BUCK功率参数合集(9)：MOSFET导通损耗计算实例解析付费

此文将深度解析BUCK 电路 MOSFET 导通损耗那些事儿，以及同步降压芯片内部低边 MOSFET 导通电阻设计背后的门道。

1、计算实例：同步降压电路 MOSFET 导通损耗

(1) 电路参数介绍

输入电压为12V，输出电压为5V，负载电流为3.0A，开关频率为1.0MHz，功率电感值3.3uH，高边MOSFET的导通电阻100mΩ，低边MOSFET的导通电阻70mΩ。这些参数就像是电路的 “骨架”，后续的计算分析都围绕它们展开。

(2) 占空比计算

参考《开关电源宝典·降压电路(BUCK)的原理与应用》“3.1.7 降压电路的CCM/DCM占空比”章节，“不考虑功率损耗”或“假设转换效率是100%”的情况下，非同步和同步降压电路的占空比：

$$ D = \frac{V_{OUT}}{V_{IN}} \tag{3.61} $$

其中，V_OUT 是输出电压，V_IN 是输入电压。

根据公式(3.61)，该电路的占空比约为5V/12V = 0.4167，也就是说高边MOSFET导通时间占整个开关周期的比例约为41.67%，而低边MOSFET导通时间占整个开关周期的比例约为1 - 41.67% = 58.33%。

这个比例关系，是后续计算各 MOSFET 导通损耗的关键基础。我们可以把占空比理解成 “时间分配器”，根据输入输出电压关系给高、低边 MOSFET 分配工作时间。

(3) 纹波电流计算

参考《开关电源宝典·降压电路(BUCK)的原理与应用》“3.3.3 电感的纹波电流”章节，BUCK电路纹波电流实际值：

$$ \Delta I_L = \frac{V_{IN} - V_{OUT}}{L_2 \times F_{SW}} \times \frac{V_{OUT}}{V_{IN}} \tag{3.213} $$