MOSEFT分析：理解功率MOSFET的開關損耗

實際過程中，由于Coss影響，大部分電流從MOSFET中流過，流過Coss的非常小，甚至可以忽略不計，因此Coss的充電速度非常慢，電流VDS上升的速率也非常慢。也可以這樣理解：正是因為Coss的存在，在關斷的過程中，由于電容電壓不能突變，因此VDS的電壓一直維持在較低的電壓，可以認為是ZVS，即0電壓關斷，功率損耗很小。

同樣的，在開通的過程中，由于Coss的存在，電容電壓不能突變，因此VDS的電壓一直維持在較高的電壓，實際的功率損耗很大。

在理想狀態的工程簡化方式下，開通損耗和關斷損耗基本相同，見圖1中的陰影部分。而實際的狀態下，關斷損耗很小而開通損耗很大，見圖3中的陰影部分。

從上面的分析可以看出：在實際的狀態下，Coss將絕大部分的關斷損耗轉移到開通損耗中，但是總的開關功率損耗基本相同。圖4波形可以看到，關斷時，VDS的電壓在米勒平臺起始時，電壓上升速度非常慢，在米勒平臺快結束時開始快速上升。

圖4 非連續模式開關過程中波形

Coss越大或在DS極額外的并聯更大的電容，關斷時MOSFET越接近理想的ZVS，關斷功率損耗越小，那么更多能量通過Coss轉移到開通損耗中。為了使MOSFET整個開關周期都工作于ZVS，必須利用外部的條件和電路特性，實現其在開通過程的ZVS。如同步BUCK電路下側續流管，由于其寄生的二極管或并聯的肖特基二極管先導通，然后續流的同步MOSFET才導通，因此同步MOSFET是0電壓導通ZVS，而其關斷是自然的0電壓關斷ZVS，因此同步MOSFET在整個開關周期是0電壓的開關ZVS，開關損耗非常小，幾乎可以忽略不計，所以同步MOSFET只有RDS(ON)所產生的導通損耗，選取時只需要考慮RDS（ON）而不需要考慮Crss的值。

注意到圖1是基于連續電流模式下所得到的波形，對于非連續模式，由于開通前的電流為0，所以，除了Coss放電產生的功耗外，沒有開關的損耗，即非連續模式下開通損耗為0。但在實際的檢測中，非連續模式下仍然可以看到VGS有米勒平臺，這主要是由于Coss的放電電流產生的。Coss放電快，持續的時間短，這樣電流迅速降低，由于VGS和ID的受轉移特性的約束，所以當電流突然降低時，VGS也會降低，VGS波形前沿的米勒平臺處產生一個下降的凹坑，并伴隨著振蕩。