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解決高頻電源 MOS 選型痛點(diǎn),MDD辰達(dá)半導(dǎo)體一文講透

  隨著科技的發(fā)展,電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)越來(lái)越精致,電源體積要求越來(lái)越小,為滿足其更高的功率密度,各種轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞倪x擇與電源轉(zhuǎn)換技術(shù)都是提高工作頻率,減小磁性器件體積,來(lái)滿足整個(gè)方案的要求。但是為了提高工作頻率對(duì)MOS管有哪些要求呢?

  電壓參數(shù)

  漏源擊穿電壓(VDS):需大于電源輸入電壓峰值,通常留1.5-2倍余量。例如,若輸入電壓為24V,VDS應(yīng)選48V及以上,以應(yīng)對(duì)電壓尖峰和波動(dòng)。

  柵源電壓(VGS):確保驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓與MOS管閾值電壓(VGS(th))匹配,一般VGS(th)需低于驅(qū)動(dòng)電壓,且留一定余量(如驅(qū)動(dòng)電壓為5V,VGS(th)選2-3V)。

  電流參數(shù)

  最大漏極電流(ID):根據(jù)負(fù)載電流選型,ID應(yīng)大于負(fù)載峰值電流,建議留1.5-2倍余量。例如,負(fù)載電流為3A,ID選5A及以上。

  脈沖電流(IDM):考慮負(fù)載啟動(dòng)或瞬態(tài)電流沖擊,IDM需大于峰值脈沖電流。

  導(dǎo)通電阻(RDS(on))

  RDS(on)越小,導(dǎo)通損耗越低,效率越高。高頻下,RDS(on)的溫度系數(shù)需穩(wěn)定,避免高溫時(shí)電阻大幅增加。建議選擇RDS(on)在mΩ級(jí)別的MOS管,并注意其在最高工作溫度(如125℃)下的阻值變化。

  輸入電容(Ciss)

  定義關(guān)系:Ciss=Cgs+Cgd(柵源電容+柵漏密勒電容),直接決定柵極電荷(Qg)的充放電時(shí)間。

  高頻開(kāi)關(guān)損耗:高頻下,Ciss越大,柵極驅(qū)動(dòng)電路需要更大的電流(I=C·dV/dt)才能快速充放電。若驅(qū)動(dòng)能力不足,會(huì)導(dǎo)致:

  導(dǎo)通/關(guān)斷延遲:延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)過(guò)渡時(shí)間,增加開(kāi)關(guān)損耗(如交叉導(dǎo)通損耗)。

  開(kāi)關(guān)頻率上限:Ciss過(guò)高會(huì)限制電源的最高工作頻率(例如>1MHz的LLC諧振拓?fù)洌?br />
  結(jié)電容Ciss在高頻電源中直接影響效率、可靠性和成本,是選型時(shí)需優(yōu)先評(píng)估的參數(shù)之一,需結(jié)合開(kāi)關(guān)頻率、驅(qū)動(dòng)能力及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜合考量。

  開(kāi)關(guān)性能

  柵極電荷(Qg):Qg越小,開(kāi)關(guān)速度越快,開(kāi)關(guān)損耗越低。高頻應(yīng)用中,優(yōu)先選擇Qg小于50nC的MOS管。

  米勒電容(CGD):CGD影響開(kāi)關(guān)速度和米勒平臺(tái)損耗,應(yīng)選CGD較小的MOS管,以減少開(kāi)關(guān)時(shí)間。

  開(kāi)關(guān)延遲時(shí)間(td(on)/td(off)):td(on)和td(off)應(yīng)小于10ns,確??焖夙憫?yīng)。

  熱性能

  熱阻(RθJA/RθJC):選擇熱阻低的封裝,如TO-220、TO-247等,或帶有散熱片的封裝。若空間受限,可選DFN等小封裝,但需注意散熱設(shè)計(jì)。

  最大功率耗散(PD):根據(jù)電源功率和散熱條件選型,PD應(yīng)大于實(shí)際功耗,避免過(guò)熱。

  封裝與可靠性

  封裝類型:優(yōu)先選低寄生電感的封裝(如SO-8FL),減少高頻下的寄生參數(shù)影響。若空間緊張,可選DFN封裝,但需注意爬電距離和散熱。

  可靠性:選擇知名廠商的產(chǎn)品,確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性和抗干擾能力。

  應(yīng)用場(chǎng)景

  MOSFET在高頻場(chǎng)景中的應(yīng)用非常廣泛,主要應(yīng)用于以下產(chǎn)品:

  戶外儲(chǔ)能、充電寶、點(diǎn)煙器、筆記本、POS機(jī)、無(wú)人機(jī)等



  推薦型號(hào)

  MDD的高頻功率MOS導(dǎo)通內(nèi)阻低,散熱好,可靠性高。MDD有完整的器件生產(chǎn)線,從材料輸入,到成品輸出,有完善的質(zhì)量體系,全程可控。



  電路圖