Mosfet应力的确定(开关电源设计元器件选择)
MOSFET选型注意事项及应用实例
MOSFET选型注意事项及应用实例MOSFET的选型基础MOSFET有两大类型：N沟道和P沟道。
在功率系统中，MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。
导通时，电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。
作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢？本文将讨论如何通过四步来选择正确的MOSFET。
1）沟道的选择。
为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中，当一个MOSFET接地，而负载连接到干线电压上时，该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中，应采用N 沟道MOSFET，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET，这也是出于对电压驱动的考虑。
2）电压和电流的选择。
额定电压越大，器件的成本就越高。
根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压。
这样才能提供足够的保护，使MOSFET不会失效。
就选择MOSFET而言，必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压，即最大VDS。
设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。
不同应用的额定电压也有所不同；通常，便携式设备为20V、FPGA电源为20～30V、85～220V AC 应用为450～600V。
在连续导通模式下，MOSFET处于稳态，此时电流连续通过器件。
脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。
10步法则教你MOSFET选型
10步法则教你MOSFET选型俗话说“人无远虑必有近忧”，对于电子设计工程师，在项目开始之前，器件选型之初，就要做好充分考虑，选择最适合自己需要的器件，才能保证项目的成功。
功率MOSFET恐怕是工程师们最常用的器件之一了，但你知道吗？关于MOSFET的器件选型要考虑方方面面的因素，小到选N型还是P 型、封装类型，大到MOSFET的耐压、导通电阻等，不同的应用需求千变万化，下面这篇文章总结了MOSFET器件选型的10步法则，相信看完你会大有收获。
1、功率MOSFET选型第一步：P管，还是N管？功率MOSFET有两种类型：N沟道和P沟道，在系统设计的过程中选择N管还是P管，要针对实际的应用具体来选择，N沟道MOSFET选择的型号多，成本低；P沟道MOSFET选择的型号较少，成本高。
如果功率MOSFET的S极连接端的电压不是系统的参考地，N沟道就需要浮地供电电源驱动、变压器驱动或自举驱动，驱动电路复杂；P沟道可以直接驱动，驱动简单。
需要考虑N沟道和P沟道的应用主要有：（1）笔记本电脑、台式机和服务器等使用的给CPU和系统散热的风扇，打印机进纸系统电机驱动，吸尘器、空气净化器、电风扇等白家电的电机控制电路，这些系统使用全桥电路结构，每个桥臂上管可以使用P管，也可以使用N管。
（2）通信系统48V输入系统的热插拨MOSFET放在高端，可以使用P管，也可以使用N管。
（3）笔记本电脑输入回路串联的、起防反接和负载开关作用的二个背靠背的功率MOSFET，使用N沟道需要控制芯片内部集成驱动的充电泵，使用P沟道可以直接驱动。
2、选取封装类型功率MOSFET的沟道类型确定后，第二步就要确定封装，封装选取原则有：（1）温升和热设计是选取封装最基本的要求不同的封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率，除了考虑系统的散热条件和环境温度，如是否有风冷、散热器的形状和大小限制、环境是否封闭等因素，基本原则就是在保证功率MOSFET的温升和系统效率的前提下，选取参数和封装更通用的功率MOSFET。
开关电源的开关管为什么选MOSFET，而非三极管
开关电源的开关管为什么选MOSFET，而非三极管场效应晶体管（FET，Field Effect Transistor），很大程度上会与双极性结型晶体管（BJT，Bipolor Junction Transistor）简称三极管，很多应用场景相似。
有些控制开关的应用场景下，两个似乎可以相互替代。
