設計絕緣型返馳式轉換器電路：決定主要零件－MOSFET相關之1

設計好變壓器後，接著輪到開關元件，本節選出MOSFET Q1和組成相關電路。

一開始根據開關電壓和電流等決定MOSFET Q1。此部分將在本稿「決定主要零件－MOSFET相關之1」中說明。

接著決定調整MOSFET閘極驅動的電路、二極體 D4、電阻R5、R6，以及限制電流和斜率補償上必要的電流檢測電阻R8。這部分將在「決定主要零件－MOSFET相關之2」中說明。

先說明此部分電路如何運轉。以D4、R5、R6調整從IC的OUT(PWM輸出）端輸出的信號，讓MOSFET Q1能夠正確運轉，然後再驅動MOSFET的閘極。MOSFET Q1開/關經過整流且流向變壓器 T1一次側的高電壓，將其能量傳送至二次側。Q1開啟時Ids流動，但因為並非無限制流動，是故利用R8檢測電流並加以限制。請參照「設計絕緣型返馳式轉換器電路」中的整體電路內容。

決定MOSFET Q1

我希望大家先知道，只有紙上談兵是難以選出MOSFET的，仍然必須仰賴過往的經驗法則。因此，最後實際拿取裝置，確認必須降額至哪個程度後，再來決定MOSFET。

在決定MOSFET時，有下列幾個基本事項須先討論一下。

• 最大汲極－源極之間的電壓（Vds）
• 峰值電流
• 導通電阻（Ron）造成的損耗
• 封裝最大容許損耗（Pd）

未曾有過相關經驗法則時，將沒有任何根據幫助自己做出選擇，此時可以考慮Vds和Ids。

① Vds(max)

可經由下列公式算計Vds(max)。

Vds(max) = Vin(max)+VOR+Vspike
=264V×1.41＋(12V＋1V)×30/6＋Vspike＝437V＋Vspike*

VOR：VO＝V_out＋V_F乘上變壓器線圈比Np：Ns，參照「設計變壓器（計算數值）」。
Vin(max）：可因應的最大AC峰值電壓（264V×√2）
Vspike：電壓尖波

*不容易算出Vspike，因此在本例題中，在追加緩衝電路追加此一前提下，根據經驗法則決定為400V。

② Ids

Ids以選擇 Ippk×2 左右的元件為標準。根據「設計變壓器（計算數值）」， Ippk＝2.32A

Ids＝2.32×2＝4.64A

根據上述結果，選出Vds(max)達800V左右、Ids達5A左右的MOSFET。範例電路使用了ROHM的R8005ANX（800V、5A）。另外，該MOSFET的導通電阻 1.6Ω，封裝則是TO-220F。

再來，實際使用上述的MOSFET，在電路測量Vds、Ids和發熱狀況，確認降額足夠。MOSFET開啟時間會在輸入電壓低的時候變長，因導通電阻Ron損耗所造成發熱也會變嚴重，當裝置一次側採用國際通用規格（AC85V～AC264V）時更是必須多加注意。必要時加裝散熱片減輕發熱狀況。

有時也會由MOSFET製造廠商提出測量損耗和進行確認的方法。下面提供例子供各位參考。

從截取的網頁複製畫面中的①開始，操作滑鼠依序點擊後，就可以閱覽計算元件溫度和判定能否使用的方法。對於實機操作時的確認作業應該有所幫助。

到此，終於決定好了MOSFET。至於閘極驅動調整電路和電流檢測電阻，將在「決定主要零件－MOSFET相關之2」中說明。