使用功率MOSFET管中的开关损耗详解
mos管开通损耗,关断损耗,导通损耗与反向恢复损耗-概述说明以及解释
mos管开通损耗,关断损耗,导通损耗与反向恢复损耗-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章最开始的部分，用于引出文章的主要内容。
在概述部分，我们需要对MOS管的损耗进行简要介绍，为读者提供一个整体的认识。
MOS管作为一种重要的半导体器件，在实际应用中存在着各种损耗。
这些损耗主要包括开通损耗、关断损耗、导通损耗与反向恢复损耗。
通过深入了解这些损耗类型，可以帮助我们优化电路设计，提高电子器件的性能和可靠性。
在本文中，我们将详细探讨MOS管的各种损耗类型及其影响因素，以及未来的发展趋势。
通过这些内容的讨论，希望读者能够更深入地理解MOS管的损耗问题，为电子器件的设计和应用提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分包括了该篇长文的整体框架和内容安排。
文章按照引言、正文和结论三部分来展开论述。
在引言部分，将对MOS管损耗进行概述并说明文章的目的；接着在正文部分将分别探讨开通损耗、关断损耗以及导通与反向恢复损耗的相关内容；最后在结论部分对MOS管损耗的不同类型进行总结，分析影响损耗的因素，并探讨未来的发展趋势。
整篇文章将系统地介绍MOS管损耗的各种情况和影响因素，为读者提供全面的了解和参考。
1.3 目的:本文的主要目的是探讨MOS管在不同工作状态下的损耗类型，包括开通损耗、关断损耗、导通损耗以及反向恢复损耗。
通过深入分析这些损耗类型的特点和影响因素，可以帮助读者更好地理解MOS管在电路设计中的应用和性能表现。
同时，通过对未来发展趋势的展望，可以为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。
通过本文的阐述，读者可以全面了解MOS管损耗的内在机制，为优化电路设计和提高性能提供一定的指导和参考。
2.正文2.1 MOS管开通损耗：MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）管在开通状态时会产生一定的损耗，主要是由于通道电阻、开关速度和通道载流子对功率转化的损耗等因素导致的。
开通损耗是MOS管工作时不可避免的一部分，但可以通过合理设计和控制来减小损耗程度。
MOSFET损耗计算
MOSFET损耗计算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，广泛应用于电力电子领域。
在使用MOSFET进行功率开关时，会产生一定的损耗，包括导通损耗和关断损耗。
正确计算MOSFET的损耗对于设计和选择合适的散热系统非常重要，下面将详细介绍MOSFET的损耗计算方法。
1.导通损耗计算：导通损耗是指MOSFET在导通状态下产生的功耗。
导通损耗可以通过以下公式计算：P_cond = I^2 * Rds(on)其中，P_cond为导通损耗，I为MOSFET的导通电流，Rds(on)为MOSFET的导通电阻。
导通损耗主要由两部分组成：静态导通损耗和动态导通损耗。
静态导通损耗是指MOSFET在导通状态下的稳态功耗，可以通过上述公式计算得到。
动态导通损耗是指由于MOSFET的导通电阻在开关过程中的变化引起的功耗，通常可以通过MOSFET的参数手册或者开关特性曲线来得到。
2.关断损耗计算：关断损耗是指MOSFET在关断状态下产生的功耗。
关断损耗由MOSFET 的关断电流和关断电压引起，可以通过以下公式计算：P_sw = Vds * Id * t_sw其中，P_sw为关断损耗，Vds为MOSFET的关断电压，Id为MOSFET 的关断电流，t_sw为关断时间。
关断损耗由两部分组成：静态关断损耗和动态关断损耗。
静态关断损耗是指MOSFET在关断状态下的稳态功耗，可以通过上述公式计算得到。
动态关断损耗是指由于开关过程中MOSFET的关断电流和关断时间的变化引起的功耗，通常可以通过MOSFET的参数手册或者开关特性曲线来得到。
3.总损耗计算：总损耗是指MOSFET在导通和关断状态下产生的功耗之和。
总损耗可以通过以下公式计算：P_total = P_cond + P_sw4.散热设计：4.1确定MOSFET的最大工作温度，一般来说，MOSFET的最大工作温度应该低于其额定温度。
4.2 计算MOSFET的热阻（Rth）：Rth = (Tj - Ta) / P_total其中，Tj为MOSFET的结温，Ta为环境温度，P_total为MOSFET的总损耗。
浅论MOSFET的损耗及软开关
浅论MOSFET的损耗及软开关dog72MOSFET等效模型损耗分析导通损耗主要是Rdson上的有效电流产生的损耗，无需多言。
主要分析的是MOS开通和关断造成的损耗。
驱动损耗驱动损耗是栅极对结电容Cgs+Cgd充放电所造成的能量损失，主要和驱动电压的平方成正比，与频率和电容量成正比。
漏极电荷损耗漏极电压存储在Cgd+Cds上的电荷，会在MOS开关时不断的充放电，造成能量损失。
这部分与驱动损耗类似，只是电压为漏极电压的平方。
开通损耗开通损耗主要是因为在开通的过程中漏极因结电容的影响电压不能突变。
这样，开通损耗=0Ton ds d V I ⋅⎰。
