散导通电阻Rds所引起的热量，MOSFET管的Rds必须很小，它所引起的压降和输入电压相比才可以忽略。

4）漏极电流Id
MOSFET管的漏极电流Id必须大于电源系统输入的最大电流，以免发热损坏。

本项目用的开关电源中，输入电压额定值为110V，输入电压范围为：66V~154V，输入电解电容容量为1100uF，输入最大功率为450W。因此选择输入缓启动电路用的MOSFET管时，其漏极击穿电压 Vds 需要大于154V，漏极电流Id需要大于4.5A，而且其导通电阻Rds最好不大于0.5Ω。

目前在市面上生产MOSFET的厂家很多，本文选择主要的两家产品参数做对比，以便选择出适合项目中输入缓启动电路用的MOSFET。以下为SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2和Y公司的IRFBC40参数对比。

图2 MOSFET管参数对比

通过如上对照表，不难看出，SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2性能更好，其性能优势主要为：

1、SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2的栅源电压Vgs和漏极电流Id大，因此电压和电流等级高，不容易损坏，并且留有裕量，可以避免输出功率波动带来的发热问题。

2、SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2的导通电阻Rds小，因此发热量和损耗功率小，能够降低温升带来的热故障。

3、SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2采用贴片封装，尺寸小，占用PCB面积小。

综上可见SHINDENGEN公司的MOSFET芯片P8B30HP2性能优越，更好地满足输入缓启动电路的设计要求。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 6
| 转发至：

本文由简单提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（6）

zhiyong Lv4. 资深工程师 2018-11-28

学习了
桃梅 Lv7. 资深专家 2018-11-06

学习
瘦小高 Lv5. 技术专家 2018-11-06

学习学习
老子姓李 Lv7. 资深专家 2018-11-02

有用
luosai Lv8. 研究员 2018-11-02

学习了！

沉默 Lv7. 资深专家 2018-10-28

学习

没有更多评论了

【经验】如何计算和设计贴片型功率MOSFET的PCB铺铜散热，防止MOSFET过热损坏？

很多情况下都选用贴片型MOSFET来设计小功率开关电源电路。但是在开关电源功率和电流升高或者环境温度升高时，MOSFET会发热严重，严重者会造成MOSFET热损坏，本文以新电元（SHINDENGEN）公司推出的一款针对工业化应用的N沟道MOSFET管P8B30HP2为例，介绍怎么计算和设计PCB的铺铜面积，给MOSFET运行时散热，实现对其的过热保护。

设计经验发布时间 : 2018-08-16

Shindengen（新电元）二极管/MOSFET/功率IC/功率模块选型指南

描述- In addition to offering diverse diodes as a leading company of diodes, Shindengen offers a broad range of MOSFETs from low-withstand voltage to high-withstand voltage, as well as high-withstand power ICs and power modules that centralize power circuit components.