但是两者的不同导致了，应用场景的不同，和使用时的特性不同（频率、功耗等）。
1、两者的基本物理模型不相同三极管的理想模型是流控电流源，场效应管的理想物理模型是压控电流源。
2、输入阻抗不同三极管是电流控制器件，通过控制基极电流到达控制输出电流的目的。
因此，基极总有一定的电流，故三极管的输入电阻较低；场效应管是电压控制器件，其输出电流决定于栅源极之间的电压，栅极基本上不取电流，因此，它的输入电阻很高，可高达1MΩ～100000MΩ。
高输入电阻是场效应管的突出优点。
3、完全导通（饱和状态）的等效电阻值不同三极管导通时等效电阻值大，场效应管导通电阻小，只有几十毫欧姆，几毫欧，在现在的用电器件上，一般都用场效应管做开关来用，他的效率是比较高的。
在实际工作中，常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。
根据Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和；倍数越大，饱和程度就越深。
BJT的CE之间可以实现的最小电压差，是一个定值，所以随着电流的增大，功耗就是Ice*Vce。
对于9013、9012而言，饱和时Vce小于0.6V，Vbe小于1.2V。
下面是9013的特性表：BCP56比较常用于开关控制功能的三极管的一个特性参数表，其Vce（sat）也是最大值0.5V饱和区的现象就是：两个PN结均正偏。
那么Vce（sat）的最大值，也就是两个二极管正向导通电压的压差，这个压差可能很小，而半导体厂家保证这颗BJT的最大值是0.6V。
这个值有可能非常接近于0，但是一般来说和IC和温度相关。
正确选择MOSFET四大要素
正确选择MOSFET四大要素作为电气系统中的基本部件，MOSFET需要工程师深入了解其关键特性及指标，以做出正确选型。
本文讲述正确选择MOSFET的方法，包括确定N/P沟道、确定额定电流、确定热要求、决定开关性能四大步骤，根据RDS（ON）、热性能、雪崩击穿电压及开关性能指标来选择正确的MOSFET。
MOSFET的选择MOSFET有两大类型：N沟道和P沟道。
在功率系统中，MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET 的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。
导通时，电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS（ON）。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。
第一步：选用N沟道还是P沟道为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中，当一个MOSFET接地，而负载连接到干线电压上时，该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中，应采用N沟道MOSFET，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET，这也是出于对电压驱动的考虑。
要选择适合应用的器件，必须确定驱动器件所需的电压，以及在设计中最简易执行的方法。
下一步是确定所需的额定电压，或者器件所能承受的最大电压。
额定电压越大，器件的成本就越高。
根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压。
这样才能提供足够的保护，使MOSFET不会失效。
就选择MOSFET 而言，必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压，即最大VDS。
知道MOSFET能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。
MOSFET的选型及应用概览
MOSFET的选型及应用概览MOSFET的选型基础MOSFET在开关电源中的应用MOSFET在马达控制中的应用MOSFET在汽车中的应用MOSFET在LED 灯具中的驱动MOSFET 的选型基础MOSFET有两大类型:N沟道和P沟道。
在功率系统中，MOSFET可被看成电气开关。
当在N沟道MOSFET的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。
导通时，电流可经开关从漏极流向源极。
漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。
