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DC/DC

損耗探討

同步整流降壓轉換器的閘極電荷損耗

本文將探討功率切換MOSFET的閘極驅動相關的損耗,即下圖的高側和低側切換的“PGATE”所示部分。

  • PONH:高側MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
  • PONL:低側MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
  • PSWH:開關損耗
  • Pdead_time:死區時間損耗
  • PIC :IC自身功率損耗
  • PGATE:閘極電荷損耗
  • PCOIL:電感DCR帶來的傳導損耗

閘極電荷損耗

閘極電荷損耗是由該例中外接MOSFET的Qg(閘極電荷總量)引起的損耗。當MOSFET切換時,電源IC的閘極驅動器向MOSFET的寄生電容充電(向閘極注入電荷)而產生這種損耗(參見下圖)。這不僅是切換電源,也是將MOSFET用作功率切換的應用中共同面臨的探討事項。

損耗是MOSFET的Qg乘以驅動器電壓和切換頻率的值。Qg請參考所使用的MOSFET的技術規格書。驅動器電壓或者實測,或者參考IC的技術規格書。

從該公式可以看出,只要Qg相同,則切換頻率越高損耗越大。從提供MOSFET所需的VGS的角度看,驅動器電壓不會因電路或IC而有太大差異。MOSFET的選型和切換頻率因電路設計而異,因此,是非常重要的探討事項。

為了確保與其他部分之間的一致性,這裡給出了切換的波形,但沒有表示閘極電荷損耗之處。

下一篇文章計畫介紹電感的DCR帶來的損耗。

重點:

・閘極電荷損耗是由MOSFET的Qg(閘極電荷總量)引起的損耗。

・如果MOSFET的Qg相同,則損耗主要取決於切換頻率。


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