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MOS管发热的重要原因分析

发布日期:2020-12-30 点击次数:411

N型,P型MOS管

                                             

工作原理的本质是一样,MOS管主要是由加在输入端栅极的电压来成功控制输出端漏极的电流,MOS管是压控器件,通过加在栅极上的电压控制器件的特性,不像三极管做开关的时候

的因基极电流引起的电荷存储效应,在开关应用中,MOS管的开关速度比三极管快,其主要原理如图1所示:


                                 

                                                                   图1 MOS管的工作原理

在开关电源中,常用MOS管的漏极开路电路,如图2所示,漏极原封不动地接负载,叫做开路漏极,开路漏极电路中,负载接多高的电压,都能接通,关断负载电流,是理想的模拟开

关器件,这是MOS管做开关器件的原理,MOS管做开关使用的电路形式多。

                                                 

                                                              图2 NMOS管的开路漏极电路  

在开关电源应用方面,这种应用需要MOS管定期导通,关断,如DC-DC电源中常用的基本降压转换器依赖两个MOS管来实行开关功能,这些开关交替在电感里存储能量,把能量释放给

负载,常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率,主要是因为频率越高的话,磁性元件更小,在正常工作期间,MOS管相当于一个导体,比如,大功率mos管,小电压mos管,电路,电源

是MOS的最小传导损耗。

MOS管的PDF参数,MOS管制造商成功采用了RDS(ON)参数,来定义导通阻抗,对于开关应用而言,RDS(ON)是最重要的器件特性;数据手册定义RDS(ON),栅极?(或驱动)?电

压VGS及流经开关的电流有关,对于充分的栅极驱动,RDS(ON) 是一个相对静态参数;一直处于导通的MOS管容易发热,慢慢升高的结温会导致RDS(ON)的增加;MOS管数据手册规

定热阻抗参数,其定义为MOS管封装的半导体结散热能力,RθJC的简单定义是结到管壳的热阻抗。

1、频率太高,有时过分追求体积,会直接导致频率高,MOS管上的损耗增大,发热也越大,没有做好足够的散热设计,电流高,MOS管标称的电流值,需要良好的散热才能够达到;

ID小于最大电流,可能发热严重,需要足够的辅助散热片。

2、MOS管的选型有误和对功率判断有误,MOS管内阻没有充分考虑,会直接导致开关阻抗增大,在处理MOS管发热问题的时候。

3、由于电路设计的问题,导致发热,让MOS管工作在线性的工作状态,不是在开关状态,这是直接导致MOS管发热的一个原因,比如,N-MOS做开关,G级电压要比电源高几V,才能够

完全导通,P-MOS则不同;在没有完全打开,压降过大,会造成功率消耗,等效直流阻抗较大,压降也会增大,U*I也会增大,损耗就会导致发热。

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