假如电路为漏极接电感的Boost 拓扑，考虑最坏情况此处损耗功率为输出电压与电感最大电流的乘积的二分之一。
由于，开通损耗是存在于每个周期的，所以随着开关频率的提高，开通损耗线性增长。
关断损耗关断损耗产生的原因，主要是功率电感上电流不能突变，因而当MOS 关断时造成漏极电压突变（考虑漏极结电容的影响，电压并不会突变，但在大电流模式下因结电容很小所以可以近似为突变）。
与开通损耗类似的，最坏情况损耗功率为输出电压与电感最大电流的乘积的二分之一。
开关损耗开通损耗与关断损耗的和为MOS 的开关损耗，从0Ton ds d V I ⋅⎰可以得出三种方法可以降低开关损耗：1、 提高开关速度2、 开关动作时，使得漏极电压为零（或很低）3、 开关动作时，使得漏极电流为零（或很低） MOSFET 误导通和击穿MOS 的误导通和击穿会造成很大的损耗甚至损坏电路，所以有必要讨论一下。
根据MOS 等效模型，MOS 在关断的情况下有两种可能被强制开通：1、 当漏极出现很强的电压变化率时（即dv/dt 很大），等效网络“Rds-Cgd-Rg-Cgs-驱动内阻”内会产生很高的电流，如果Rg+驱动内阻足够大，则很有可能导致Cgs 上的电压瞬间超过开通门限，导致MOS 误导通2、 与上同样的dv/dt ，会在等效网络“Rds-Cds-Rb ”内产生很高的电流，如果这个电流在Rb 上的电压超过寄生BJT 的导通电压，则会导致BJT 导通形成击穿。
mos管开关损耗与通态损耗计算
mos管开关损耗与通态损耗计算mos管开关损耗与通态损耗是MOS管工作过程中不可避免的两种损耗形式。
本文将详细介绍这两种损耗的计算方法及其影响因素。
一、开关损耗MOS管在开关过程中会产生开关损耗，主要包括导通损耗和截止损耗。
1. 导通损耗导通损耗是指MOS管在导通状态下由于导通电流通过导通电阻而产生的功率损耗。
导通损耗的计算公式为：导通损耗 = 导通电流² × 导通电阻。
导通损耗与导通电流的平方成正比，因此导通电流越大，导通损耗就越大；而导通电阻越小，导通损耗也越小。
因此，在设计MOS管电路时，可以通过控制导通电流和降低导通电阻来减小导通损耗。
2. 截止损耗截止损耗是指MOS管在截止状态下由于漏极电流通过漏极电阻而产生的功率损耗。
截止损耗的计算公式为：截止损耗 = 截止电流² × 漏极电阻。
截止损耗与截止电流的平方成正比，因此截止电流越大，截止损耗就越大；而漏极电阻越小，截止损耗也越小。
为减小截止损耗，可以采取措施降低截止电流和提高漏极电阻。
二、通态损耗通态损耗是指MOS管在导通状态下由于导通电阻和漏极电阻而产生的功率损耗。
通态损耗的计算公式为：通态损耗 = 导通电流² × 导通电阻 + 导通电流² × 漏极电阻。
通态损耗与导通电流的平方成正比，因此导通电流越大，通态损耗就越大。
同时，通态损耗也与导通电阻和漏极电阻有关，导通电阻和漏极电阻越小，通态损耗越小。
三、影响因素1. MOS管的尺寸：MOS管的尺寸越小，导通电阻和漏极电阻就越大，从而减小了开关损耗和通态损耗。
2. 工作频率：在高频率下，MOS管的开关速度要求更高，导通和截止时间越短，从而减小了开关损耗和通态损耗。
3. 输入信号：输入信号的幅值和上升/下降时间也会影响开关损耗和通态损耗。
信号幅值越大，开关损耗和通态损耗就越大；信号上升/下降时间越短，开关损耗和通态损耗也越大。
一看就会！这位牛人把MOS开关损耗计算写神了
⼀看就会！这位⽜⼈把MOS开关损耗计算写神了2019-11-14 15:35电源⼯程师们都知道开关MOS在整个电源系统⾥⾯的损耗占⽐是不⼩的，我们谈及最多的就是开通损耗和关断损耗，由于这两个损耗不像导通损耗或驱动损耗⼀样那么直观，所以有部分⼈对于它计算还有些迷茫。
今天我们就来详细分析计算⼀下开关损耗，并论述实际状态下功率MOSFET的开通过程和⾃然零电压关断的过程，从⽽使电⼦⼯程师知道哪个参数起主导作⽤并更加深⼊理解MOSFET。
MOSFET开关损耗1、开通过程中MOSFET开关损耗功率MOSFET的栅极电荷特性如图1所⽰。
值得注意的是：下⾯的开通过程对应着BUCK变换器上管的开通状态，对于下管是0电压开通，因此开关损耗很⼩，可以忽略不计。
图1：MOSFET开关过程中栅极电荷特性开通过程中，从t0时刻起，栅源极间电容开始充电，栅电压开始上升，栅极电压为：其中：，VGS为PWM栅极驱动器的输出电压，Ron为PWM栅极驱动器内部串联导通电阻，Ciss为MOSFET输⼊电容，Rg为MOSFET的栅极电阻。
VGS电压从0增加到开启阈值电压VTH前，漏极没有电流流过，时间t1为：VGS电压从VTH增加到⽶勒平台电压VGP的时间t2为：VGS处于⽶勒平台的时间t3为：t3也可以⽤下⾯公式计算：注意到了⽶勒平台后，漏极电流达到系统最⼤电流ID，就保持在电路决定的恒定最⼤值ID，漏极电压开始下降，MOSFET固有的转移特性使栅极电压和漏极电流保持⽐例的关系，漏极电流恒定，因此栅极电压也保持恒定，这样栅极电压不变，栅源极间的电容不再流过电流，驱动的电流全部流过⽶勒电容。
过了⽶勒平台后，MOSFET完全导通，栅极电压和漏极电流不再受转移特性的约束，就继续地增⼤，直到等于驱动电路的电源的电压。
MOSFET开通损耗主要发⽣在t2和t3时间段。
下⾯以⼀个具体的实例计算。
