在高频开关电源设计中,你是否也曾被MOSFET开关损耗问题困扰?是否认为复杂的公式推导才能解决Tr-H的确定难题?但其实,一个“宝藏公式”Tr-H=Qg/Ig就能轻松搞定!
前文[ BUCK功率参数合集(12):MOSFET开关损耗或交叉损耗公式直观理解 ][ BUCK功率参数合集(14):MOSFET开关损耗或交叉损耗公式推导方法1 ][ BUCK功率参数合集(15):MOSFET开关损耗或交叉损耗公式推导方法2 ]使用了不同方法推导了开关损耗表达式(3.354)。
$$ P_{SW-H} = \frac{1}{2} \times V_{IN} \times \left( T_{r-H} + T_{f-H} \right) \times I_{OUT} \times F_{SW} \tag{3.354} $$
其实很简单,根据电流公式I=Q/t可得Tr-H=Qg/Ig,影响交叉时间Tr-H大小的因素有两个,即电荷量Qg和电流Ig。
1、交叉时间Tr-H的重要性
MOSFET开关损耗主要分为开通损耗和关断损耗。Tr-H,即上升时间,是指MOSFET在开通过程中,漏极电流从0开始上升到漏源电压下降到0的时间。Tr-H越长,开通损耗越大,这直接制约着电源在高频应用中的效率和性能。因此,如何缩短Tr-H成为优化设计的关键。
2、交叉时间Tr-H的表达式
图1所示,交叉时间Tr-H由t1和t2两段组成,即 Tr-H = t1 + t2 。那么在确定的驱动电流IG的情况下,交叉时间Tr-H的表达式,如下所示:
$$ T_{r-H} = \frac{Q_{GS2}}{I_{G1(on)}} + \frac{Q_{GD}}{I_{G2(on)}} \tag{1} $$
148