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關(guān)于開關(guān)電源-MOS開關(guān)損耗推導(dǎo)過程分析
來源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時(shí)間:2019-09-04 點(diǎn)擊量:1122
開關(guān)電源之開關(guān)損耗包括導(dǎo)通損耗和截止損耗。導(dǎo)通損耗指功率管從截止到導(dǎo)通時(shí),所產(chǎn)生的功率損耗。截止損耗指功率管從導(dǎo)通到截止時(shí),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(duì)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(shí),開關(guān)管的電壓不是立即下降到零,而是有一個(gè)下降時(shí)間,同時(shí)它的電流也不是立即上升到負(fù)載電流,也有一個(gè)上升時(shí)間。
在這段時(shí)間內(nèi),開關(guān)管的電流和電壓有一個(gè)交疊區(qū),會(huì)產(chǎn)生損耗,這個(gè)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(gè)意思是指在開關(guān)電源中,對(duì)大的MOS管進(jìn)行開關(guān)操作時(shí),需要對(duì)寄生電容充放電,這樣也會(huì)引起損耗。
開關(guān)電源之MOS開關(guān)損耗推導(dǎo)過程解析
開關(guān)電源工程師們都知道開關(guān)MOS在整個(gè)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(gè)損耗不像導(dǎo)通損耗或驅(qū)動(dòng)損耗一樣那么直觀,所有有部分人對(duì)于它計(jì)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(shí)交疊的過程,這個(gè)圖中描述的是其實(shí)是最惡劣的情況,開通時(shí)等mos管電流上升到I1之后mos管電壓才開始下降,關(guān)斷時(shí)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(shí)電流的上升斜率(Ip1-Ip2段)相對(duì)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(rèn)為是0,把電流基本認(rèn)為是Ip1不變,此時(shí)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(diǎn)壓為Vds不變,電流由Ip2下降到0)電壓此時(shí)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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