軟開(kāi)關(guān)轉換器的輸出電容設計

圖2(a)顯示了輸出電容的測量值及由公式(3)得出的擬合曲線(xiàn)。然而，對于具有更多非線(xiàn)性特性的新式超級結MOSFET而言，則簡(jiǎn)單的指數曲線(xiàn)擬合有時(shí)不夠好。圖2(b)顯示了最新技術(shù)MOSFET的輸出電容測量值及用公式(3)得出的擬合曲線(xiàn)。兩者在高壓區的差距將導致等效輸出電容的巨大差異，因為在積分公式中電壓與電容是相乘的。圖2(b)中的估計將得出大得多的等效電容，這會(huì )誤導轉換器的初始設計。

　　圖2：輸出電容估算：(a)老式MOSFET，(b)新式MOSFET。

　　如果依據漏源電壓變化的輸出電容值可得，則輸出電容儲能可用公式(4)求出。雖然電容曲線(xiàn)顯示在數據表中，但要想從圖表中精確讀出電容值并不容易。因此，依據漏源電壓變化的輸出電容儲能將由最新功率MOSFET數據表中的圖表給出。通過(guò)圖3顯示的曲線(xiàn)，使用公式(5)可以得到期望的直流總線(xiàn)電壓下的等效輸出電容。

　　圖3：輸出電容中的儲能。

　　輸出電容的常見(jiàn)問(wèn)題

　　在許多情況下，開(kāi)關(guān)電源設計人員會(huì )對MOSFET電容溫度系數提出疑問(wèn)，因為功率MOSFET通常工作在高溫下?？偟膩?lái)說(shuō)，可以認為MOSFET電容對于溫度而言始終恒定。MOSFET電容由耗盡長(cháng)度、摻雜濃度、溝道寬度和硅介電常數所決定，但所有這些因素都不會(huì )隨溫度而產(chǎn)生較大變化。而且MOSFET開(kāi)關(guān)特性如開(kāi)關(guān)損耗或開(kāi)/關(guān)轉換速度也不會(huì )隨溫度而產(chǎn)生較大變化，因為MOSFET是多數載流子器件，因而開(kāi)關(guān)特性主要是由其電容決定。當溫度上升時(shí)，等效串聯(lián)柵極電阻會(huì )有略微增加。這會(huì )使MOSFET在高溫下的開(kāi)關(guān)速度稍許降低。圖4顯示了根據溫度變化的電容。溫度變化超過(guò)150度時(shí)，電容值的變化也不超過(guò)1%。

　　圖4：MOSFET電容與溫度的關(guān)系。