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分析开关电源中MOS管的选用方法

发布时间:2021/12/28 13:48:00

来源:http://www.szinter.com.cn/news745017.html

MOS管最多见的运用可能是电源中的电子开关,除此之外,他们对电源输出也大有益处。网络服务器和通讯设备等运用一般都配备有好几个并行电源,以适用N 1沉余与不断工作中(图1)。各并行电源均值分担负载,保证系统软件即使在一个电源出现异常的情形下依然可以持续工作中。但是,这类构架还必须一种方式把并行电源的输出联接在一起,并确保某一电源的问题不容易干扰到其余的电源。在每一个电源的输出端,有一个输出功率MOS管可以让众电源分担负载,与此同时各电源又彼此之间防护。起这类功效的MOS管被称作"ORing"FET,由于他们实质上是以"OR"逻辑性来联接好几个电源的输出。

  在ORingFET运用中,MOS管的功效是电源开关元器件,可是因为网络服务器类运用中电源无间断工作中,这一电源开关事实上自始至终处在关断情况。其电源开关作用只充分发挥在开启和关闭,及其电源出现异常之时。

  对比从业以电源开关为关键运用的设计方案工作人员,ORingFET运用设计方案工作人员显而易见必不可少关心MOS管的差异特点。以网络服务器为例子,在一切正常工作中期内,MOS管只等同于一个电导体。因而,ORingFET运用设计方案工作人员最关注的是最少传输耗损。

  低RDS(ON)可把BOM及PCB规格降至最少,

  一般而言,MOS管厂家选用RDS(ON)主要参数来界定关断特性阻抗;对ORingFET运用而言,RDS(ON)也是最重要的元器件特点。数据信息指南界定RDS(ON)与栅压(或推动)工作电压VGS及其流过电源开关的电流量相关,但针对充足的栅压推动,RDS(ON)是一个相对性静态数据主要参数。

  若设计方案工作人员尝试开发设计规格最少、成本费最少的电源,低关断特性阻抗也是翻倍的关键。在电源设计方案中,每一个电源经常必须好几个ORingMOS管并行工作中,必须好几个元器件来把电流量传输给负载。在很多状况下,设计方案工作人员务必并接MOS管,以合理减少RDS(ON)。

  需切记,在DC电源电路中,电容串联性负载的等效电路特性阻抗低于每一个负载独立的特性阻抗值。例如,2个并接的2Ω电阻器等同于一个1Ω的电阻器。因而,一般来说,一个低RDS(ON)值的MOS管,具有大额定电压,就可以让设计方案工作人员把电源中常用MOS管的数量降至至少。

  除开RDS(ON)以外,在MOS管的挑选流程中也有好多个MOS管主要参数也对电源设计方案工作人员十分关键。很多状况下,设计方案工作人员应当密切关注数据信息指南上的安全工作区(SOA)曲线图,该曲线与此同时叙述了漏极电流量和漏源工作电压的关联。通常,SOA界定了MOSFET可以安全工作的电源工作电压和电流量。在ORingFET运用中,主要问题是:在"彻底关断情况"下FET的电流量传输工作能力。事实上不用SOA曲线图还可以得到漏极电流。

  若设计方案是完成热插拔作用,SOA曲线图或许更能充分发挥。在这样的情况下,MOS管必须一部分关断工作中。SOA曲线图界定了不一样单脉冲期内的交流电和工作电压限制值。

  留意刚提起的额定电压,这也是非常值得考量的热主要参数,由于自始至终关断的MOS管非常容易发烫。此外,日渐上升的结温也会造成RDS(ON)的提升。MOS管数据信息指南要求了热特性阻抗主要参数,其定位为MOS管封装形式的半导体材料结排热工作能力。RθJC的非常简单的理解是结到管壳的热特性阻抗。细言之,在实际上精确测量中为意味着从元器件结(针对一个竖直MOS管,即裸片的上表层周边)到封装形式外表层的热特性阻抗,在数据信息指南中有叙述。若选用PowerQFN封装,管壳界定为这一大漏极片的核心。因而,RθJC界定了裸片与封装系统的热电效应。RθJA界定了从裸片表层到周边环境的热特性阻抗,并且一般通过一个脚注来标出与PCB设计的关联,包含电镀铜的叠加层数和薄厚。

  电源开关电源中的MOS管

  如今使我们考虑到电源开关电源运用,及其这类运用怎样必须从一个不一样的方面来思考数据信息指南。从界定上来讲,这类运用必须MOS管按时导通与关闭。与此同时,有数十种拓扑结构可用以电源开关电源,这儿考虑到一个简洁的事例。DC-DC电源中较常用的基本上降血压转化器依靠2个MOS管来实行电源开关作用(图2),这种电源开关更替在电感器里储存动能,随后把动能释放出来给负载。现阶段,设计方案工作人员经常挑选数百人kHz甚至1MHz以上的工作频率,由于工作频率越高,带磁元器件可以更小更加轻。

  显而易见,电源设计方案非常繁杂,并且都没有一个简洁的公式计算可用以MOS管的评定。但大家何不考虑到一些重要的主要参数,及其这种主要参数为何尤为重要。传统式上,很多电源设计方案工作人员都选用一个综合性品质因素(栅压正电荷QG×关断特性阻抗RDS(ON))来评定MOS管或对之开展等级分类。

  栅压正电荷和关断特性阻抗往往关键,是由于二者都对电源的高效率有同时的危害。对高效率有影响的消耗关键分成二种方式--传输耗损和开关损耗。

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