必须清楚MOSFET的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。
如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。
当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。
虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。
作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢,本文将讨论如何通过四步来选择正确的MOSFET。
1)沟道的选择。
为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。
在典型的功率应用中，当一个MOSFET 接地，而负载连接到干线电压上时，该MOSFET就构成了低压侧开关。
在低压侧开关中，应采用N沟道MOSFET，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。
当MOSFET连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。
通常会在这个拓扑中采用P 沟道MOSFET，这也是出于对电压驱动的考虑。
2)电压和电流的选择。
额定电压越大，器件的成本就越高。
根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压。
这样才能提供足够的保护，使MOSFET不会失效。
就选择MOSFET而言，必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压，即最大VDS。
设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。
不同应用的额定电压也有所不同;通常，便携式设备为20V、FPGA电源为20,30V、85,220VAC应用为450,600V。
MOS管选型指南
MOS管选型指南MOSFET，即金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种常用的功率开关器件。
其结构简单，能够在低电压下工作，并具有高开关速度和低开关损耗等优点。
因此，MOSFET广泛应用于电力电子、汽车电子、工业控制和通信设备等领域。
在选择MOSFET时，需要考虑以下几个方面：1.电压与电流要求：首先，需要确定所需工作电压和电流范围。
根据应用的不同，MOSFET的电压和电流要求可能有所不同。
例如，电力电子领域通常需要承受较高的电压和电流，而通信设备领域则可能对电压和电流有较严格的限制。
2.耗散功率：MOSFET的耗散功率也是选择的重要考虑因素之一、当MOSFET处于导通状态时，其内部会产生一定的功耗，这会导致器件发热。
当功耗过大时，需要采取散热措施或选择功耗较低的器件。
3.开关速度：开关速度是指MOSFET从导通到截止（或相反）的时间。
一般来说，开关速度较快的MOSFET能够更快地响应控制信号，实现高频开关。
对于一些高频开关电路，如无线通信设备中的射频开关，开关速度要求较高。
4.RDS(ON)：RDS(ON)是MOSFET的导通电阻。
导通电阻越小，MOSFET的开关损耗就越小，并且能够更好地导通高电流。
因此，在选择MOSFET 时，需要根据应用的要求选择合适的RDS(ON)。
5.均衡特性：MOSFET的均衡特性是指在不同工况下，如温度、电压和电流等，其关键参数是否保持稳定。
一些高可靠性应用，如航空航天和军事领域，对器件的均衡特性要求较高。
6.可靠性：MOSFET的可靠性与其设计、制造和封装质量有关。
在选择MOSFET时，建议选择来自知名厂商的产品，并确保符合行业标准和认证要求。
此外，了解厂商的质量控制和售后服务也是必要的。
7.价格和供应链：价格和供应链也是考虑因素之一、选择合理的价格范围，并确保能够获得稳定的供应，以避免因材料短缺或停产等问题导致生产或维修困难。
总之，选型MOSFET需要综合考虑电压和电流要求、耗散功率、开关速度、RDS(ON)、均衡特性、可靠性、价格和供应链等因素。
mosfet 选型注意事项
mosfet 选型注意事项
MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常用的功率开关器件，选型时需要考虑以下几个注意事项：
1. 额定电压（Vds）：根据实际工作电压要求选择合适的MOSFET。
额定电压应略大于实际工作电压，以确保稳定性和可靠性。
