【经验】如何通过分析导通损耗、开关损耗和驱动损耗来选择一款合适的MOSFET
在当今的开关电源设备中，MOS管被广泛应用，它的特性、寄生参数和散热条件都会对MOS管的工作性能产生重大影响。因此深入了解功率MOS管的工作原理和关键参数对电源设计工程师至关重要。为此，本文总结归纳了如何根据MOSFET损耗来选择器件。
MOSFET的损耗是影响开关电源效率的重要因素，MOSFET的损耗分为导通损耗、开关损耗和驱动损耗。
导通损耗具体来讲是由MOS管的导通阻抗Rds产生的，Rds与栅极驱动电压Vgs、流经MOS管的电流有关以及温度有关，如果想要设计出效率更高、体积更小的电源，必须充分降低导通阻抗。图1所示是导通阻抗Rds和温度、Rds和Vgs、Id的曲线图。由图1所知，温度越高，Rds越大；Vgs越大，Rds越小；Id越大，Rds越大。
图1：Rds与Vgs、温度的曲线图
栅极到漏极电荷Qgd是产生开关损耗的主要原因，图2是栅极电荷Qg与Vgs的曲线图。栅极电荷是MOS管门极充放电所需的能量，相同电流、电压规格的MOSFET，具有比较大的栅极电荷意味着在MOS开关过程中会损耗更多的能量。所以，为了尽可能降低MOS管的开关损耗，工程师在电源设计过程中需要选择同等规格下Qgd更低的MOS管作为主功率开关管。由图2所知，Vds的增加也会影响Qgd的数据，所以需要在相同的测试条件下比较Qgd的值，有些MOSFET供应商在更高的Vds条件下测试Qgd，使得数据手册的参数比较好，但是实际上并没有更好的性能，如图3所示。
图2：开关损耗、Qgd示意图
图3：不同条件下的Qgd值
驱动损耗，主要取决于MOSFET的总电荷数和驱动电压。而MOSFET在关断时，体二极管中会有电流通过，从而产生损耗，其主要取决于MOSFET的体二极管导通电压、通过MOSFET的电流及时间。
图4：驱动损耗及体二极管损耗计算方法
以图四中的降压电路为例，从而计算Q1、Q2的损耗，如图5所示。MOSFET的损耗占比最大的是导通损耗和开关损耗，所以在MOSFET的选择时，需要注意以下要素：
1.在满足电压、电流的情况下，需要重点考虑MSOFET的导通电阻Rdson、总电荷数Qgd及Qgd。
2.在驱动MOSFET时，为了降低导通损耗，在合理条件下使驱动电压Vgs在8V以上。
3.在实际应用中，尽量改善MOSFET的散热。
图5：Q1、Q2损耗数据
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型号- RM100N10QT2,DTC113ZCA,TEP5Z7V0,DTC114TUA,2SA1235A,FMD1S-D7S,RL1601C-1607C,DTA123YKA,FM5820-5822,TEP05DP,DAN217U,DB201S-207S,MMBT4401,DTA144EKA,RB50V-40,TO-247,MMBT4403,MMBZ5259B,MM1Z5221B,SLDB101S-107S,05N17-19,MUR120-160,FM5817F-19F,SR1550P,TEP0803L,RS-6 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丽正国际中压的MOSFET产品可以做CLASS D功放用吗？
可以的。功放选用MOSFET的时候考虑的因素主要是功率，电压，Rdson，还有开关频率等，这些因素会影响到THD，丽正国际的MOSFET产品可以满足D类功放的设计，但是需要根据产品设计的功放功率来选择一定的MOSFET，还有参数的选型，还有谐波失真的要求，最后再来选型MOSFET，当然MOSFET的选择后再需要设计其它元件一起配合，比如低通滤波器的LC选型等。
技术问答 发布时间 : 2020-02-20
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可根据用户的MOSFET管进行参数检测出具报告，静态参数最大电压:7500V、检测最大电流6000A；动态参数最大电压:3300V、检测最大电流:4500A。该测试标准满足GB、IEC及行业标准等，具备可靠性评估及老化实验能力。
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