输⼊电压12V，输出电压3.3V/6A，开关频率350kHz，PWM栅极驱动器电压为5V，导通电阻1.5Ω，关断的下拉电阻为0.5Ω，所⽤的MOSFET为AO4468。
功率MOS管的五种损坏模式详解
功率MOS管的五种损坏模式详解我们学电源电源看这里电源界第一大公众平台32000 电源工程师关注【新朋友】点击标题下面蓝字“电源研发精英圈”快速关注【老朋友】点击右上角按钮，将本文分享到您的朋友圈电源研发精英圈技术交流群（新）：539681241（群已满）开关电源视频教程购买请加小编微信号：gcj5055查看电源工程师各地工资水平，请关注本公众号然后回复：工资最新通知【通知】跳槽季电源企业怎么快速招到电源工程师？各地招聘电源工程师（点击下面蓝色标题可直接查看）【东莞】招聘电源工程师【香港/深圳】招聘LED驱动芯片应用工程师【深圳】招聘电源研发经理/工程师/电源PIE【广东河源】招聘电源工程师/助理工程师/layout工程师【北京】招聘电源工程师/项目负责人/电力电子软件工程师【浙江宁波】招聘总工程师/电源工程师/维修工程师/PE/销售/市场/品质/生产计划【东莞2】招聘电源工程师【广州2】招聘电源工程师/DSP工程师/ARM网络控制技术人员第一种：雪崩破坏如果在漏极-源极间外加超出器件额定VDSS的电涌电压，而且达到击穿电压V(BR)DSS （根据击穿电流其值不同），并超出一定的能量后就发生破坏的现象。
在介质负载的开关运行断开时产生的回扫电压，或者由漏磁电感产生的尖峰电压超出功率MOSFET的漏极额定耐压并进入击穿区而导致破坏的模式会引起雪崩破坏。
典型电路：第二种：器件发热损坏由超出安全区域引起发热而导致的。
发热的原因分为直流功率和瞬态功率两种。
直流功率原因：外加直流功率而导致的损耗引起的发热●导通电阻RDS(on)损耗（高温时RDS(on)增大，导致一定电流下，功耗增加）●由漏电流IDSS引起的损耗（和其他损耗相比极小）瞬态功率原因：外加单触发脉冲●负载短路●开关损耗（接通、断开）*（与温度和工作频率是相关的）●内置二极管的trr损耗（上下桥臂短路损耗）（与温度和工作频率是相关的）器件正常运行时不发生的负载短路等引起的过电流，造成瞬时局部发热而导致破坏。
mos管技术手册 开通损耗
mos管技术手册开通损耗
MOSFET技术手册：开通损耗
一、概述
开通损耗是MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）在开关过程中的一项重要性能指标。
开通损耗主要与MOSFET的开关速度和导通电阻有关，它反映了MOSFET 在开通过程中的能量损失。
二、开通损耗的产生
开通损耗的产生主要源于MOSFET的开关过程中。
当MOSFET从截止状态切换到导通状态时，其电压和电流会经历一个交叠区。
在这个交叠区，电压和电流的变化率很高，导致MOSFET内部的功率损耗增加。
这种损耗即为开通损耗。
三、开通损耗的影响因素
开通损耗的大小受到多种因素的影响，包括MOSFET的开关速度、导通电阻、工作频率等。
开关速度越快，开通损耗越大；导通电阻越大，开通损耗也越大；工作频率越高，开通损耗也会增加。
因此，在设计和优化MOSFET时，需要综合考虑这些因素，以降低开通损耗。
四、降低开通损耗的措施
为了降低开通损耗，可以采取以下措施：
优化MOSFET的结构设计，提高开关速度和降低导通电阻；
采用合适的驱动电路和控制策略，以降低开关速度和工作频率；
采用先进的热管理技术，降低MOSFET的工作温度，从而降低导通电阻和开关速度。
总之，开通损耗是MOSFET开关过程中的一项重要性能指标，需要综合考虑多种因素来降低其影响。
通过优化结构设计、采用合适的驱动电路和控制策略以及先进的热管理技术，可以有效地降低开通损耗，提高MOSFET的效率和可靠性。
使用功率MOSFET管中的开关损耗详解
包材微生物检验方法
咱今儿就来唠唠包材微生物检验方法。
你说这包材啊，就好像是产品的保护壳，可不能小瞧了它。
要是这包材上有啥微生物捣乱，那可不得了！
那怎么检验呢？首先啊，得准备好各种工具和材料，就像战士上战场得带好装备一样。
然后就是采样啦，这可得仔细着点儿，就跟警察找线索似的，不能放过任何一个角落。
把样本取回来，接下来就是培养啦。
你想想看，这微生物就像一群小调皮，得给它们找个合适的地方让它们“撒欢”，看看能长成啥样。
这培养的过程就像种花儿，得精心呵护，温度啊、湿度啊都得控制好。
等它们长起来了，就可以观察啦。
这时候就得瞪大眼睛，仔细瞧，看看到底有哪些微生物在捣乱。
这就好像是在玩找不同的游戏，可有意思啦！要是发现了一些不应该出现的家伙，那可得重视起来。
然后呢，根据观察到的结果进行分析判断。
这就好比是法官判案，得有证据，得讲道理。
如果发现问题严重，那可不能马虎，得赶紧想办法解决，不然产品可就遭殃啦。
咱再想想，这包材微生物检验是不是很重要啊？就好像是给产品上了一道保险。
要是没有这道保险，产品说不定啥时候就被微生物给“欺负”了呢。
而且啊，这检验方法也不是一成不变的呀，就跟咱的生活一样，得与时俱进。
随着科技的发展，说不定以后会有更先进、更准确的方法出现呢。
那时候，检验起来就更轻松、更高效啦。
所以说啊，大家可别小看了这包材微生物检验，它可是关系到产品质量的大事呢！咱得认真对待，不能马虎。
不然，等出了问题可就后悔莫及啦。
