同步升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中MOSFET的選擇策略
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* 較高的電源輸入電壓顯然被轉(zhuǎn)換為來自電源的較低電流及AC-DC轉(zhuǎn)換器的高ζ值(銀盒)。
* 電源輸入電壓越高，意味著在HS MOSFET中的動(dòng)態(tài)損耗也越高。
* 電源輸入電壓越高，意味著在LS MOSFET中因占空周期的增加所造成的傳導(dǎo)損耗就越高。
最優(yōu)化輸入電壓可能由實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)導(dǎo)出。圖8所示為最優(yōu)化輸入電壓在Z軸上的三維表示，它是Y軸上的負(fù)載電流和X軸上的開關(guān)頻率的函數(shù)。電源輸入電壓電平由針對電腦市場的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定。如果你正在設(shè)計(jì)一個(gè)兩級(jí)隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器，在為你的特定的應(yīng)用確定最優(yōu)化中間電壓的過程中，就值得做這種考慮。
圖8：最優(yōu)化的電源輸入電壓。
器件封裝
當(dāng)選擇針對你的應(yīng)用的器件時(shí)，你要控制的其他參數(shù)就是封裝。功率MOSFET可用的最流行封裝分別是SO8、DPAK、D2PAK及其它形式的封裝。封裝參數(shù)中最重要的是：
* 封裝熱阻：這明顯限制了功耗并控制了封裝中的散熱設(shè)計(jì)方案；
* 要盡可能選擇最小的熱阻；
* 封裝寄生電感：由MOSFET提取的封裝寄生電感對開關(guān)速度有極大的影響，并最終影響動(dòng)態(tài)損耗。寄生電感越小，開關(guān)時(shí)間就越短；
*封裝寄生電阻：該參數(shù)通常隱藏在Rdson數(shù)值之中；
對給定應(yīng)用的最佳封裝應(yīng)該具有最低的寄生參數(shù)和熱阻，與此同時(shí)，滿足特定的要求。
最優(yōu)化工作條件
利用Maple計(jì)算軟件，為學(xué)習(xí)和掌握電源電路中諸如MOSFET這樣的物理現(xiàn)象提供了非常激動(dòng)人心和有效的工具。根據(jù)上述討論，我們可以說，開關(guān)頻率、門極驅(qū)動(dòng)、電源輸入電壓以及電路的布局布線等基本選擇極大地影響MOSFET開關(guān)器件的損耗以及整體轉(zhuǎn)換效率。這些選擇必須做到以最小化這些損耗。
參考文獻(xiàn)：
[1] A. Elbanhawy, "Effect of Parasitic Inductance on switching performance" in Proc. PCIM Europe 2003, pp.251-255
[2] A. Elbanhawy, "Effect of Parasitic inductance on switching performance of Synchronous Buck Converter" in Proc. Intel Technology Symposium 2003
[3] A. Elbanhawy, " Mathematical Treatment for HS MOSFET Turn Off" in Proc. PEDS 2003
[4] A. Elbanhawy, "A quantum Leap in Semiconductor packaging" in Proc. PCIM China, pp. 60-64
關(guān)于作者：
Alan Elbanhawy是飛兆半導(dǎo)體國際公司先進(jìn)電源系統(tǒng)中心計(jì)算機(jī)和電信總監(jiān)。他擁有電氣工程的學(xué)士學(xué)位，并在電源設(shè)計(jì)和研發(fā)管理中擁有38年的工程經(jīng)驗(yàn)，可以通過Alan.Elbanhawy@fairchildsemi.com與他聯(lián)系。
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