Потери при коммутации в преобразователях на основе MOSFET существенно влияют на эффективность и управление температурой. Правильный расчет и минимизация этих потерь имеют важное значение для оптимальной производительности. В этой статье представлен обзор методов оценки и снижения потерь при коммутации в силовых электронных схемах.

Расчет потерь при переключении

Потери переключения происходят в переходные периоды, когда переключатели MOSFET находятся между состояниями включения и выключения. Основными факторами, влияющими на эти потери, являются напряжение дренажного источника, заряд затвора и частота переключения. Основной формулой для потери переключения (P]sw) является:

Psw = 0,5 × VDS × ID ×off × fs

Если VDS является напряжением дренажного источника, ID является током дренажа, t на и toff являются временем включения и выключения, а fs является частотой переключения.Точное измерение или оценка этих параметров позволяет точно рассчитать потери переключения.

Методы минимизации потерь при переключении

Снижение потерь коммутации включает в себя несколько стратегий, направленных на оптимизацию коммутационного поведения MOSFETs. К ним относятся настройка сигналов привода затвора, выбор соответствующих устройств и модификации конструкции схемы.

Оптимизация Gate Drive

Использование драйвера затвора с соответствующими уровнями напряжения обеспечивает быстрые переходы переключения, уменьшая t на и t выключено.Правильное сопротивление затвора также может управлять скоростью переключения для балансировки потерь и электромагнитных помех.

Выбираем подходящие мозоли

Выберите МОП с низким зарядом затвора (Q]g) и возможностями быстрого переключения.Устройства с низкой выходной емкостью и оптимизированными пороговыми напряжениями способствуют снижению потерь переключения.

Дополнительные техники

  • Реализация методов мягкого переключения, таких как резонансное или нулевое напряжение переключения.
  • Уменьшение частоты переключения, где это возможно.
  • Использование снубберов или схем снубберов для ограничения пиков напряжения во время переключения.