你说是不是这个理儿呢？。
开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析
开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析结合功率MOSFET管失效分析图片不同的形态，论述了功率MOSFET管分别在过电流和过电压条件下损坏的模式，并说明了产生这样的损坏形态的原因，也分析了功率MOSFET管在关断及开通过程中，发生失效形态的差别，从而为失效是在关断还是在开通过程中发生损坏提供了判断依据。
给出了测试过电流和过电压的电路图。
同时，也分析了功率MOSFET管在动态老化测试中慢速开通及在电池保护电路应用中慢速关断时，较长时间工作在线性区时，损坏的形态。
最后，结合实际的应用，论述了功率MOSFET通常会产生过电流和过电压二种混合损坏方式损坏机理和过程。
目前，功率MOSFET管广泛地应用于开关电源系统及其它的一些功率电子电路中，然而，在实际的应用中，通常，在一些极端的边界条件下，如系统的输出短路及过载测试，输入过电压测试以及动态的老化测试中，功率MOSFET有时候会发生失效损坏。
工程师将损坏的功率MOSFET送到半导体原厂做失效分析后，得到的失效分析报告的结论通常是过电性应力EOS，无法判断是什么原因导致MOSFET的损坏。
本文将通过功率MOSFET管的工作特性，结合失效分析图片中不同的损坏形态，系统的分析过电流损坏和过电压损坏，同时，根据损坏位置不同，分析功率MOSFET管的失效是发生在开通的过程中，还是发生在关断的过程中，从而为设计工程师提供一些依据，来找到系统设计的一些问题，提高电子系统的可靠性。
1 过电压和过电流测试电路过电压测试的电路图如图1(a)所示，选用40V的功率MOSFET：AON6240，DFN5*6的封装。
其中，所加的电源为60V，使用开关来控制，将60V的电压直接加到AON6240的D和S极，熔丝用来保护测试系统，功率M OSFET损坏后，将电源断开。
测试样品数量：5片。
过电流测试的电路图如图2(b)所示，选用40V的功率MOSFET：AON6240，DFN5*6的封装。
mos管开关损耗过程
mos管开关损耗过程mos管开关损耗是指在mos管开启和关闭过程中产生的能量损耗。
mos管作为一种常见的功率开关设备，在电子电路中起到了重要的作用。
在实际应用中，由于mos管的导通和截止过程中存在着一定的电压和电流变化，导致了能量的损耗，从而影响了mos管的工作效率和性能。
mos管的开关损耗主要由导通损耗和截止损耗组成。
在mos管导通过程中，由于mos管的导通电阻存在，导致电流通过mos管时产生一定的功率损耗。
而在mos管截止过程中，由于mos管的截止电阻存在，导致电流截止时也会产生一定的功率损耗。
具体来说，在mos管导通过程中，当mos管的栅极电压高于阈值电压时，mos管开始导通。
此时，栅极和源极之间的电压差很小，mos管的导通电阻也很小，从而导致了导通过程中的功率损耗。
这部分损耗主要由导通电流和导通电压的乘积决定。
而在mos管截止过程中，当mos管的栅极电压低于阈值电压时，mos管开始截止。
此时，栅极和源极之间的电压差很大，mos管的截止电阻也很大，从而导致了截止过程中的功率损耗。
这部分损耗主要由截止电流和截止电压的乘积决定。
mos管开关损耗的大小与mos管的开关频率、导通电流、截止电流以及导通和截止过程的时间有关。
一般来说，开关频率越高，开关损耗就越大。
导通电流和截止电流越大，开关损耗也越大。
而导通和截止过程的时间越长，开关损耗也越大。
为了减小mos管的开关损耗，可以采取以下措施：1. 选择合适的mos管型号和参数。
不同型号和参数的mos管具有不同的导通和截止特性，选择适合实际应用的mos管可以减小开关损耗。
2. 控制开关频率。
合理控制开关频率可以降低开关损耗。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的开关频率。
3. 优化驱动电路。
合理设计驱动电路可以提高mos管的开关速度，从而减小开关过程中的能量损耗。
4. 降低导通和截止电流。
通过合理设计电路和选择合适的元件，可以降低mos管导通和截止过程中的电流，从而减小开关损耗。
MOS开关损耗计算
MOS开关损耗计算首先，我们需要了解MOSFET的开关工作原理。
在MOSFET的开关过程中，MOSFET在开启和关闭的瞬间都会有一定的过渡时间。
在这个过渡时间内，MOSFET处于导通或截止状态，电流变化较大，会产生一定的损耗。
1. 开启过渡损耗计算：在MOSFET从截止状态转变为导通状态的过渡过程中，电流从0增加到正常工作电流。
这个过程中，MOSFET的导通电阻较大，导致电流通过MOSFET时产生一定的能量损耗。
这种损耗主要由两部分组成：导通电压降VDS和开启时间t_on。
开启过渡损耗 = VDS × I × t_on2. 关闭过渡损耗计算：在MOSFET从导通状态转变为截止状态的过渡过程中，电流从正常工作电流减少到0。
这个过程中，MOSFET的截止电阻较大，电流减小时也会产生一定的能量损耗。
这种损耗同样由两部分组成：截止电压降VDS和关闭时间t_off。