2. 最大漏极电流（Id）：根据应用中的最大负载电流需求选择MOSFET。
确保所选器件的最大漏极电流能够满足工作条件下的要求。
3. 开关速度（开关时间和关断时间）：开关速度与开关特性有关，一般由电荷注入和排除时间决定。
根据应用的频率和需求，选择合适的开关速度。
高频应用通常需要更快的开关速度。
4. 导通电阻（Rds(on)）：导通电阻是指MOSFET在导通状态下的电阻，直接影响功耗和效率。
较低的导通电阻意味着更小的功耗和更高的效率，因此选择较低的导通电阻更为理想。
5. 耐压能力：MOSFET的耐压能力决定了其在高压环境下的可靠性和稳定性。
根据实际工作电压需求选择合适的耐压能力。
6. 温度特性：MOSFET在高温环境下会产生热量，因此需要考虑器件的温度特性以及散热措施。
确保所选MOSFET
具有良好的温度特性，并能够在实际工作条件下稳定工作。
7. 附加特性：根据应用需求，可能还需要考虑其他附加特性，如阻尼比、静态工作点等。
根据具体应用场景，选择适合的附加特性。
最后，为了确保选型准确，建议参考器件的数据手册和规格书，以获得更详细和专业的信息。
MOSFET选型经验分享：经典案例教你10步法
MOSFET选型经验分享：经典案例教你10步法俗话说“人无远虑必有近忧”，对于电子设计工程师，在项目开始之前，器件选型之初，就要做好充分考虑，选择最适合自己需要的器件，才能保证项目的成功。
功率MOSFET恐怕是工程师们最常用的器件之一了，但你知道吗？关于MOSFET的器件选型要考虑方方面面的因素，小到选N型还是P型、封装类型，大到MOSFET的耐压、导通电阻等，不同的应用需求千变万化，下面这篇文章总结了MOSFET器件选型的10步法则，相信看完你会大有收获。
1、功率MOSFET选型第一步：P管，还是N管？功率MOSFET有两种类型：N沟道和P沟道，在系统设计的过程中选择N管还是P管，要针对实际的应用具体来选择，N沟道MOSFET选择的型号多，成本低；P沟道MOSFET 选择的型号较少，成本高。
如果功率MOSFET的S极连接端的电压不是系统的参考地，N 沟道就需要浮地供电电源驱动、变压器驱动或自举驱动，驱动电路复杂；P沟道可以直接驱动，驱动简单。
需要考虑N沟道和P沟道的应用主要有：（1）笔记本电脑、台式机和服务器等使用的给CPU和系统散热的风扇，打印机进纸系统电机驱动，吸尘器、空气净化器、电风扇等白家电的电机控制电路，这些系统使用全桥电路结构，每个桥臂上管可以使用P管，也可以使用N管。
（2）通信系统48V输入系统的热插拨MOSFET放在高端，可以使用P管，也可以使用N 管。
（3）笔记本电脑输入回路串联的、起防反接和负载开关作用的二个背靠背的功率MOSFET，使用N沟道需要控制芯片内部集成驱动的充电泵，使用P沟道可以直接驱动。
2、选取封装类型功率MOSFET的沟道类型确定后，第二步就要确定封装，封装选取原则有：（1）温升和热设计是选取封装最基本的要求不同的封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率，除了考虑系统的散热条件和环境温度，如是。
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则！
一、MOS 设计选型的几个基本原则
建议初选之基本步骤：
1.电压应力
在电源电路应用中，往往首先考虑漏源电压VDS 的选择。
在此上的基本原则为MOSFET 实际工作环境中的最大峰值漏源极间的电压不大于器件规格书中标称漏源击穿电压的90% 。
即：
VDS_peak≤90% * V(BR)DSS
注：一般地，V(BR)DSS 具有正温度系数。
故应取设备最低工作温度条件
下之V(BR)DSS 值作为参考。
2.漏极电流
其次考虑漏极电流的选择。
基本原则为MOSFET 实际工作环境中的最大周期漏极电流不大于规格书中标称最大漏源电流的90% ；漏极脉冲电流峰值不大于规格书中标称漏极脉冲电流峰值的90% 即：
ID_max≤90% * ID
ID_pulse≤90% * IDP
注：一般地，ID_max 及ID_pulse 具有负温度系数，故应取器件在最大
结温条件下之ID_max 及ID_pulse 值作为参考。
器件此参数的选择是极为
不确定的—主要是受工作环境，散热技术，器件其它参数（如导通电阻，热阻等）等相互制约影响所致。
最终的判定依据是结点温度（即如下第六条之“耗散功率约束”）。
根据经验，在实际应用中规格书目中之ID 会比实际最大工作电流大数倍，这是因为散耗功率及温升之限制约束。
在初选计算时期还。
关于开关电源的功率器件电压电流应力测试的指导
