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  • MOSFEET参数分析之Eoss

             最近分析了Mosfet的寄生参数,其中Eoss是一个非常重要的参数。

    1、Eoss参数的重要性

             对于硬开关变换电路来说,MOSFET开通之前,Coss需要释放能量,这部分能量就构成一部分导通损耗。

             对于软开关变换电路来说,MOSFET开通之前,电流可以为,也可以流过反向二极管续流。实现了软开关减小了导通损耗。

            因此,Eoss在于硬开关电路里面是非常重要的。对于软开关电路来说,Eoss并不会太影响效率。

     2、Eoss参数的来源

                2.1 Coss的来源

                        Coss为MOSFET的寄生电容,Coss = Cgd + Cds,

                        对于MOSFET来说,当Vds是变化的时候,Coss也是变化的。下图为英飞凌IPW60R099C7的结电容与Vds电压的关系。

                       

                   由此可见,Vds电压越大,结电容越小。

                2.2 Qoss的来源

                       上节描述了Coss的来源,Coss上的电荷就是Qoss。由于Coss的非线性,导致Qoss为:

                       以图形表示为:

                2.3 Eoss的推导

                        Coss放电产生的损耗和容值、频率成正比,和电压的平方成正比。

                        在功率MOSFET的数据表中,Coss对应产生的功耗就是Eoss。

                        Eoss为参数Coss储存的能量,

                        但是,由于Coss不是一个常量。因此,不能用Qoss与Vds的函数曲线,对Qoss进行积分。

                2.4 Eoss 的获取方式

                        2.4.1 数据手册直接获取

                                  对于低压MOSFET,Vds很小,导致Eoss值很小。可能数据手册里面忽略不计了。

                                  对于中压MOSFET,Vds也是中压,一般数据手册里面给了Eoss与Vds的函数曲线。

                                  下图为IPW60R099C7的Eoss与Vds的函数关系。

                        2.4.2 微分法计算:

                                 Vds电压从0开始,使用小的电压增幅间隔,在不同的电压下可以得到相应的电容值。当电压从Vds(n)增加到Vds(n+1)时,增加的Qoss可以由下式计算:

                              Vds电压,需要从0以很小的步长慢慢增加到最大值。一点一点地拟合出2.4.1的图形,这个还是交给器件厂商来做吧。

     3、参考文献

     [1] 理解功率MOSFET的Coss产生损耗 http://www.51hei.com/bbs/dpj-79967-1.html

     [2] 电容器的能量https://wenku.baidu.com/view/3a6b2a3fbf1e650e52ea551810a6f524ccbfcbb9.html

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