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關(guān)于開關(guān)電源-MOS開關(guān)損耗推導過程分析
來源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時間:2019-09-04 點擊量:1197
開關(guān)電源之開關(guān)損耗包括導通損耗和截止損耗。導通損耗指功率管從截止到導通時,所產(chǎn)生的功率損耗。截止損耗指功率管從導通到截止時,所產(chǎn)生的功率損耗。
開關(guān)損耗(Switching-Loss)包括開通損耗(Turn-on Loss)和關(guān)斷損耗(Turn-of Loss),常常在硬開關(guān)(Hard-Switching)和軟開關(guān)(Soft-Switching)中討論。對于開關(guān)電源之所謂開通損耗(Turn-on Loss),是指非理想的開關(guān)管在開通時,開關(guān)管的電壓不是立即下降到零,而是有一個下降時間,同時它的電流也不是立即上升到負載電流,也有一個上升時間。
在這段時間內(nèi),開關(guān)管的電流和電壓有一個交疊區(qū),會產(chǎn)生損耗,這個損耗即為開通損耗。以此類比,可以得出關(guān)斷損耗產(chǎn)生的原因,這里不再贅述。
開關(guān)損耗另一個意思是指在開關(guān)電源中,對大的MOS管進行開關(guān)操作時,需要對寄生電容充放電,這樣也會引起損耗。
開關(guān)電源之MOS開關(guān)損耗推導過程解析
開關(guān)電源工程師們都知道開關(guān)MOS在整個電源系統(tǒng)里面的損耗占比是不小的,開關(guān)mos的的損耗我們談及最多的就是開通損耗和關(guān)斷損耗,由于這兩個損耗不像導通損耗或驅(qū)動損耗一樣那么直觀,所有有部分人對于它計算還有些迷茫。
1、開關(guān)電源之MOS開關(guān)損耗之最惡劣情況的分析
電流與電壓在開關(guān)時交疊的過程,這個圖中描述的是其實是最惡劣的情況,開通時等mos管電流上升到I1之后mos管電壓才開始下降,關(guān)斷時等mos管電壓上升到Vds后mos管電流才開始下降。
2、開關(guān)電源之MOS開關(guān)損耗之mos管開通過程
階段一:電壓不變電流上升(電壓為Vds不變,電流由0上升到Ip1)mos開通瞬間,電流從零快速開始上升到Ip1,此過程MOS的DS電壓不變?yōu)閂ds;
階段二:電流不變電壓下降(電流為Ip1不變,電壓由Vds下降到0)
電流上升到Ip1后,此時電流的上升斜率(Ip1-Ip2段)相對0-Ip1這一瞬間是非常緩慢的,我們可以近似把上升到Ip1之后繼續(xù)上升的斜率認為是0,把電流基本認為是Ip1不變,此時MOS管的DS電壓開始快速下降到0V。
3、開關(guān)電源之MOS開關(guān)損耗之mos管關(guān)斷過程
階段一:電流不變電壓上升(電流為Ip2不變,電壓由0上升到Vds)電壓從0快速開始上升到最高電壓Vds,與開通同理此過程MOS的電流基本不變?yōu)镮p2;
階段二:電壓不變電流下降(點壓為Vds不變,電流由Ip2下降到0)電壓此時為Vds不變,電流迅速從Ip2以很大的下降斜率降到0。
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