最近领导让给新人整理的关于开关电源的功率器件电压电流应力测试的指导，还望各位大侠指点一二1.指导书说明本指导书是对电源产品部关键器件的电压，电流应力测试的说明，包括：测试项目、测试条件、测试方法、测试步骤以与判定标准与须知。
2. 测试说明2.1.测试条件1.输入电压：规格围之最小、最大。
2.输出负载：空载（或者最小负载）和满载。
3.输出电压：额定。
4.环境温度：常温环境下。
2.2测试器件电源的关键器件应包含以下种类但不限于以下容：输入整流桥、主开关管、输出整流管、输出续流管、钳位管、辅助电源开关管、辅助电源输出整流二极管、大电解电容的纹波电流和电压等。
2.3测试项目1.测试器件在以下条件下的应力波形（电流应力波形和电压应力波形）：a器件在产品正常工作时的应力波形；b器件在产品输入上、下电时的应力波形；（各种开关机方式）c器件在产品输出负载阶跃时的应力波形；d器件在产品输出短路保护与撤除后的应力波形；（测试点在输出端口用空开进行）e器件在产品输出过流保护时的应力波形；f器件在产品输入欠压和过压保护前和保护后恢复时的波形；g器件在产品输出过压保护时的波形；具体见附件表格：3.测试过程3.1测试前准备3.1.1相关器件的识别1. MOS管的识别插件式MOS管，三个脚，正面正对自己，从左到右依次是G D S贴片式MOS管，八个脚，正面正对自己，左下角有一个小圆点，从小圆点向右的三个管脚是S,第四个脚是G,剩余对面的四个脚是D见以下图：2. 二极管的识别两个引脚的，有灰色线的一端是阴极，另一端为阳极。
见以下图：3. 整流桥的识别正面正对自己，本体上有缺口的一端是1脚，从左向右依次是2 ，3 ，4脚。
见以下图：4. 芯片的识别正面正对自己，左下角有个小圆点，下面的从左向右依次是管脚顺次，之后是右上角，再从右向左依次是管脚顺序见以下图：3.1.2相关器件的测试值1. MOS管电压应力测试如测试MOS管，示波器的地线夹必须加在MOS管的源S极，测试头夹在MOS管的栅极G或漏极D，不得加反，所测的波形即为MOS管栅—源（即G—S）波形或漏—源（即D—S）波形；电流应力测试如测试MOS管，则需要测试MOS管漏极D或者栅极S中的电流，一般测试漏极D的电流。
MOSFET选取办法
MOSFET选取办法1、选择要点：在电子镇流器和开关电源中常选择N沟道增强型器件。
主要考虑三个参数：漏极与源极之间的击穿电压BVdss、连续漏极电流Id、导通态电阻Rds。
Rds会随着BVdss增加和Id减少而增大,其值越小越好。
在电路中没有PFC电路，BVdss取值≥400V即可，如果有PFC电路，BVdss取值通常为500～600V。
在导通时，栅极信号应能迅速达到导通电平；关断时驱动电压应很快降到Ugs门限以下，使沟道电阻Rch很快从0变化到∞，否则会增加关断损耗。
驱动要求如下：驱动电路延迟时间要短，驱动电路峰值电流要大，栅极电压变化率dU/dt要大。
2、驱动设计要点：2.1在栅极串联电阻（R5、R9）防止发生寄生振荡，在栅极与地之间并接电阻(R4、R10)可加速场效应管关断，采用全隔离驱动效果最好。
2.2在使用场效应管时, 要注意漏源电压、漏源电流及耗散功率等, 不要超过规定的最大允许值。
3、mos管主要参数1）夹断电压U GS（off）或开启电压U GS（th）2）饱和漏极电流I DSS3）漏源击穿电压U（BR）DS4) 栅源击穿电压U（BR）GS5）直流输入电阻R GS6）最大耗散功率P DM7）跨导gm3.1 耗散功率PD：MOS管所能承受的最大功耗，超过此功耗值，MOS管可能因发热厉害而烧坏，导致功能性损坏。
此项参数的确定要综合考虑漏极电流ID和RDS(on)两项参数。
因为PD=ID*ID* RDS(on)。
MOS管或者IGBT,我们统称全控开关器件,其功耗分4部分：导通损耗,截止损耗,开关损耗,驱动损耗。
对于截止损耗和驱动损耗来说,可忽略不记。
⑴、分析其导通损耗,基本上由导通时前向电压和有效电流决定,我们可通过导通时候的电压电流来知道,电流可通过我们实际电路大致计算可得,电压可查其对应电流的DATASHEET。
⑵、分析其开关损耗,其中又分开通损耗和关断损耗,可通过电流大小(计算得知)、驱动电阻(实际电路)、驱动电压(实际电路)、CE/DS电压(实际电路)这些变量,查寻DATASHEET计算,我们一般在开发初期要先确定大致的损耗范围。
如何在设计开关电源选型元器件
热敏电阻
热敏电阻是由锰钴镍的氧化物烧结成的半导体陶 瓷制成的，具有负温度系数，随着温度的升高， 其电阻值降低。 热敏电阻在开关电源中起过温保护和软启动的作 用。
MOSFET的主要缺点：
导通电阻(RDS(on))较大，而且具有正温度系数， 用在大电流开关状态时，导通损耗较大，开启门 限电压VGS(th)较高（一般为2~4V），要求驱动变 压器绕组的匝数比采用双极型晶体管多1倍以上。