型号- S2K100,MF2003SV,P98LF6QNK,P50LF10SL,P2B60HP2F,P50LF10SN,D2L40U,D3FK120,D10FR60LA,US20KB80R,P32B12SLK,P5B50HP2F,SG20LC20USM,D3FJ10,P8B10SB,D30FDC4S,P18LF6QLK,ST04-14F1,P19LA10SL,MG060B075080A,P5F60HP2,SG8SC4M,S1WB(A)80,UD6KBA80,S2L20U,D3S6M,D1NS6,D1NS4,ST02-75F1,M2FH3,KU4F12,S30VT80,SG40TC10M,P40LF12SLK,K1V22(W),KU15N14,ST20-18FY,P54B4SLK,MG038C200160A,D40XB100,S1WB(A)60,P72LF7R5SNK,ST04-36F1,S4VB60,D8FD60LUS,D3S4M,D360SC6M,P8F28HP2,ST06-30CE,D10XB60,P1R5B40HP2,SF10L60U,S20LC30T,SG40TC12M,P4B40HP2,SF8K60USM,MS1004SH,P24B15SL,ST02-140F1,UD3KB80H,ST04-16F1,D180SC4M,MG031G148004A,P72LF7R5SLK,P240FZ4QLA,S20K60T,P98LF6QLK,D10FR60V,S2L40U,ST70-27FZ,D6FEC12ST,P70F5EN,ST04-27F1,D10FY10ST,D10XB80,D10FY10SY,D1FT6A,DF30JC4,DF30JC6,SF20L60MSM,S3L20U,D10XB60H,P6B28HP2,S60L120V,ST03DH-240,D100JHT160V,P36F25HP2,D120SC6M,M2FM3,P10F60HP2,P18LF6QNK,D180SC6M,MG031MD110006A,LN15XB60,D35XBA80,S20K100V,MG031B090004A,P30W60HP2V,D1FJ10,P26F28HP2,DF10NC15,D15XB100,P104LG20GNK,S60HC3T,ST03D-200,S30VTA80,DF10L60,M1F60,P40B6SL,D120SC4M,K1V24(W),P140LF4QLK,P32LF10SNK,P5F50HP2,ST02-100F1,D50JCB80V,S15VT80,MH2511SC,S15VTA80,S20VT80,P20B12SN,D5FEC3SH,D2FL40U,P15LF6QTKD,G1VL10C,D6FEC10ST,D20FDC15ST,D3CE6S,P20B12SL,P33LF6QLKD,KD12SF60S,SG10SC3LM,D5CE4S,P9B40HP2,P66F7R5SNK,D5FY15ST,SF20L60MVM,SG20SC3LM,D3F60,P140LF4QNK,SF20L60AM,D1UBA80,DL04-36F1,SF20L60U,D2SBA60,P46LF7R5SL,K1V36(W),P46LF7R5SN,S15VT60,MF2007SW,D3CE4S,D45XT160,P41LF4QTKD,UD2KB80H,S20SC9MT,S20VT60,ST03-240F1,DE5SC3ML,ST70-27MF,D2L20U,SG20JC6M,D3CE6ST,D20FDC20LUS,MCZ5211ST,D40FDC10ST,P25LF12SN,MG048B100006A,P92LG20GNK,D30FDC15ST,P64LF6QNK,S15WB60,P25LF12SL,P20B12SLK,S2VB60,D30VC60,ST02-33G1,S60HC1R5T,MG061E150160A,ST04-12F1,KD20SF60S,D30FD60K,P86F6SN,D1NK60,G1VL15C,MCZ5607SC,S2L60,M3FL20U,ST60-48MF,P8B30HP2,ST02-20G1,D2FL20U,DL20B-33F2,P7F90VX3,ST80-14MF,DG1H3A,MV2002SG,SF3K60M,P90LF6GLK,S30VTA60,P64LF6QLK,S20LC40UV,P6F50HP2,S20LC40UT,M1F80,SG20SC9M,KD20SF60A,S3V100D,ST02-120F1,DE5S6M,P70LF4QL,P70LF4QN,DE10S3L,D1FT15A,ST02D-200,ST03D-170,DF20NC15,KD5SF80,P36F28HP2,D2FS6,D2FS4,P4B60HP2F,D15FY15ST,KD12SF60,LN1F60,D1F60,P70F7R5EN,D10FY6SY,D10FY6ST,DE3L20UA,K1V38(W),DE5S4M,ST02-39G1,D1FK120,P58LF6GLK,MCZ5208SG,D1FL40U,SF10L60AM,P200LG10GN,D4SBS4,D4SBS6,ST03-58F1,D45XB80,D3FE60,P96LF4PQLK,S2NBC100,P4F90VX3,P9B30HP2F,P74LF4PQLK,D5CE10ST,KD12SF80,MG001AK028060A,P15F60HP2F,P8B10SBK,D20XBS6,P40B10SL,M3F60,D1F60A,P40B10SN,S10WB60,D1FK100,D30XB80,US25KB80R,G1V(B)20C,LM25KBV60FR,D25XBA80,P98LF6QL,DF20LC30,P98LF6QN,D3CE4R5ST,D25JAB60V,D30JCB100K,P232LG10GN,D1FK70,S1ZAS4,ST20-47F2,P120LG20GNK,ST04-20F1,ST03-47F1,ST20-36FY,P37LG65W3S,P42F6EN,SG30JC6M,S3K60,MG038B150080A,P12F60HP2,LN6SB60,D4SBL20U,US8KB80R,D15FR4ST,D3CE10ST,DF20L60,DE3S6M,D10FY60VE,D1NF60,DE5VE40,KD5SF60,KC5FB60HR,DL04-18F1,P60B4SN,ST70-22MF,MG001AL030060A,D5FY60K,S1WB(A)60B,MG038A200080A,D5FY4R5ST,ST02-24G1,D5FY4R5SY,ST06-39CE,D1FT10A,K1V26(W),UD8KBA80,D30FDC10ST,D5CE12ST,MG061F200160A,D1FK60,KC5FB40H,P17LF10SLKD,DE3S4M,KC5FB60HV,SF20K60M,ST20-27FY,LN1WBA60,P15F50HP2,D6SB60L,D25JAB80V,D15XB80,M1FL40U,D1FT4A,KD3FB60,D240SC4M,S1ZB80,D10SBS4,S3V80,P105LF4QNK,ST04-18F1,G1V(A)20C,KD3SF60,D3CE12ST,K1VZL20,P85GC28HP2F,G1V(B)24C,D2SB60A,G1V(B)22C,P10F50HP2,US20KB80HR,LN4SB60,MG038D150160A,P21F28HP2,S20LC60UST,S20LC60USV,D15XB60,S60SC3LT,SF10L60MSM,D10FDC10ST,DF30SC4M,S1ZB60,D6JBB80V,KU10S35NS,DF30JC10,MG055B,MG055A,MG055J,MG060C100080A,P3B28HP2,MG055F,KC5FB60H,G1V(A)8C,SF20LC30M,ST20-36F2,D1FE60,K1VZL09,SF10LC40UM,D1FK120P,UD3KB80,D1FT10,KL3Z18,US25KB80HR,P38LF6QL,DG1S6A,P38LF6QN,P40LF12SNK,DG1J10A,S1NBB80,ST03-43F1,S10VT60,D2CF60K,ST02-280F1,SG30SC4M,P15F60HP2,M1FJ4,D8JBB80V,D1FL20U,UD2KB80,MV1012SC,KD16SF60A,P13F50HP2,P40B6SLK,ST60-40MF,ST20-27F2,SG10LC20USM,D240SC6M,P16B6SB,P140LF4QL,P25LA12SL,P140LF4QN,D6JBB60V,P39LF6QTKD,S10VT80,P23LA10SL,D1N80,KD16SF60S,KL3Z07,P105LF4QLK,P56LF6GMK,MV1001SC,DF30SC3ML,DF5VD60,SG30SC6M,M1FH3,S3V60,SF10K60M,KD3SF60E,G1VL8C,KP20NU11,P6B40HP2,D6FEC15ST,D15JAB80V,MG031E120004A,P46LF7R5SLK,KD16SF80,SG15SC6M,S10VTA60,M1FM3,D20FDC10ST,MG032A4207R5A,P54B4SN,D5FY10SY,SF5LC40UM,DE10SC4,MG073A,DL04-33F1,D1N60,D5FY10ST,KC3FB40H,P20LF4QTKD,D8JBB60V,D15XBN20,P8F50HP2,P6B52HP2,SF3L60U,D2SB60,P40F10SN,G1V(A)14C,P50LF4QTKD,D10JBB80V,M3FE40,P46LF7R5SNK,KD16SF60,LN15XB60H,P12LF10SLKD,SG20TC12M,M3FE60,G1V(A)15C,D5SBA60,P26B10SLK,ST02-30G1,KD8SF60,DF8L60US,KC5FB60HRT,DF15VD60,KU10S31NS,D3SB80,DL20B-27F2,MCZ5203SE,D3CE60VE,G1VL20C,SG5L20USM,LK25XB60,M1FL20U,D1FS6A,S20LC20UST,P1B52HP2,P25LF12SLK,DG1M3A,D25XB60,D15FY6ST,P25B6EB,P0R5B60HP2,MG060E075160A,ST04-39F1,LM30KBV60FR,P60B4EL,SF10L60MVM,S60JC10V,D5FE60,P14FE6SBK,D3SB60,D4F60,M1FE40,P105LF4QL,P40F12SN,SG20TC15M,S60SC6MT,D5CE6ST,D10JBB60V,DF15NC15,KU5S31NS,P24B4SBK,D6SBN20,P105LF4QN,D1FS4A,US15KB80R,D25XB80,P25LF12SNK,MS1003SH,D2S6M,SG15SC4M,P66F7R5SN,D40FDC15ST,UD4KB80,P3F60HP2,D30JCT120V,P1B90VX3K,P168LG10GN,D25FD60V,M1FE60,P7F60HP2,P12FE7R5SBK,DG1S6,P240FZ4QNKA,DG1S4,G1VL24C,ST20-30FY,D6FEC4ST,D20FD60LU,ST03D-82,DF20SC9M,P55F6EN,D2S4M,LL15XB60,DE5LC20U,P64LF6QN,P64