关闭过渡损耗= VDS × I × t_off3. 开关状态损耗计算：在MOSFET的导通状态和截止状态下，电流通过MOSFET时会引起一定的电压降，从而产生功率损耗。
这种损耗可以通过导通电阻和截止电阻计算得到。
在导通状态下，导通损耗为RDS(on)× I × I，其中RDS(on)为MOSFET的导通电阻。
在截止状态下，截止损耗为VGS × I，其中VGS为MOSFET的截止电压。
开关状态损耗=导通损耗+截止损耗综上所述，MOS开关损耗的总计算公式为：总损耗=开启过渡损耗+关闭过渡损耗+开关状态损耗需要注意的是，以上公式只是对MOS的开关损耗进行了估算，实际的损耗还可能受到温度、电源电压、开关频率等因素的影响。
因此在具体的应用中，需要结合实际情况进行准确的损耗计算。
总结起来，MOS开关损耗计算的关键是理解MOSFET的开关过程，并结合导通电阻、截止电阻、开启时间、关闭时间、电流等参数来进行计算。
MOSFET功率损耗的计算
MOSFET功率损耗的计算MOSFET是一种常用的功率开关器件，广泛应用在电力电子系统中，如电源、变频器等设备中。
在MOSFET的工作过程中会产生一定的功率损耗，这些损耗主要包括导通损耗和开关损耗。
在设计和应用MOSFET时，准确计算和评估功率损耗非常重要，可以帮助设计师合理选择器件和进行散热设计，确保系统的正常运行。
本文将介绍MOSFET功率损耗的计算方法。
首先，我们来看导通损耗的计算。
导通损耗是指MOSFET在线性区时由于导通电流引起的功率损耗。
MOSFET的导通损耗可以通过以下公式计算：P_conduct = I * Vds其中，P_conduct为导通损耗，单位为瓦特；I为导通电流，单位为安培；Vds为管脚间的电压降，单位为伏特。
导通损耗与导通电流和管脚间的电压降成正比，所以在设计中应尽量减小导通电流和降低电压降，以减小导通损耗。
此外，选择合适的MOSFET也是降低导通损耗的关键。
除了导通损耗，开关损耗也是MOSFET功率损耗的重要组成部分。
开关损耗由于MOSFET在开关过程中由于开关速度引起的功率损耗。
开关损耗可以通过以下公式计算：P_sw = (Vds * Qg * f) / ts其中，P_sw为开关损耗，单位为瓦特；Vds为管脚间的电压降，单位为伏特；Qg为输入电荷，即输入电压变化时所需要的电荷，单位为库仑；f为开关频率，单位为赫兹；ts为开关时间，单位为秒。
开关损耗与管脚间的电压降、输入电荷、开关频率和开关时间成正比，所以在设计中应尽量降低这些参数，以减小开关损耗。
此外，选择合适的驱动电路和合理设计电路布局也能降低开关损耗。
在实际应用中，为了综合考虑导通损耗和开关损耗，可以通过以下公式计算总功率损耗：P_total = P_conduct + P_sw通过计算总功率损耗，可以评估MOSFET的工作温度和散热需求，进而设计合适的散热系统，以确保MOSFET在安全范围内工作。
需要注意的是，上述公式仅给出了功率损耗的估计值。
工程师必读开关电源MOS的8大损耗
工程师必读开关电源MOS的8大损耗在器件设计选择过程中需要对MOSFET的工作过程损耗进行先期计算（所谓先期计算是指在没能够测试各工作波形的情况下，利用器件规格书提供的参数及工作电路的计算值和预计波形，套用公式进行理论上的近似计算）。
MOSFET的工作损耗基本可分为如下几部分：1、导通损耗Pon导通损耗,指在MOSFET完全开启后负载电流（即漏源电流）IDS(on)(t)在导通电阻RDS(on)上产生之压降造成的损耗。
导通损耗计算：先通过计算得到IDS(on)(t)函数表达式并算出其有效值IDS(on)rms，再通过如下电阻损耗计算式计算：Pon=IDS(on)rms2×RDS(on)×K×Don说明：计算IDS(on)rms时使用的时期仅是导通时间Ton，而不是整个工作周期Ts；RDS(on)会随IDS(on)(t)值和器件结点温度不同而有所不同，此时的原则是根据规格书查找尽量靠近预计工作条件下的RDS(on)值（即乘以规格书提供的一个温度系数K）。
2、截止损耗Poff截止损耗，指在MOSFET完全截止后在漏源电压VDS(off)应力下产生的漏电流IDSS造成的损耗。
截止损耗计算：先通过计算得到MOSFET截止时所承受的漏源电压VDS(off)，在查找器件规格书提供之IDSS，再通过如下公式计算：Poff=VDS(off)×IDSS×（1-Don）说明：IDSS会依VDS(off)变化而变化，而规格书提供的此值是在一近似V(BR)DSS条件下的参数。
如计算得到的漏源电压VDS(off)很大以至接近V(BR)DSS则可直接引用此值，如很小，则可取零值，即忽略此项。
3、开启过程损耗开启过程损耗，指在MOSFET开启过程中逐渐下降的漏源电压VDS(off_on)(t)与逐渐上升的负载电流（即漏源电流）IDS(off_on)(t)交叉重叠部分造成的损耗。
MOSEFT分析_理解功率MOSFET的开关损耗
MOSEFT分析_理解功率MOSFET的开关损耗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，广泛应用于电子设备中。
在使用MOSFET作为开关时，理解功率MOSFET的开关损耗对于器件的设计和优化至关重要。
在使用MOSFET作为开关时，有两种主要的损耗：导通损耗和开关损耗。
