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MOS管發(fā)熱的可能性原因
在開關(guān)電池應(yīng)用方面,這種應(yīng)用需要MOS管定期導(dǎo)通和關(guān)斷。比如,DC-DC電池中常用的基本降壓轉(zhuǎn)換器依賴兩個(gè)MOS管來(lái)執(zhí)行開關(guān)功能,這些開關(guān)交替在電感里存儲(chǔ)能量,然后把能量釋放給負(fù)載。我們常選擇數(shù)百kHz乃至1MHz以上的頻率,因?yàn)轭l率越高,磁性元件可以更小更輕。在正常工作期間,MOS管只相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體。因此,我們電路或者電池方案人員*關(guān)心的是MOS的*小傳導(dǎo)損耗。
我們經(jīng)常看MOS管的PDF參數(shù),MOS管制造商采用RDS(ON)參數(shù)來(lái)定義導(dǎo)通阻抗,對(duì)開關(guān)應(yīng)用來(lái)說(shuō),RDS(ON)也是*重要的器件特性。數(shù)據(jù)手冊(cè)定義RDS(ON)與柵極(或驅(qū)動(dòng))電壓VGS以及流經(jīng)開關(guān)的電流有關(guān),但對(duì)于充分的柵極驅(qū)動(dòng),RDS(ON)是一個(gè)相對(duì)靜態(tài)參數(shù)。一直處于導(dǎo)通的MOS管很容易發(fā)熱。另外,慢慢升高的結(jié)溫也會(huì)導(dǎo)致RDS(ON)的增加。MOS管數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定了熱阻抗參數(shù),其定義為MOS管封裝的半導(dǎo)體結(jié)散熱能力。RθJC的*簡(jiǎn)單的定義是結(jié)到管殼的熱阻抗。
1.發(fā)熱情況有,電路方案的問(wèn)題,就是讓MOS管工作在線性的工作狀態(tài),而不是在開關(guān)狀態(tài)。這也是導(dǎo)致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開關(guān),G級(jí)電壓要比電池高幾V,才能完全導(dǎo)通,P-MOS則相反。沒(méi)有完全打開而壓降過(guò)大造成功率消耗,等效直流阻抗比較大,壓降增大,所以U*I也增大,損耗就意味著發(fā)熱。這是方案電路的*忌諱的錯(cuò)誤。
2.頻率太高,主要是有時(shí)過(guò)分追求體積,導(dǎo)致頻率提高,MOS管上的損耗增大了,所以發(fā)熱也加大了。
3.沒(méi)有做好足夠的散熱方案,電流太高,MOS管標(biāo)稱的電流值,一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于*大電流,也可能發(fā)熱嚴(yán)重,需要足夠的輔助散熱片。
4.MOS管的選型有誤,對(duì)功率判斷有誤,MOS管內(nèi)阻沒(méi)有充分考慮,導(dǎo)致開關(guān)阻抗增大。
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