发 帖  
原厂入驻New
[文章]

从无到有,彻底搞懂MOSFET讲解(十一)

2021-7-22 10:57:24  1083 硬件 MOSFET
分享
4
作者:鲁肃老师(张飞实战电子高级工程师)
这种单桥臂载波的管子,哪个管子发热会大呢?
图片1.jpg

MOS管的四大损耗:开通损耗,关断损耗,导通损耗,续流损耗
上桥臂载波情况下:
微信图片_20210722104125.png
微信图片_20210722104202.png
一个周期内,载波的管子,在ON期间有损耗,OFF期间可以休息;恒通的管子在全周期内都有损耗;续流的管子在ON期间休息,OFF期间有损耗。
如果负载电流实在是太大,比如100A,那么管子的续流相当大,开关损耗和导通损耗也大。那就要加散热片,即使加散热片,也要看管子的制作工艺,是塑封还是金封。发热源是晶圆,传到散热片上面肯定是有热阻的,那么如果电流太大,发热很大,温度就来不及传到散热片上,那么MOS管依旧会坏掉。这个时候,我们要尽快把热源全部传出来,可以分散热源。比如采用并联MOSFET的方式,那么这种方式有两个好处,首先管子价格便宜了,热阻也没那么大了。其实由于MOSFET是压控型的,所以可以并联,只要控制GS电压接到同一个驱动极,所以电压是一致的。

怎么解决续流损耗的问题呢?即使2个并联,承担的续流损耗也是很大的。
图片2.jpg
M1载波,M2恒通,M4续流时,它们的发热是不一样的。可能M4发热最大,M1次之,M2发热最小。能不能在同一个周期内,让它们之间的热源再重新分配呢?
思路:让热源进行分配,大家一起来承担。
分时载波,一会儿上管载波,一会儿下管载波,这样就把热源分散了。
总结:
1、并联MOS管。——增加硬件成本,软件不需要改动。
2、分时载波。   ——硬件不变,软件改动,降低硬件成本。

在大电流情况下,二极管发热是最严重的。而且它的散热只能通
MOSFET内部散热,那么能不能把体二极管拿到外面来呢?对于一个器件而言,它的功率受内部晶圆影响,也受封装影响,体积越大,散热越好。封装对应着一个温升的参数:器件每增加一瓦,对应的温升。相同的功率损耗,体积越小,则温升越大。

如何把体二极管拿到外面来呢?让MOSFET体二极管失效,在外面增加一个大封装的二极管,这样就分散了发热源。
图片3.jpg

对于上面这幅图,怎么解决M4的续流问题呢?如何让M4的体二极管不通。
微信图片_20210722104400.png
那么左边的二极管放在上边好,还是放在下边好呢?肯定是放在上边好,如果放在下边,会影响GS电压,同时,二极管的结电容效应会引起GS之间的震荡。毕竟下面是控制极,还是希望控制极相对干净一点。一旦控制极受到干扰,就会影响漏极。
根据之前的分析,当上管载波时,下管才会有续流,所以,只要在三个下管各加2个二极管即可,这样就解决了下管发热的问题。那么有时候大家看到有个电机控制9个管子,这是因为下面的三个MOSFET又各自并联了一个管子。
总结:
1、上桥载波,在三个下管分别各并联一个MOSFET,功率降额使用
2、上桥载波,在三个下管采用两个三极管方案失效体二极管,续流损耗拿到外面来,给MOSFET降低损耗负担。
3、通过软件的办法,实现上下桥分时载波。

在单桥臂载波的时候,更多的时候采用上桥载波。主要考虑的是上管自举电容充电的问题。
篇幅长,完整内容见附件:
MOSFET讲解.pdf (663 KB, 下载次数: 49 )

本帖被以下淘专辑推荐:

王栋春 2021-7-22 12:55:29
复习一下
回复

举报

小七小七 2021-7-24 14:50:33
谢谢分享谢谢分享谢谢分享
回复

举报

评论

高级模式
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。 侵权投诉
发文章
关闭

站长推荐 上一条 /9 下一条

快速回复 返回顶部 返回列表