导通损耗发生在MOSFET处于导通状态时，由通道电阻引起。
通道电阻主要取决于MOSFET的结构设计和材料特性。
当MOSFET导通时，通道电阻会导致功率损耗。
通道电阻越大，导通损耗就越高。
为了降低导通损耗，可以通过选择低通道电阻的MOSFET，或者采用并联的MOSFET来减少通道电阻。
开关损耗发生在MOSFET从导通状态切换到截止状态时。
在这个过程中，MOSFET的电荷会被注入或移除，导致一定的电流和电压损耗。
开关损耗与MOSFET的导通速度有关。
当MOSFET的导通速度较慢时，电荷的注入或移除需要更长的时间，导致开关损耗增加。
为了降低开关损耗，可以选择导通速度较快的MOSFET，或者采用驱动电路来控制MOSFET的导通和截止过程。
为了更好地理解MOSFET的开关损耗，可以从以下几个方面进行分析：1.转换时间：转换时间是指MOSFET从导通到截止或从截止到导通的时间。
转换时间越长，开关损耗越高。
可以通过选择合适的MOSFET或者优化驱动电路来减少转换时间，从而降低开关损耗。
2.电流和电压：MOSFET的开关损耗与电流和电压有关。
在开关过程中，电流和电压的变化会导致电荷的注入和移除，从而产生开关损耗。
因此，在设计和优化MOSFET开关电路时，需要考虑电流和电压的大小和变化。
3.功率损耗分布:功率损耗分布是指在MOSFET的导通和截止状态中，各个损耗所占的比例。
对于导通损耗，主要是通道电阻引起的；对于开关损耗，主要是电荷移动引起的。
理解功率损耗的分布可以帮助进行合理的设计和优化。
最后，需要注意的是，功率MOSFET的开关损耗不仅仅由MOSFET本身的特性决定，还与驱动电路的设计有关。
功率mos管的耗损功率
功率mos管的耗损功率
功率MOS 管在工作时会产生一定的耗损功率，主要包括以下几个方面：1. 导通损耗：当功率MOS 管导通时，其导通电阻会产生一定的损耗，这部分损耗与电流和导通电阻的大小成正比。
2. 开关损耗：在功率MOS 管开关过程中，会产生一定的开关损耗，包括开通损耗和关断损耗。
开通损耗是指在开通瞬间，MOS 管的栅极和漏极之间的电容充电产生的损耗；关断损耗是指在关断瞬间，MOS 管的栅极和漏极之间的电容放电产生的损耗。
3. 驱动损耗：功率MOS 管的驱动电路也会产生一定的损耗，包括栅极驱动电阻损耗、栅极电荷损耗等。
4. 漏极损耗：在功率MOS 管工作时，其漏极会产生一定的损耗，包括漏极电流引起的损耗和漏极电压引起的损耗。
为了降低功率MOS 管的耗损功率，可以采取以下措施：1. 选择低导通电阻的功率MOS 管。
2. 优化功率MOS 管的驱动电路，降低驱动损耗。
3. 降低功率MOS 管的开关频率，减少开关损耗。
4. 采用合适的散热措施，降低功率MOS 管的工作温度。
总之，功率MOS 管的耗损功率是其工作过程中不可避免的，但可以通过合理的设计和优化来降低其损耗，提高其效率。
mos管开关功率损耗
mos管开关功率损耗
开关功率损耗是指在开关动作过程中，由于开关器件内部电流的通断和导通状态的转换，导致的功率耗散。
开关功率损耗通常通过两个部分来评估：导通损耗和关断损耗。
1. 导通损耗（Conduction Loss）：当开关器件处于导通状态时，会有电流通过器件，并且在器件内部会有一定的电压降。
导通损耗可以通过以下公式计算：
导通损耗 = 导通电流 x 导通电压降
2. 关断损耗（Switching Loss）：当开关器件从导通状态切换
到断开状态时，会产生关断损耗。
关断损耗主要由两部分组成： a) 开关过程中的反向恢复（reverse recovery）损耗：当开关
器件从导通状态切换到断开状态时，由于内部载流子的存储效应，会产生反向电流。
这会消耗能量并引起额外的功耗。
b) 开关过程中的开关损耗：当开关器件从导通状态切换到断
开状态，会有瞬态电压和电流的变化，这会导致额外的功耗。
总的开关功率损耗可以通过导通损耗和关断损耗之和得到。
为了降低开关功率损耗，可以通过改变开关频率、使用高效的开关器件和控制电路等方式进行优化。
mos管的功率耗散
功率耗散是指MOSFET场效应管在工作过程中消耗的功率。
它主要包括两部分：
1. 漏源耗散功率：当MOSFET工作时，由于导通电阻和场效应引起的漏极-源极电压产生电阻过渡损耗，以及电流过渡和电荷储存和释放引起的功率损耗。
2. 开关损耗：MOSFET在开关过程中，由于导通和截止时的电流过渡以及电荷储存和释放引起的功率损耗。
这些功率损耗会导致MOSFET发热，并需要适当的散热措施来保证器件的正常工作。
计算和评估MOSFET的耗散功率对于设计和选择散热系统至关重要，以确保器件的可靠性和长寿命。
漏源耗散功率的计算公式为：Pcond=Idsrms*Idsrms*RDSon*Dmax，开关损耗的计算公式为：PSW=VDSoff*Idsrms*(tr+tf)*f/2。
需要注意的是，MOSFET的功耗主要取决于其导通电阻（RDS(ON)），因此计算RDS(ON)是一个很好的着手之处。
但MOSFET的导通电阻取决于结温TJ，而结温又取决于MOSFET中的功率放大器耗散和MOSFET的热阻（ΘJA）。
深入理解功率MOSFET的开关损耗
深入理解功率MOSFET的開關損耗做照明驅動的朋友都希望自己做的驅動板能達到很高的效率，除開驅動芯片本身的損耗如果加深對MOS管開關的損耗做適當的電路調整我想多多少少也是可以擠出一部分效率來的哦。
