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健康如何为具体运用恰当的选择

时间:2020-05-29 23:21:10 来源:互联网 阅读:0次

如何为具体应用恰当的选择MOSFET

在ORing FET运用中,MOSFET的作用是开关器件,但是由于服务器类运用中电源不间断工作,这个开关实际上始终处于导通状态。其开关功能只发挥在启动和关断,和电源出现故障之时 。

相比从事以开关为核心应用的设计人员,ORing FET运用设计人员明显必须关注MOSFET的不同特性。以服务器为例,在正常工作期间,MOSFET只相当于一个导体。因此,ORing FET应用设计人员关心的是小传导消耗。

低RDS(ON) 可把BOM及PCB尺寸降至小

一般而言,MOSFET 制造商采取RDS(ON) 参数来定义导通阻抗;对ORing FET运用来讲,RDS(ON) 也是重要的器件特性。数据手册定义RDS(ON) 与栅极 (或驱动) 电压 VGS 和流经开关的电流有关,但对充分的栅极驱动,RDS(ON) 是一个相对静态参数。例如,飞兆半导体 FDMS7650 的数据手册规定,对10V 的栅极驱动,RDS(ON) 为0.99 mΩ。

若设计人员试图开发尺寸小、本钱的电源,低导通阻抗更是加倍的重要。在电源设计中,每一个电源常常需要多个ORing MOSFET并行工作,需要多个器件来把电流传送给负载。在许多情况下,设计人员必须并联MOSFET,以有效着落RDS(ON)。

需谨记,在 DC 电路中,并联电阻性负载的等效阻抗小于每个负载单独的阻抗值。比如,两个并联的2Ω 电阻相当于一个1Ω的电阻 。因此,一般来说,一个低RDS(ON) 值的MOSFET,具有大额定电流,就可以让设计人员把电源中所用MOSFET的数目减至少。

除RDS(ON)之外,在MOSFET的选择进程中还有几个MOSFET参数也对电源设计人员非常重要。许多情况下,设计人员应当密切关注数据手册上的安全工作区(SOA)曲线,该曲线同时描写了漏极电流和漏源电压的关系。基本上,SOA定义了MOSFET能够安全工作的电源电压和电流。在ORing F站:要向作者支付费用ET应用中,重要问题是:在 完全导通状态 下FET的电流传送能力。实际上无需SOA曲线也可以获得漏极电流值。再以FDMS7650为例,该器件的额定电流为36A,故非常适用于服务器运用中所采取的典型DC-DC电源。

若设计是实现热插拔功能,SOA曲线或许更能发挥作用。在这种情况下,MOSFET需要部份导通工作。SOA曲线定义了不同脉冲期间的电流和电压限值。

注意刚刚提到的额定电流,这也是值得推敲的热参数,由于始终导通的MOSFET很容易Mn48%发热。另外,日渐升高的结温也会导致RDS(ON)的增加。 MOSFET数据手册规定了热阻抗参数,其定义为MOSFET封装的半导体结散热能力。RθJC的简单的定义是结到管壳的热阻抗。细言之,在实际丈量中其代表从器件结(对一个垂直MOSFET,即裸片的上表面附近)到封装外表面的热阻抗,在数据手册中有描述。若采取PowerQFN封装,管壳定义为这个大漏极片的中心。因此,RθJC 定义了裸片与封装系统的热效应。RθJA 定义了从裸片表面到周围环境的热阻抗,而且一般通过一个脚注来标明与PCB设计的关系,包括镀铜的层数和厚度。

总而言之,RθJC在电源设计团队的控制范围之外,因为它是由所采用的器件封装技术决定。先进的热性能增强型封装,比如飞兆半导体的Power 56,其RθJC 规格在1 和 2 oC/W之间,FDMS7650 的规格为 1.2 oC/W。设计团队可以通过PCB设计来改变 RθJA 。终究,一个稳健的热设计有助于提高系统可靠性, 延长系统平均无故障时间(MTBF)。

开关电源中的MOSFET

现在让我们斟酌开关电源运用,和这类应用如何需要从一个不同的角度来审视数据手册。从定义上而言,这类应用需要MOSFET定期导通和关断。同时,有数10种拓扑可用于开关电源,这里推敲一个简单的例子。DC-DC电源中常常使用的基本降压转换器依赖两个MOSFET来实行开关功能(图 2),这些开关交替在电感里存储能量,然后把能量释放给负载。目前,设计人员常常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率,由于频率越高,磁性元件可以更小更轻。

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