MOSFET的驱动电路
图中，Ns为脉冲变压器次级驱动绕组，R是 MOSFET的珊极限流电阻。齐纳二极管DW1、 DW2反向串接在一起，防止驱动电压过高而使 VT击穿。R的阻值一般为60~200Ω。
MOS工作的典型 场控制器件。它适应于100~200MHz的高频场合。 MOSFET具有负的电流温度系数，可以避免 热不稳定性和二次击穿，适合在大功率和大电流 条件下应用。 在驱动模式上，属于电压控制型器件，驱动 电路设计比较简单，驱动功率很小。 MOSFET中大多数集成有阻尼二极管，而双 极型功率晶体管中大多没有内装阻尼二极管。 MOSFET对系统的可靠性与安全性的影响并 不象双极型功率晶体管那样重要。
开关电源元器件的选用
1. 开关晶体管 开关电源中的功率开关晶体管是影响电源可靠 性的关键元件。开关电源所出现的故障中约 60%是功率开关晶体管损坏引起的。主电路中 用作开关的功率管有双极型晶体管和MOSFET 两种。 1.1 功率开关MOSFET MOSFET分P沟道耗尽型、 P沟道增强型、 N 沟道耗尽型和N沟道增强型4种类型。增强型 MOSFET具有应用方便的“常闭”特性（即驱 动信号为零时，输出电流等于零）。在开关电 源中，用作开关功率管的MOSFET几乎全都是 N沟道增强型器件。
电源系统开关控制器的MOSFET选择
一
个 低 导 通 电 阻 的ＦＥ Ｔ，并 且 栅 极 电荷
那 么最 佳解 决 方案 是什 么呢 ，是 高输
入 电 压 ／ 占空 比 ，还 是 低 输 入 电 压 ／ 低
导 通 电阻 的 Ｆ Ｔ。 Ｅ 图 １ 显 示 了 我 们 将 高 侧 和 低 侧 损 １
可 以 很 高 。 图 ７ 示 了上 述 情 况 。 显
温 ，具 体 方 法 如 下 ：
ＭＯＳＦ ＥＴ维持在规 定范 围以 内，必须 在低栅极 电荷和低导 通电阻之 间取得平
衡 。在 多负载电源系统中 ，这种情况会 变得更加 复杂。 ＤＣ Ｄ Ｃ ／ 开关 电源 因其高效率而广
ＦＥＴ可 能会 集 成到 与控制 器一 样 的同一块芯片 中，从而实现一种最为简
ｎ ｕ ｐ ｔ
压 ，Ｉ。 ｄ 为负载电流 ，ｔ 和ｔ 为Ｆ Ｔ的 ｌ Ｅ 升时 间和 降时 间，而Ｔ 为控制 器的开
关时间 （／ １ 开关频率 ）。
Ｄ Ｃ 损 耗 ： ｃ Ｒ Ｄｓ Ｐ ｓ Ｄ ＝ ｏＮ ｗ ＸＩｕ Ｘ１ｕ ×占空 比 ｏＴ ０Ｔ （） ５
择灵活性 。缺 点是ＦＥ 选择过程更加复 Ｔ
杂 ，原因是要考虑的因素有很 多。 一 个 常 见 问题是 “ 为什 么不让 这 种 １Ａ Ｆ Ｔ ０ Ｅ 也用于我的１ Ａ设计 呢？” ０
它 要求 计算 ＦＥＴ的 功耗 。这 种功 耗可以分成两个主要部分 ：ＡＣ 损 和ＤＣ 耗 。这些损耗可以通过下列方程式计算
得到 ：
Ｃｕ ｒ ｔｐ ｔ ｔ ｉ ｉｅ ｓ ｉ ｈｏ ｒｅｎ ａ ｈｗｉ ｈｇｈｓｄ ｗ ｔ ｎ ｈ ｃ
＝
Ａ Ｃ损 耗 ： Ａ Ｃ功 耗 （ Ｐ。 １ ２Ｘ ｓ ｄＸ（￣ ｔｕ Ｔ ／ ×１ ｔ ＋ ｆ） Ｖｄ 。 ｒ ａ ／
开关电源主要元器件选用
开关功率MOS管
03
04
MOS管主要工作特性（优点）
MOS管主要工作特性（缺点）
A
导通电阻（Rds(on)）较大，具有正温度系数，用在大电流开关状态时，导通损耗较大； 开启门限驱动电压较高（一般2~4V）； P沟道MOS管耐压还不是很高，很难找到与N沟道配对的“图腾柱”输出。
B
MOS管的符号
NMOS/PMOS的符号为：
TL431在开关电源中的作用1
如图
TL431在开关电源中应用
PC817光耦应用框图
PC817光耦详解
二极管正向电流IF生成一个光源，使光敏三极管产生一集电极电流IC供给负载电阻RL； 光敏二极管共有三个重要参数： 1）二极管正向电流IF； 2）二极管正向压降VF； 3）输入电压Vin； 限流电阻R=（Vin-VF）IF，一般生产厂家给出VF和IF，可以计算出R的值。 光敏输出有一个重要参数： 输出IC=η ×IF 这里的，η：耦合系数（传输率），一般厂家会给出；
L=1/（（2×3.14×f）2×C）
共模电感：
L=（1/2）×（1/（2×3.14×f）2×C） 这里的 f：设计要求的截止频率； C：接入的X电容或Y电容； 课后作业：试列出在开关电源中常用的MOS管，并列出其重要参数。
差模电感：
滤波电感
01
02
稳压管TL431
TL431工作原理
TL431的基本电路如下图
01
具体数据请看：TL431.PDF
由上图可知，它相当于一只可调的稳压管，输出电压由R1和R2来设定，
VO=VKA=(1+R1/R2)*VREF