以下內容詳細分析計算開關損耗，并論述實際狀態下功率MOSFET的開通過程和自然零電壓關斷的過程，從而使電子工程師知道哪個參數起主導作用并更加深入理解MOSFET。
對提升產品性能應該有所幫助。
MOSFET開關損耗1 開通過程中MOSFET開關損耗功率MOSFET的柵極電荷特性如圖1所示。
值得注意的是：下面的開通過程對應著BUCK變換器上管的開通狀態，對于下管是0電壓開通，因此開關損耗很小，可以忽略不計。
圖1 MOSFET開關過程中柵極電荷特性開通過程中，從t0時刻起，柵源極間電容開始充電，柵電壓開始上升，柵極電壓為其中：，VGS為PWM柵極驅動器的輸出電壓，Ron為PWM柵極驅動器內部串聯導通電阻，Ciss為MOSFET輸入電容，Rg為MOSFET的柵極電阻。
VGS電壓從0增加到開啟閾值電壓VTH前，漏極沒有電流流過，時間t1為VGS電壓從VTH增加到米勒平臺電壓VGP的時間t2為VGS處于米勒平臺的時間t3為t3也可以用下面公式計算：注意到了米勒平臺后，漏極電流達到系統最大電流ID，就保持在電路決定的恒定最大值ID，漏極電壓開始下降，MOSFET固有的轉移特性使柵極電壓和漏極電流保持比例的關系，漏極電流恒定，因此柵極電壓也保持恒定，這樣柵極電壓不變，柵源極間的電容不再流過電流，驅動的電流全部流過米勒電容。
過了米勒平臺后，MOSFET完全導通，柵極電壓和漏極電流不再受轉移特性的約束，就繼續地增大，直到等于驅動電路的電源的電壓。
MOSFET開通損耗主要發生在t2和t3時間段。
下面以一個具體的實例計算。
輸入電壓12V，輸出電壓3.3V/6A，開關頻率350kHz，PWM柵極驅動器電壓為5V，導通電阻1.5Ω，關斷的下拉電阻為0.5Ω，所用的MOSFET為AO4468，具體參數為Ciss=955pF，Coss=145pF，Crss=112pF，Rg=0.5Ω；當VGS=4.5V，Qg=9nC；當VGS=10V，Qg=17nC，Qgd=4.7nC，Qgs=3.4nC；當VGS=5V且ID=11.6A，跨導gFS=19S；當VDS=VGS且ID=250μA，VTH=2V；當VGS=4.5V且ID=10A，RDS(ON)=17.4mΩ。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
使用功率MOSFET管中的开关损耗详解
深入理解功率MOSFET的开关损耗
做照明驱动的朋友都希望自己做的驱动板能达到很高的效率，除开驱动芯片本身的损耗如果加深对MOS管开关的损耗做适当的电路调整我想多多少少也是可以挤出一部分效率来的哦。
以下内容详细分析计算开关损耗，并论述实际状态下功率MOSFET的开通过程和自然零电压关断的过程，从而使电子工程师知道哪个参数起主导作用并更加深入理解MOSFET。
对提升产品性能应该有所帮助。
MOSFET开关损耗
1 开通过程中MOSFET开关损耗
功率MOSFET的栅极电荷特性如图1所示。
值得注意的是：下面的开通过程对应着BUCK 变换器上管的开通状态，对于下管是0电压开通，因此开关损耗很小，可以忽略不计。
图1 MOSFET开关过程中栅极电荷特性
开通过程中，从t0时刻起，栅源极间电容开始充电，栅电压开始上升，栅极电压为
其中：
VGS为PWM栅极驱动器的输出电压，Ron为PWM栅极驱动器内部串联导通电阻，Ciss 为MOSFET输入电容，Rg为MOSFET的栅极电阻。
VGS电压从0增加到开启阈值电压VTH前，漏极没有电流流过，时间t1为
VGS电压从VTH增加到米勒平台电压VGP的时间t2为
VGS处于米勒平台的时间t3为
t3也可以用下面公式计算：
注意到了米勒平台后，漏极电流达到系统最大电流ID，就保持在电路决定的恒定最大值ID，漏极电压开始下降，MOSFET固有的转移特性使栅极电压和漏极电流保持比例的关系，漏极电流恒定，因此栅极电压也保持恒定，这样栅极电压不变，栅源极间的电容不再流过电流，驱动的电流全部流过米勒电容。
过了米勒平台后，MOSFET完全导通，栅极电压和漏极电流不再受转移特性的约束，就继续地增大，直到等于驱动电路的电源的电压。
MOSFET开通损耗主要发生在t2和t3时间段。
下面以一个具体的实例计算。
输入电压12V，输出电压3.3V/6A，开关频率350kHz，PWM栅极驱动器电压为5V，导通电阻1.5Ω，关断的下拉电阻为0.5Ω，所用的MOSFET为AO4468，具体参数为Ciss=955pF，Coss=145pF，Crss=112pF，Rg=0.5Ω；当VGS=4.5V，Qg=9nC；当VGS=10V，Qg=17nC，Qgd=4.7nC，Qgs=3.4nC；当VGS=5V且ID=11.6A，跨导gFS=19S；当VDS=VGS且ID=250μA，VTH=2V；当VGS=4.5V 且ID=10A，RDS(ON)=17.4mΩ。
开通时米勒平台电压VGP：
计算可以得到电感L=4.7μH.，满载时电感的峰峰电流为 1.454A，电感的谷点电流为5.273A，峰值电流为6.727A，所以，开通时米勒平台电压VGP=2+5.273/19=2.278V，可以计算得到：
开通过程中产生开关损耗为
开通过程中，Crss和米勒平台时间t3成正比，计算可以得出米勒平台所占开通损耗比例为84%，因此米勒电容Crss及所对应的Qgd在MOSFET的开关损耗中起主导作用。
