選擇高壓場(chǎng)效應管實(shí)現節能
Tj=Ta+Pd?RΦJA (1) 本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/188015.htm
其中包括三個(gè)因素:周?chē)h(huán)境溫度Ta,功率耗散Pd與結至環(huán)境(junction-to-ambient)熱阻。Pd包括器件的導通損耗與切換損耗。這可由式2計算:
Pd=D.RDS(on).ID2+fsw.(Eon+Eoff) (2)
第一項明確表示了導通損耗,其中D是占空比,ID是漏極電流,RDS(on)是漏極至源級電阻,它也是電流與溫度的函數。應該查閱數據手冊得到本應用運行環(huán)境下的結溫度與漏極電流條件的具體值。
通常難以得到D、ID與RDS(on)的具體數值,所以工程師們傾向于選擇合理值的上界值。也許有人認為只需要考慮一個(gè)參數RDS(on),但是為了得到更低的RDS(on),通常需要更大的片基,這會(huì )影響切換損耗和體二極管的恢復。
切換損耗
功率損耗公式的第二部分與切換損耗有關(guān)。這種表示形式更常見(jiàn)于絕緣柵門(mén)極晶體管(IGBT),但fsw.(Eon+Eoff)更好地描述了功率損耗。在不同電流下,可能沒(méi)有導通損耗或導通損耗非常低。
這些損耗受到切換速度與恢復二極管的影響。在平面型MOSFET器件中,通過(guò)提高壽命時(shí)間控制體二極管的性能比在電荷平衡型器件中更為容易。因此,如果你的應用需要MOSFET中的體二極管導通,例如,電機驅動(dòng)的不間斷電源(UPS)或一些鎮流器應用,改進(jìn)的體二極管特性能比最低的導通電阻更有作用。
用這些損失乘以切換頻率(fsw)。關(guān)鍵是設計合適的柵極驅動(dòng)電流,而輸入電容是該設計中的重要因素。
熱阻
計算最大結溫度的另一關(guān)鍵是結至環(huán)境熱阻RΦJA,它由式(3)計算。
RΦJA=RΦJC+RΦCS+RΦSA (3)
RΦJC是結至管殼(junction-to-case)的熱阻,與片基尺寸有關(guān)。RΦCS是管殼至匯點(diǎn)(case-to-sink)熱阻,與熱界面及電隔離有關(guān),是用戶(hù)參數。RΦSA匯點(diǎn)至環(huán)境熱阻,為基本的散熱與空氣流動(dòng)。
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