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分析mos管发烫原因

发表时间:2022-08-10
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在做电源设计或者驱动电路的时候,难免要用到场效应管,也就是我们常说的MOS管。MOS管有很多种类,也有很多作用,在作为电源或者驱动使用的情况下,发挥的当然是用它的开关作用。但在半导体电子应用过程中,MOS管经常会出现发烫严重的现象,那么是什么原因导致MOS管发烫呢?

在开关电源应用方面,这种应用需要MOS管定期导通和关断。比如,DC-DC电源中常用的基本降压转换器依赖两个MOS管来执行开关功能,这些开关交替在电感里存储能量,然后把能量释放给负载。我们常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率,因为频率越高,磁性元件可以更小更轻。在正常工作期间,MOS管只相当于一个导体。因此,我们电路或者电源设计人员最关心的是MOS的最小传导损耗。

我们经常看MOS管的PDF参数,MOS管制造商采用RDS(ON)参数来定义导通阻抗,对开关应用来说,RDS(ON)也是最重要的器件特性。数据手册定义RDS(ON)与栅极(或驱动)电压 VGS 以及流经开关的电流有关,但对于充分的栅极驱动,RDS(ON)是一个相对静态参数。一直处于导通的MOS管才很容易发烫。另外,慢慢升高的结温也会导致RDS(ON)的增加。

MOS管数据手册规定了热阻抗参数,其定义为MOS管封装的半导体结散热能力。因此发烫的情况主要分为一下几种:

1.电路设计的问题 就是让MOS管工作在线性的工作状态,而不是在开关状态。这也是导致MOS管发烫的一个原因。如果N-MOS做开关,G级电压要比电源高几V,才能完全导通,P-MOS则相反。没有完全打开而压降过大造成功率消耗,等效直流阻抗比较大,压降增大,损耗就意味着发烫。这是设计电路的最忌讳的错误。

2.没有做好足够的散热设计,电流太高,MOS管标称的电流值,一般需要良好的散热才能达到。所以ID小于最大电流,也可能发烫严重,需要足够的辅助散热片。

3.频率太高 主要是有时过分追求体积,导致频率提高,MOS管上的损耗增大了,所以发热的值也加大了。

4.MOS管的选型有误,对功率判断有误,MOS管内阻没有充分考虑,导致开关阻抗增大。

这是关于MOS管发烫问题的简单总结。也是做开关电源或者MOS管开关驱动的工作者需要烂熟于心的知识。