MOS管发热的处理方法

MOS管发热的处理方法

先从理论上分析MOS管选型是否合理，从MOS管的规格书上获取MOS管的参数，包括导通电阻、g、s极的导通电压等。

在确保实际驱动电压大于导通电压的前提下，如果负载电流为I，那么MOS管在导通状态下消耗的功率为I*I*RDS（on）。比如MOS管的导通电阻是100毫欧，负载电流为10A，则MOS管消耗的功率高达10W。

一般的TO220封装的器件，耗散功率为0.5W，温升都可能达到50度，高达几瓦的耗散功率的选型是不合理的。

1A以内的负载电流选择导通电阻几百毫欧的MOS管，1A-5A的选择导通电阻几十毫欧的MOS管，5A以上选择导通电阻为几毫欧的MOS管。

注意，如果MOS管开关频繁，比如通过PWM信号控制MOS管的开关，应根据PWM的频率控制GS极驱动信号开关瞬间的上升下降时间，G极的限流电阻不能太大，GS极之间不能并电容，同时需要用推挽输出的信号控制MOS管的通断。

从MOS管的规格书中，可以得到G、S之间寄生电容及导通电阻，以经常使用的NCV8401为例，其寄生电容为，导通电阻为30mΩ，C1大概为100pF左右。

如果选择1kΩ的驱动电阻，R2，C1的时间常数为100ns，假设开关电源的频率为1MHz，那么DS极间的电压和流过DS的电流的曲线如下：

假设MOS关断时，DS极之间的电压为311V，导通时流过DS极的电流为1A。那么，在一个周期1us内，上升和下降沿消耗的能量之和约为1A*311V*100ns*2 （完全关闭或打开以2倍时间常数计），平均消耗的功率为62.2W。

在完全导通的时间内消耗的能量为1A*30 mΩ*1A*（1us-400ns），平均消耗的功率为18mW。可见，开关过程消耗的功率远大于完全导通时消耗的功率。

所以，应减少驱动电阻，当把驱动电阻减小到100Ω时，上升、下降时间相应减少到原来的1/10左右，功耗大概会降到6W。