R3是限流电阻， VREF是常态下的基准电压（2.5V）。
mosfet开关 管的应力问题
mosfet开关管的应力问题MOSFET开关管是电子电路中常用的一种元件，它可以通过控制电压来控制电路的开关状态。
但是，在实际使用过程中，人们往往会遇到一些应力问题。
下面我们就来分步骤阐述一下mosfet开关管的应力问题。
1、什么是应力问题？首先，我们需要了解什么是应力问题。
在实际工作中，开关管会受到各种外力的影响，如热膨胀、机械振动等，这些力量会导致开关管内部的应力变化，从而影响其性能和寿命。
因此，应对应力问题对于开关管的使用非常重要。
2、如何解决应力问题？针对mosfet开关管的应力问题，我们可以考虑从以下几个方面解决：（1）合理的设计在mosfet开关管的使用过程中，我们需要根据具体的电路要求进行合理的设计，选择合适的型号和参数，尽可能地减小应力影响。
另外，在PCB板的设计中，我们需要考虑到应力分布的均匀性，以降低应力集中程度。
（2）优质的材料选择优质的材料也是缓解应力问题的重要措施之一。
在选择mosfet开关管时，我们需要注重其材质和内部结构的质量，尽可能地避免因材料质量不好而引起的应力问题。
（3）科学合理的散热设计在mosfet开关管的使用过程中，热问题也是一个不可避免的问题。
过高的温度会进一步加剧应力问题，因此，我们需要采取科学合理的散热措施，降低mosfet开关管的工作温度，进而减小应力的影响。
3、如何避免应力问题？避免应力问题也是关键，一些注意点如下：（1）在PCB板的设计中，尽量避免出现锐角处，以减少应力点的集中程度。
（2）在使用mosfet开关管时，避免频繁开关，以减少内部应力的变化，同时也可以延长开关管的使用寿命。
（3）合理地进行散热措施，如使用合适的大型散热片来增加散热面积，降低工作温度，减小应力影响。
综上所述，mosfet开关管的应力问题对于电子电路的稳定运行和寿命延长有着非常重要的影响。
因此，在使用mosfet开关管时，我们需要注重应力问题的解决和避免，从而避免出现不必要的故障。
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
一、反激式开关电源设计波形分析
1.开关信号波形：
反激式开关电源的主要工作是利用开关控制器的输出，控制MOSFET 的开启和关闭，从而实现交流波的改变。
MOSFET的开启和关闭状态，只受开关控制器输出信号的影响。
因此，开关控制器输出的波形是反激开关电源设计的重要参数。
一般情况下，开关控制器输出的波形有脉冲宽度调制波形（PWM）和恒定周期调制波形（FPWM）两种。
PWM波形由正弦波组成，经过两个对称的截止点，形成周期性正方形波，控制MOSFET的端极变化产生脉冲宽度调制波形，以控制交流波形。
而FPWM波形，在它的正弦波上增加了一个脉冲，形成了一个在宽度上恒定的正弦波，控制MOSFET的端极变化产生恒定周期调制波形，来控制交流波形。
2.交流波形：
当MOSFET开启和关闭时，变压器的交流波形会随之发生变化，其形式可以用下式表示：
Vac(t)=Vm*sin(ωt+θm)
其中Vm为交流波形的最大电压，ω为开关控制器输出信号的频率，θm为交流相位角。
mosfet参数选择方法
MOSFET参数选择方法概述金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种常用的电子元件，在电路设计中起着重要的作用。
正确选择MOSFET参数对于电路的性能和稳定性至关重要。
本文将介绍MOSFET参数的选择方法，包括根据应用需求选择工作电流、电压和功率以及根据数据手册选择合适的MOSFET型号。
MOSFET参数MOSFET的主要参数包括工作电流、电压和功率。
这些参数决定了MOSFET的工作能力和适用范围。
工作电流工作电流是指MOSFET在正常工作状态下通过的电流。
工作电流的选择应基于所需的功率和电压。
一般来说，工作电流应小于MOSFET的额定电流，以确保器件的可靠性和寿命。
电压电压是指MOSFET所能承受的最大电压。
在选择MOSFET时，应考虑所需的电压范围以及系统的安全裕度。
如果电压超过MOSFET的额定值，可能会导致器件损坏或不稳定。
功率功率是指MOSFET能够处理的最大功率。
功率的选择应基于所需的负载功率和系统的安全裕度。
如果功率超过MOSFET的额定值，可能会导致器件过热或损坏。
MOSFET型号选择选择合适的MOSFET型号是保证电路性能和可靠性的关键。
在选择MOSFET型号时，可以参考以下几个方面：数据手册首先，需要查阅MOSFET的数据手册。
数据手册提供了MOSFET的详细参数和特性曲线。
