Vaihtohäviöt MOSFET-pohjaisissa muuntimissa vaikuttavat merkittävästi tehokkuuteen ja lämmönhallintaan. Näiden hävikkien asianmukainen laskeminen ja minimointi ovat välttämättömiä optimaalisen suorituskyvyn kannalta. Tässä artikkelissa on yleiskatsaus menetelmiin, joilla voidaan arvioida ja vähentää sähköelektronisten piirien kytkentähäviöitä.

Lasketaan vaihtohäviöitä

Vaihtohäviöt tapahtuvat siirtymäjaksojen aikana, jolloin MOSFET vaihtaa tilan päälle ja pois. Näihin häviöihin vaikuttavat ensisijassa vuodon lähdejännite, porttivaraus ja kytkentätaajuus. Kytkentähäviön peruskaava (P[w[) on:

]P[w[] = 0,5 × VDS[ × I[]D[[ × (t[]][[] + t[[]off[[]]]) × f[[]]

Jos VDS on poistojännite, ID[ on poistovirta, t[]on[] ja t[] ovat kytkentä- ja sammutusaikoja ja fs[[] on kytkentätaajuus. Näiden parametrien tarkka mittaus tai arviointi mahdollistaa kytkinhäviöiden tarkan laskemisen.

Menetelmät, joilla kytkinhäviöt minimoidaan

Kytkentähäviöiden vähentäminen sisältää useita strategioita, joiden tarkoituksena on optimoida MOSFET-laitteiden kytkentää. Näitä ovat porttiajosignaalien säätö, asianmukaisten laitteiden valinta ja piirisuunnittelun muuttaminen.

Optimoin porttiajon

Porttiajurin käyttäminen asianmukaisella jännitetasolla takaa nopean kytkinsiirtymän, mikä vähentää t[]on[] ja toff[].

Valitaan sopivat MOSPETit

Valitse MOSFET-laitteet, joissa on matala porttivaraus (Qg]) ja nopea kytkentä. Laitteet, joissa on alhainen lähtö kapasitanssi ja optimoidut kynnysjännitteet, vähentävät kytkinhäviöitä.

Lisätekniikat

  • Pehmeävaihtotekniikan, kuten resonantin tai nollajännitekytkimen käyttöönotto.
  • Kytkentätaajuuden vähentäminen mahdollisuuksien mukaan.
  • Käyttämällä snubbers tai snubber piirit rajoittaa jännitepiikit kytkimen aikana.