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。

                   MOSFEET参数分析之Eoss

 

               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:

MOSFEET参数分析之Eoss

                   以图形表示为:

MOSFEET参数分析之Eoss

            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。

MOSFEET参数分析之Eoss

 

 

                    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:

MOSFEET参数分析之Eoss

 

                          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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