上一篇文章介紹了輸入電壓升高時(shí)損耗增加的部分、注意事項(xiàng)及相應(yīng)的對策。本文將介紹在探討輸出電流較大的應(yīng)用時(shí)應(yīng)該注意的兩個(gè)事項(xiàng)之一。

探討高輸出電流應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)其1

在此前使用的條件中，設(shè)想輸出電流的范圍為1A～5A。

隨著輸出電流增加而增加的損耗有低邊／高邊MOSFET的導(dǎo)通電阻損耗、開關(guān)損耗、死區(qū)時(shí)間損耗以及電感的DCR損耗。

下面是“損耗因素”中列出的各損耗公式。

＜隨著輸出電流 的增加而增加的損耗因素＞

?高邊側(cè)的MOSFET導(dǎo)通電阻 帶來的傳導(dǎo)損耗

?低邊側(cè)的MOSFET導(dǎo)通電阻 帶來的傳導(dǎo)損耗

?開關(guān)損耗

?死區(qū)時(shí)間損耗

?電感（線圈）的DCR 帶來的導(dǎo)通損耗

從公式中可以看出，MOSFET的導(dǎo)通電阻和電感的DCR損耗尤為增加。由于Io為二次方，因此1A時(shí)為1，但5A時(shí)變?yōu)?5，與其他損耗相比，其系數(shù)變?yōu)?倍。下面是當(dāng)Io從1A變?yōu)?A時(shí)的各損耗示意圖。

考慮因素及對策

MOSFET的導(dǎo)通電阻帶來的傳導(dǎo)損耗是損耗增加的主要因素，因此在開關(guān)MOSFET外置的控制器IC配置的情況下，應(yīng)選擇導(dǎo)通電阻低的MOSFET。如果是MOSFET內(nèi)置型IC，則基于同樣的觀點(diǎn)，應(yīng)選擇內(nèi)置MOSFET的導(dǎo)通電阻小的IC，但由于沒有單獨(dú)選擇MOSFET的選項(xiàng)，因此需要對比整體的損耗進(jìn)行選擇。

電感的DCR損耗也很大，因此需要選擇DCR小的電感。在IC組成的電源電路中，一般情況下電感為外置，因此與MOSFET外置型和內(nèi)置型的思路相同。

關(guān)于開關(guān)損耗，選擇tRISE和tFALL較快、即MOSFET的開關(guān)速度快的產(chǎn)品可抑制開關(guān)損耗。基本上需要選擇Qg低的MOSFET。另外，控制器IC的柵極驅(qū)動(dòng)能力高也可有效抑制損耗，但本次使用IC本身的條件。有的MOSFET內(nèi)置型IC是以高速開關(guān)為特點(diǎn)的。

此次的條件設(shè)置中，是以不改變開關(guān)頻率為前提的，不過也有通過降低開關(guān)頻率來降低損耗的手法。但是，這與電感的大小之間存在矛盾平衡關(guān)系。這在“探討通過提高開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)小型化時(shí)的注意事項(xiàng)”中有介紹，請參閱。

死區(qū)時(shí)間損耗是死區(qū)時(shí)間中因低邊MOSFET的體二極管的正向電壓VF和Io而產(chǎn)生的損耗，因此理論上應(yīng)該使用縮短死區(qū)時(shí)間、體二極管的VF小的MOSFET。然而，在大多數(shù)情況下，死區(qū)時(shí)間是按控制器IC優(yōu)化的值設(shè)置的，是無法調(diào)整的，而且根據(jù)死區(qū)時(shí)間來選擇控制IC的做法也不太現(xiàn)實(shí)。此外，對于MOSFET也是一樣，尋找體二極管的VF小的產(chǎn)品也并不現(xiàn)實(shí)。如果無法容忍死區(qū)時(shí)間損耗，可以通過在低邊MOSFET的漏極－源極間增加VF小的二極管（如肖特基二極管）來降低VF。另外，雖然這種方法與本次的條件不符，但還可以通過降低開關(guān)頻率的方法來處理。

最終需要使用導(dǎo)通電阻低的MOSFET，提高開關(guān)速度，并選用DCR低的電感。但是，關(guān)于MOSFET的選型還有一些需要探討的事項(xiàng)，相關(guān)內(nèi)容將在“其2”中進(jìn)行說明。

審核編輯：湯梓紅