选型指南 - SHINDENGEN - December 2023 PDF 英文下载

Four MOSFET Have Been Introduced to Help Reduce Size and Power Consumption in A Variety of Mobile Applications

Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. has started mass production of four new models for its EETMOS4 Series lineup of Power MOSFET. This series uses a new structure chip and Cu clip to realize low loss and large current capacity in a 5×6 mm size compact package, greatly contributing to reduced size and lower power consumption for longer operation times in various motor drive circuits, power supply circuits, relay related and other applications in battery driven devices .

产品发布时间 : 2024-07-31

【应用】40V/140A LFPACK MOSFET+汽车级驱动芯片助力汽车电子水泵小型化设计

Shindengen推出的 P140LF4QNK 功率MOSFET ，小尺寸，LF PACK封装产品， L*W=5.000mm*6.050mm。

新应用发布时间 : 2018-01-26

MOSFET product introduction

型号- F21F60CPM,F11F60CPM,P82F7R5SN,P7F60HP2,P98LF6QNK,P100FA7R5EN,P38LF6QNK,P98LF6QL,P25F60EVA,P36F28HP2,P21F60EVA,P240FZ4QNKA,F60W60CP,P4B60HP2F,P46LF7R5SLK,P5F50HP2F,F25F60CPM,P38LF6QL,VX6 SERIES,P211FZ4QMKA,P168FP7R5SNK,P40LF12SNK,P50LF10SNK,P25LF12SLK,P211,P70F7R5EN,P105LF4QNK,F31W60CP,P25B6EB,P64LF6QNK,P140LF4QLK,P70LF4QLK,P32LF10SNK,P11F60EVA,P8B10SB,P1FE90VX3,P9B0HP2F,P80FG7R5EN,P31W60EVA,P60B4EL,P13F28HP2,P5B52HP2,P72LF7R5SLK,P240FZ4QLA,P3FH90VX3,P5FH90VX3,P170FZ6QNKA,P60B6SN,P24LF4QMK,P98LF6QLK,F39W60CP,F16F60CPM,P38LF6QLK,P32F12SN,P56LA4SN,P8B30HP2,P180FP4SNK,P17F28HP2,P46LF7R5SNK,P105LF4QN,P4F90VX3,P7F90VX3,FZ4QMKA,P60W60EVA,CP SERIES,P140LF4QL,P9B40HP2,P40LF12SLK,HP2 SERIES,P50LF10SLK,P25LF12SNK,P64LF6QLK,P140LF4QNK,P16F60EVA,P32LF10SLK,P105LF4QLK,P70LF4QNK,P39W60EVA,P3B28HP2,P10B28HP2,P260FZ4QNKA,HP2VX,P200FZ6QNKA,P72LF7R5SNK,2SK3566

商品及供应商介绍 - SHINDENGEN - 2020 Feb. PDF 英文下载

【元件】新电元符合AEC-Q101标准的高耐压900V MOSFET发售，满足车载设备的高ESD耐量要求

新电元工业株式会社在对应车载用途的高耐压MOSFET“VX3系列”的产品阵容中新增900V耐压1A 和2A这两款型号，并将于4月发售。本产品通过调整内部结构，实现了HBM 2kV保证和MM 200V保证，满足了车载设备的高ESD耐量要求，由此为提高车载设备的可靠性做出贡献。

