同步升壓轉換器設計中MOSFET的選擇策略
加入技術交流群
* 較高的電源輸入電壓顯然被轉換為來自電源的較低電流及AC-DC轉換器的高ζ值(銀盒)。
* 電源輸入電壓越高，意味著在HS MOSFET中的動態損耗也越高。
* 電源輸入電壓越高，意味著在LS MOSFET中因占空周期的增加所造成的傳導損耗就越高。
最優化輸入電壓可能由實驗或數學導出。圖8所示為最優化輸入電壓在Z軸上的三維表示，它是Y軸上的負載電流和X軸上的開關頻率的函數。電源輸入電壓電平由針對電腦市場的行業標準確定。如果你正在設計一個兩級隔離DC-DC轉換器，在為你的特定的應用確定最優化中間電壓的過程中，就值得做這種考慮。
圖8：最優化的電源輸入電壓。
器件封裝
當選擇針對你的應用的器件時，你要控制的其他參數就是封裝。功率MOSFET可用的最流行封裝分別是SO8、DPAK、D2PAK及其它形式的封裝。封裝參數中最重要的是：
* 封裝熱阻：這明顯限制了功耗并控制了封裝中的散熱設計方案；
* 要盡可能選擇最小的熱阻；
* 封裝寄生電感：由MOSFET提取的封裝寄生電感對開關速度有極大的影響，并最終影響動態損耗。寄生電感越小，開關時間就越短；
*封裝寄生電阻：該參數通常隱藏在Rdson數值之中；
對給定應用的最佳封裝應該具有最低的寄生參數和熱阻，與此同時，滿足特定的要求。
最優化工作條件
利用Maple計算軟件，為學習和掌握電源電路中諸如MOSFET這樣的物理現象提供了非常激動人心和有效的工具。根據上述討論，我們可以說，開關頻率、門極驅動、電源輸入電壓以及電路的布局布線等基本選擇極大地影響MOSFET開關器件的損耗以及整體轉換效率。這些選擇必須做到以最小化這些損耗。
參考文獻：
[1] A. Elbanhawy, "Effect of Parasitic Inductance on switching performance" in Proc. PCIM Europe 2003, pp.251-255
[2] A. Elbanhawy, "Effect of Parasitic inductance on switching performance of Synchronous Buck Converter" in Proc. Intel Technology Symposium 2003
[3] A. Elbanhawy, " Mathematical Treatment for HS MOSFET Turn Off" in Proc. PEDS 2003
[4] A. Elbanhawy, "A quantum Leap in Semiconductor packaging" in Proc. PCIM China, pp. 60-64
關于作者：
Alan Elbanhawy是飛兆半導體國際公司先進電源系統中心計算機和電信總監。他擁有電氣工程的學士學位，并在電源設計和研發管理中擁有38年的工程經驗，可以通過Alan.Elbanhawy@fairchildsemi.com與他聯系。
評論