大功率电源MOS工作温度确定之计算功率耗散.pdf

大功率电源 MOS 工作温度确定之计算功率耗散 在电子电路设计中，散热设计是非常重要的一项指标。但在很多设计环境 下，空间的狭小程度限制了散热功能设计与发挥。在大功率电源 MOSFET 当 中这种情况尤其明显。为了尽量控制热量的产生，就必须对功率电源中 MOSFET 的功率耗散进行精密的计算，本文就将针对功率耗散的问题进行讲解， 对确定工作温度步骤当中的第一步功率耗散进行介绍。 计算功率耗散 以 CPU 内核 20A 的电源设计为例，要确定一个 MOSFET 场效应管是否适于 某一特定应用，需要对其功率耗散进行计算。 耗散主要包括阻抗耗散和开关耗散： PDDEVICETOTAL=PDRESISTIVE+PDSWITCHING 由于 MOSFET 的功率耗散很大程度上取决于其导通电阻 (RDS(ON)) ，计算 RDS(ON) 看似是一个很好的着手之处。但 MOSFET 的导通电阻取决于结温 TJ 。返过来， TJ 又取决于 MOSFET 中的功率放大器耗散和 MOSFET 的热阻。 这样，很难确定空间从何处着手。由于在功率耗散计算中的几个条件相互依赖， 确定其数值时需要迭代过程 ( 图 1) 。 这一过程从首先假设各 MOSFET 的结温开始，同样的过程对于每个 MOSFET 单独进行。 MOSFET 的功率耗散和允许的环境温度都要计算。 当允许的周围温度达到或略高于电源封装内和其供电的电路所期望的最高温 度时结束。使计算的环境温度尽可能高看似很诱人，但这通常不是一个好主意。 这样做将需要更昂贵的 MOSFET 、在 MOSFET 下面更多地使用铜片，或者通 过更大或更快的风扇使空气流动。所有这些都没有任何保证。 在某种意义上，这一方案蒙受了一些回退。毕竟，环境温度决定 MOSFET