产品发布时间 : 2024-03-18

【应用】六合一MOSFET功率模块助力EPS逆变设计

恰能解决PCB驱动板面积受限制、封闭性散热难等技术难题的功率模块。

新应用发布时间 : 2019-07-27

关于IRF2807 MOSFET真假问题，请问导通电阻会不会随电流变化，1.7安电流有55mV以上的压降正常吗？门极电压11.4V。

导通电阻一般不会随电流变化而变化，即使有也很小，导通电阻跟温度有关，成正比例关系。根据你测试的数据，导通电阻有30mΩ，规格书给出25℃的值是13mΩ,相差一倍，驱动波形脉宽小于400us，建议检查下测试环境温度和驱动波形，只要管子工作温度正常，是没什么大碍的。推荐新电元的P82F7R5SN MOSFET，82A/75V，详细资料参考：https://www.sekorm.com/doc/52575.html。

技术问答发布时间 : 2018-09-30

Announcing the launch of an AEC-Q101 compliant high withstand voltage 900V MOSFET, Contributing to Improved Reliability in Vehicle Device Applications

Shindengen will launch new 900V withstand voltage 1A and 2A models in the VX3 Series high withstand voltage MOSFET for vehicle applications in April. These products feature revised internal structures to achieve HBM 2kV guarantee and MM 200V guarantee, and are compatible with the high ESD tolerances required for vehicle device applications.

产品发布时间 : 2024-03-18

Shindengen Announced the Launch of High Withstand Voltage 900V Power MOSFET based on AEC-Q101, Optimal for xEV High Voltage DC/DC Converters

Shindengen has launched two new products, the P3FH90VX3 and P5FH90VX3 power MOSFET based on the AEC-Q101 vehicle application reliability standards. The products‘ high withstand voltage of 900V prefers to install main switches and discharge circuit switches for xEV DC/DC converter control power supplies.

产品发布时间 : 2023-07-26

Shindengen Launched High Withstand Voltage 900V Power MOSFET P4F90VX3 and P7F90VX3, Reducing Required Snubber Circuits and Optimal for Flyback Circuits

Shindengen has launched the P4F90VX3 and P7F90VX3 power MOSFET for white goods and industrial devices. The products‘ high withstand voltage of 900V increases the degree of freedom of power supply design while also making it possible to reduce the number of required snubber circuits.

产品发布时间 : 2023-07-27

Shindengen Developed Low Withstand Voltage Trench Structure MOSFET EETMOS Compact Package LF Series, Achieving both Lower Ron and Lower Qg

Shindengen has expanded its lineup with the development of the low withstand voltage trench structure MOSFET EETMOS LF Series, which is suited for use in various consumer and vehicle-mounted high current drive circuits, various power supply circuits, relay applications, and more.

产品发布时间 : 2023-08-07

【应用】ShinDengen基于MOSFET和驱动IC的电动自行车的电机驱动电路设计参考

电动自行车，作为人们短途出行的首选，是主要由电机驱动的绿色环保型交通工具。本文将基于ShinDengen公司的MOSFET以及驱动IC，简述电动自行车的驱动电路设计，为电动自行车的实际应用提供可行性设计方案。

应用方案发布时间 : 2018-06-23

新电元（Shindengen）240A大电流小尺寸车规MOSFET应用，助力汽车电机设计——世强硬创沙龙2019

型号- MG031Y,MG038A,D45JCT120V,MG038B,MG031V,PSS30S92E6,PSS10S72FT,MG047,MG052A,MG030A,PSS05S72FT,MG038C,MG038D,P240FZ4QNKA,MG030J,PSS35S92F6,D100JHT80V,P211FZ4QMKA,PSS20S92F6,MG030X,D70JHB80V,RD003,RD002,D75JFT80V,MG053A,MG053B,MG054,D100JHT120V,MG031MC,MG031MD,D30JCT120V,PSS35S92E6,MG031E,MG031G,D50JCB80V,PSS30S92F6,MG031S,MG005Z,MG031L,D45JCT160V,PSS20S92E6,MG031N

培训文档-商品应用及供应商介绍 - SHINDENGEN PDF 中文下载