MOSFET损耗计算

计算功率耗散要确定一个MOSFET场效应管是否适于某一特定应用，需要对其功率耗散进行计算。

耗散主要包括阻抗耗散和开关耗散：PDDEVICETOTAL=PDRESISTIVE+PDSWITCHING由于MOSFET的功率耗散很大程度上取决于其导通电阻(RDS(ON))，计算RDS(ON)看似是一个很好的着手之处。

但MOSFET的导通电阻取决于结温TJ。

返过来，TJ 又取决于MOSFET中的功率放大器耗散和MOSFET的热阻(ΘJA)。

这样，很难确定空间从何处着手。

由于在功率耗散计算中的几个条件相互依赖，确定其数值时需要迭代过程(图1)。

这一过程从首先假设各MOSFET的结温开始，同样的过程对于每个MOSFET单独进行。

MOSFET的功率耗散和允许的环境温度都要计算。

当允许的周围温度达到或略高于电源封装内和其供电的电路所期望的最高温度时结束。

使计算的环境温度尽可能高看似很诱人，但这通常不是一个好主意。

这样做将需要更昂贵的MOSFET、在MOSFET下面更多地使用铜片，或者通过更大或更快的风扇使空气流动。

所有这些都没有任何保证。

在某种意义上，这一方案蒙受了一些“回退”。

毕竟，环境温度决定MOSFET的结温，而不是其他途径。

但从假设结温开始所需要的计算，比从假设环境温度开始更易于实现。

对于开关MOSFET和同步整流器两者，都是选择作为此迭代过程开始点的最大允许裸片结温(TJ(HOT))。

大多数MOSFET数据参数页只给出25°C的最大RDS(ON)，，但近来有一些也提供了125°C的最大值。

MOSFETRDS(ON)随着温度而提高，通常温度系数在0.35%/°C至0.5%/°C的范围内(图2)。

如果对此有所怀疑，可以采用更悲观的温度系数和MOSFET在25°C规格参数(或125°C的规格参数，如果有提供的话)计算所选择的TJ(HOT)处的最大RDS(ON)：RDS(ON)HOT=RDS(ON)SPEC×[1+0.005×(TJ(HOT)?TSPEC)]其中，RDS(ON)SPEC为用于计算的MOSFET导通电阻，而TSPEC为得到RDS(ON)SPEC 的温度。

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。

浅析开关电源MOS的损耗计算与选型原则
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。

在初选计算时期还须根据下面第六条的散耗功率约束不断调整此参数。

建议初选于3~5 倍左右 ID = (3~5)*ID_max。

3 驱动要求
MOSFEF 的驱动要求由其栅极总充电电量（Qg ）参数决定。

在满足其它参数要求的情。

无刷电机控制器工作原理的介绍、MOSFET功率损耗(电动车)1. 引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。

但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET，而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部 ... 1. 引言由于功率MOSFET具有驱动电流小、开关速度快等优点，已经被广泛地应用在电动车的控制器里。

但是如果设计和使用不当，会经常损坏MOSFET，而且一旦损坏后MOSFET的漏源极短路，晶圆通常会被烧得很严重，大部分用户无法准确分析造成MOSFET损坏的原因。

所以在设计阶段，有关MOSFET的可靠性设计是致关重要的。

MOSFET通常的损坏模式包括：过流、过压、雪崩击穿、超出安全工作区等。

但这些原因导致的损坏最终都是因为晶圆温度过高而损坏，所以在设计控制器时，热设计是非常重要的。

MOSFET的结点温度必须经过计算，确保在使用过程中MOSFET结点温度不会超过其最大允许值。

2. 无刷电机控制器简介由于无刷电机具有高扭矩、长寿命、低噪声等优点，已在各领域中得到了广泛应用，其工作原理也已被大家广为熟知，这里不再详述。

国内电动车电机控制器通常工作方式为三相六步，功率级原理图如图1所示，其中Q1, Q2为A相上管及下管；Q3, Q4为B相上管及下管；Q5, Q6为C相上管及下管。

MOSFET全部使用AOT430。

MOSFET工作在两两导通方式，导通顺序为Q1Q4→Q1Q6→Q3Q6→Q3Q2→Q5Q2→Q5Q4→Q1Q4，控制器的输出通过调整上桥PWM脉宽实现，PWM频率一般设置为18KHz以上。

当电机及控制器工作在某一相时（假设B相上管Q3和C相下管Q6），在每一个PWM周期内，有两种工作状态：状态1: Q3和Q6导通, 电流I1经Q3、电机线圈L、Q6、电流检测电阻Rs流入地。

状态2: Q3关断, Q6导通, 电流I2流经电机线圈L、Q6、Q4，此状态称为续流状态。