MOS管開關管損耗計算方法公式詳解

MOSFET的開關損耗

一個功率MOSFET可以實現的最大開關頻率依賴于開關損耗。每個脈沖周期的能量損耗就像其他器件一樣是可以估算的，可通過在開通和關斷過程中對V(t)和i(t)的乘積進行積分計算。在開通期間，可以估算為

在實際情況中，每個脈沖的能量損耗由波形圖決定。現代示波器可以計算出電流和電壓的乘積并在選定時間內積分可以進行估算

假定在Tfv時刻，由二極管引起的最大反向電流IRRM呈線性衰減。對于關斷過程，能量損耗可以估算為

由可知其值近似為

總的開關損耗由下式決定：

導通損耗和阻斷損耗還要相加到開關損耗上。對于功率MOSFET,阻斷狀態下的漏電流大約有幾微安，因此阻斷損耗可以忽略不計。導通損耗是不可以忽略的。

定義占空比d為MOSFET導通相對整個開關周期的間隔的比值。導通損耗可以根據以下公式估算：

總的損耗可以由下式得到

這些損耗只能通過熱流從管殼傳出去。最大允許損耗是由散熱條件、可承受的溫度差和熱阻決定的。

對舉例的 MOSFET IXYS IXFH 67 N10,由數據表中的熱阻值可以估算出開關頻率最高可達到300kHz.很明顯，MOSFET作為一個單極型器件，是現有最快的Si半導體開關器件。

潛在的開關轉換頻率一方面依賴于熱參數，同時也要考慮電路中的其他器件，因此整個電路必須是最優化的。由式（9-34)和式（9-36)可知開關損耗由開關時間決定。更小的柵電阻Rc可以減少開關時間，從而可以降低開關損耗。另一方面，斜率的陡峭度在實際中也是要受到限制的：

1)電機繞組的限制，它抗不住過高的dv/dt.

2)還要受感性電路中必不可少的續流二極管的限制。續流二極管選擇不當的

話，提高di/dt就會導致急速開關特性，出現電壓尖峰和振蕩等現象。

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