通过仔细阅读数据手册，可以了解MOSFET的工作范围、特性和限制。
参数匹配根据应用需求，选择与所需参数匹配的MOSFET型号。
例如，如果需要承受较高电压的MOSFET，应选择额定电压较高的型号。
如果需要处理较大功率的MOSFET，应选择额定功率较高的型号。
温度特性考虑MOSFET的温度特性也是很重要的。
在高温环境下，MOSFET的性能可能会受到影响。
因此，选择具有良好温度特性的MOSFET型号可以提高系统的稳定性和可靠性。
成本和供应最后，还需要考虑MOSFET的成本和供应情况。
选择成本适中且易于获得的型号可以降低成本和风险。
如何正确的选择MOSFET
如何正确的选择MOSFET选择正确的MOSFET是非常重要的，因为它直接影响到电路的性能和稳定性。
以下是选择MOSFET的一些重要因素：1.预计的负载电流：首先要确定所需的负载电流。
MOSFET的电流容量决定了它能够支持的最大负载电流。
选择具有足够高电流容量的MOSFET以确保其能够正常工作。
2.最大耗散功率：MOSFET的最大耗散功率决定了它能够承受的最大功率。
在选择MOSFET时，要确保它的最大耗散功率能够满足应用的需求。
3.预计的工作电压：确定所需的工作电压范围。
选择MOSFET时，要确保它的工作电压范围能够满足应用的需求。
此外，还要注意MOSFET的最大击穿电压，以确保它能够在预期的工作电压下正常工作。
4.漏极电流：漏极电流是指在关闭状态下，MOSFET引脚之间的电流。
“关”状态下的漏极电流越低，MOSFET的效率越高。
选择具有低漏极电流的MOSFET有助于减少功耗和发热。
5.开关速度：选择MOSFET时，要根据应用的需求考虑其开关速度。
开关速度由MOSFET的电容和导通电阻决定。
速度较快的MOSFET可用于高频应用，速度较慢的MOSFET可用于低频或开关频率较低的应用。
6.导通电阻：导通电阻是指MOSFET在导通状态下的电阻。
导通电阻越低，MOSFET的效率越高，并且会减少功耗和发热。
选择具有较低导通电阻的MOSFET可提高电路的效率。
7.温度特性：MOSFET的温度特性对其稳定性和可靠性至关重要。
选择具有良好温度特性的MOSFET，以确保其在不同温度下的性能稳定。
8.价格和供应：最后，还要考虑MOSFET的成本和供应问题。
选择经济实惠且易于获得的MOSFET有助于控制成本并保证项目的进展。
在选择MOSFET时，还可以参考供应商的数据手册和规格表，以获取更多详细的技术参数和性能指标。
最好进行测试和验证，以确保所选的MOSFET能够满足预期的性能要求。
开关电源的 MOSFET 选择
开关电源的MOSFET 选择开关控制器的MOSFET 选择是一个复杂的过程。
仅仅考虑MOSFET 的额定电压和电流并不足以选择到合适的MOSFET。
要想让MOSFET 维持在规定范围以内，必须在低栅极电荷和低导通电阻之间取得平衡。
在多负载电源系统中，这种情况会变得更加复杂。
图1—降压同步开关稳压器原理图开关电源因其高效率而广泛应用于现代许多电子系统中。
例如，同时拥有一个高侧FET 和低侧FET 的降压同步开关稳压器，如图 1 所示。
这两个FET 会根据控制器设置的占空比进行开关操作，旨在达到理想的输出电压。
降压稳压器的占空比方程式如下：1) 占空比(高侧FET,上管) = Vout/(Vin*效率)2) 占空比(低侧FET，下管) = 1 –DC (高侧FET)FET 可能会集成到与控制器一样的同一块芯片中，从而实现一种最为简单的解决方案。
但是，为了提供高电流能力及（或）达到更高效率，FET 需要始终为控制器的外部元件。
这样便可以实现最大散热能力，因为它让FET物理隔离于控制器，并且拥有最大的FET 选择灵活性。
它的缺点是FET 选择过程更加复杂，原因是要考虑的因素有很多。
一个常见问题是“为什么不让这种10A FET 也用于我的10A 设计呢？”答案是这种10A 额定电流并非适用于所有设计。
选择FET 时需要考虑的因素包括额定电压、环境温度、开关频率、控制器驱动能力和散热组件面积。
关键问题是，如果功耗过高且散热不足，则FET 可能会过热起火。
我们可以利用封装/散热组件ThetaJA 或者热敏电阻、FET 功耗和环境温度估算某个FET 的结温，具体方法如下：功耗（PdissFET）+ 环境温度（Tambient）它要求计算FET 的功耗。
这种功耗可以分成两个主要部分：AC 和DC 损耗。
这些损耗可以通过下列方程式计算得到：损耗: AC 功耗（PswAC）其中，Vds 为高侧FET 的输入电压，Ids 为负载电流，trise 和tfall 为FET 的升时间和降时间，而Tsw 为控制器的开关时间（1/开关频率）。