Ciss=Crss+Cgs，Ciss所对应电荷为Qg。
对于两个不同的MOSFET，两个不同的开关管，即使A管的Qg和Ciss小于B管的，但如果A管的Crss比B管的大得多时，A管的开关损耗就有可能大于B管。
因此在实际选取MOSFET时，需要优先考虑米勒电容Crss的值。
减小驱动电阻可以同时降低t3和t2，从而降低开关损耗，但是过高的开关速度会引起EMI的问题。
提高栅驱动电压也可以降低t3时间。
降低米勒电压，也就是降低阈值开启电
压，提高跨导，也可以降低t3时间从而降低开关损耗。
但过低的阈值开启会使MOSFET容易受到干扰误导通，增大跨导将增加工艺复杂程度和成本。
2 关断过程中MOSFET开关损耗
关断的过程如图1所示，分析和上面的过程相同，需注意的就是此时要用PWM驱动器内部的下拉电阻0.5Ω和Rg串联计算，同时电流要用最大电流即峰值电流6.727A来计算关断的米勒平台电压及相关的时间值：VGP=2+6.727/19=2.354V。
关断过程中产生开关损耗为：
Crss一定时，Ciss越大，除了对开关损耗有一定的影响，还会影响开通和关断的延时时间，开通延时为图1中的t1和t2，图2中的t8和t9。
图2 断续模式工作波形
Coss产生开关损耗与对开关过程的影响
1 Coss产生的开关损耗
通常，在MOSFET关断的过程中，Coss充电，能量将储存在其中。
Coss同时也影响MOSFET 关断过程中的电压的上升率dVDS/dt，Coss越大，dVDS/dt就越小，这样引起的EMI就越小。
反之，Coss越小，dVDS/dt就越大，就越容易产生EMI的问题。
但是，在硬开关的过程中，Coss又不能太大，因为Coss储存的能量将在MOSFET开通的过程中，放电释放能量，将产生更多的功耗降低系统的整体效率，同时在开通过程中，产生大的电流尖峰。
开通过程中大的电流尖峰产生大的电流应力，瞬态过程中有可能损坏MOSFET，同时还会产生电流干扰，带来EMI的问题；另外，大的开通电流尖峰也会给峰值电流模式的PWM 控制器带来电流检测的问题，需要更大的前沿消隐时间，防止电流误检测，从而降低了系统能够工作的最小占空比值。
Coss产生的损耗为：
对于BUCK变换器，工作在连续模式时，开通时MOSFET的电压为输入电源电压。
当工作在断续模式时，由于输出电感以输出电压为中心振荡，Coss电压值为开通瞬态时MOSFET 的两端电压值，如图2所示。
2 Coss对开关过程的影响
图1中VDS的电压波形是基于理想状态下，用工程简化方式来分析的。
由于Coss存在，实际的开关过程中的电压和电流波形与图1波形会有一些差异，如图3所示。
下面以关断过程为例说明。
基于理想状态下，以工程简化方式，认为VDS在t7时间段内线性地从最小值上升到输入电压，电流在t8时间段内线性地从最大值下降到0。
图3 MOSFET开关过程中实际波形
实际过程中，由于Coss影响，大部分电流从MOSFET中流过，流过Coss的非常小，甚至可以忽略不计，因此Coss的充电速度非常慢，电流VDS上升的速率也非常慢。
也可以这样理解：正是因为Coss的存在，在关断的过程中，由于电容电压不能突变，因此VDS的电压一直维持在较低的电压，可以认为是ZVS，即0电压关断，功率损耗很小。
同样的，在开通的过程中，由于Coss的存在，电容电压不能突变，因此VDS的电压一直维持在较高的电压，实际的功率损耗很大。
在理想状态的工程简化方式下，开通损耗和关断损耗基本相同，见图1中的阴影部分。
而实际的状态下，关断损耗很小而开通损耗很大，见图3中的阴影部分。
从上面的分析可以看出：在实际的状态下，Coss将绝大部分的关断损耗转移到开通损耗中，但是总的开关功率损耗基本相同。
图4波形可以看到，关断时，VDS的电压在米勒平台起始时，电压上升速度非常慢，在米勒平台快结束时开始快速上升。
图4 非连续模式开关过程中波形
Coss越大或在DS极额外的并联更大的电容，关断时MOSFET越接近理想的ZVS，关断功率损耗越小，那么更多能量通过Coss转移到开通损耗中。
为了使MOSFET整个开关周期都工作于ZVS，必须利用外部的条件和电路特性，实现其在开通过程的ZVS。
如同步BUCK
电路下侧续流管，由于其寄生的二极管或并联的肖特基二极管先导通，然后续流的同步MOSFET才导通，因此同步MOSFET是0电压导通ZVS，而其关断是自然的0电压关断ZVS，因此同步MOSFET在整个开关周期是0电压的开关ZVS，开关损耗非常小，几乎可以忽略不计，所以同步MOSFET只有RDS(ON)所产生的导通损耗，选取时只需要考虑RDS（ON）而不需要考虑Crss的值。
注意到图1是基于连续电流模式下所得到的波形，对于非连续模式，由于开通前的电流为0，所以，除了Coss放电产生的功耗外，没有开关的损耗，即非连续模式下开通损耗为0。
但在实际的检测中，非连续模式下仍然可以看到VGS有米勒平台，这主要是由于Coss的放电电流产生的。
Coss放电快，持续的时间短，这样电流迅速降低，由于VGS和ID的受转移特性的约束，所以当电流突然降低时，VGS也会降低，VGS波形前沿的米勒平台处产生一个下降的凹坑，并伴随着振荡。
希望看到这里大家都能深入理解功率MOSFET的开关损耗。