并聯(lián)MOSFET有何優(yōu)勢?MOSFET開關(guān)損耗是怎么回事
MOSFET將是下述內(nèi)容的主要介紹對象,通過這篇文章,小編希望大家可以對MOSFET的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識和了解,詳細(xì)內(nèi)容如下。
一、并聯(lián)MOSFET有何優(yōu)勢
與線性或非線性其他任何組件一樣,同一組件或電路網(wǎng)絡(luò)的多個組件可以并聯(lián)連接。對于功率MOSFET,BJT或原理圖中的其他組件組也是如此。對于必須在兩個端子上供電的MOSFET等3端子設(shè)備,所涉及的配置可能不太直觀。下圖顯示了一個電源轉(zhuǎn)換器的示例,其中四個MOSFET在轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)并聯(lián)連接。
DC-DC轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中并聯(lián)的四個功率MOSFET
請注意,每個MOSFET的柵極上都有一個小電阻(稍后我將解釋原因)。VG_PWM端口上還有一個來自同步驅(qū)動器的柵極脈沖,用于同時切換每個MOSFET。換句話說,這些MOSFET并非以級聯(lián)方式驅(qū)動;它們被驅(qū)動使得它們?nèi)繉?dǎo)通并允許電流在同一時刻流動。
以這種方式連接MOSFET的優(yōu)勢在于,每個MOSFET均可用于向負(fù)載提供較低的電流。換句話說,假設(shè)每個MOSFET的導(dǎo)通狀態(tài)電阻相同,則總電流在每個MOSFET中平均分配。這允許每個功率MOSFET提供高電流,同時仍具有高電流裕度,從而減少了它們產(chǎn)生的熱量。
并聯(lián)功率MOSFET的典型分析中沒有包括兩點:MOSFET中的寄生效應(yīng)。寄生效應(yīng)已經(jīng)在實際組件中造成帶寬限制,濾波或諧振效應(yīng)。但是,當(dāng)我們有多個由高頻PWM信號并行驅(qū)動的功率MOSFET時,它們的寄生效應(yīng)會相互影響,從而增加了開關(guān)期間產(chǎn)生不希望有的振蕩的可能性。然后,這將顯示為系統(tǒng)輸出上的故障,并可能導(dǎo)致受害MOSFET過熱。
二、?MOSFET開關(guān)損耗是怎么回事
?MOSFET的開關(guān)損耗主要包括開通過程和關(guān)斷過程中的能量損失。?
開通過程中的開關(guān)損耗
在開通過程中,MOSFET的柵極電荷特性起著關(guān)鍵作用。從t0時刻開始,柵源極間電容開始充電,柵電壓逐漸上升。在VGS電壓從0增加到開啟閾值電壓VTH前,漏極沒有電流流過。當(dāng)VGS電壓從VTH增加到米勒平臺電壓VGP時,漏極電流開始增加,但柵極電壓保持不變,直到漏極電流達(dá)到系統(tǒng)最大電流ID。這一過程中,主要的開關(guān)損耗發(fā)生在t2和t3時間段,即米勒平臺期間?。
關(guān)斷過程中的開關(guān)損耗
在關(guān)斷過程中,MOSFET的自然零電壓關(guān)斷特性使得關(guān)斷損耗較小。具體來說,當(dāng)柵極電壓降低到低于漏極電壓時,MOSFET進入關(guān)斷狀態(tài),此時漏極電流逐漸減小到零,而漏極電壓保持不變。由于關(guān)斷過程中沒有大的電流變化,因此關(guān)斷損耗相對較低?。
影響開關(guān)損耗的主要參數(shù)
?柵極電荷(Qg)?:柵極電容充電所需的能量與柵極電荷有關(guān)。使用更低的Vgs可以減少開關(guān)損耗?。
?導(dǎo)通電阻(RDS(on))?:導(dǎo)通電阻越小,MOSFET在導(dǎo)通狀態(tài)下的功耗越低?。
?驅(qū)動電阻(Rg)?:柵極電阻的大小也會影響開關(guān)損耗,較小的Rg可以減少開關(guān)時間,從而降低損耗?。
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