MOS管驱动电路功率损耗的计算方法

一.前言

当我们在设计任意一个开关电路的时候，功耗都是一个重要的考量，对于MOS管驱动电路而言更是如此，在一些大电流的MOS管应用电路中，功耗越大，意味着发热越多，器件温升就越高，这对于电路的稳定工作而言是个威胁，今天我们就来讲一下MOS管驱动电路功率损耗的计算方法，主要包含三部分，一部分是MOS导通电阻造成的功率损耗（传导损耗），另外一部分是MOS在ON和OFF时产生的开关损耗，还有就是驱动器产生的损耗。

二.功率损耗计算

1.传导损耗

所有的MOS管导通后都存在导通内阻，当电流流过之后就会产生功率损耗，一般用RDS(ON)来表示，传导损耗一般来说和MOS的大小成反比，体积越大，其导通电阻一般能做的更小。传导损耗的计算如下，简单来说就是流经MOS管的电流与MOS管DS之间的压降的乘积。

需要注意的一点是RDS(ON)的值会受温度影响，温度越高，其值越大，所以我们在评估传导损耗时，还需要把温度考虑在内；

2.栅极充电损耗

每当MOS开通或者关闭时，其栅源米勒寄生电容就会发生充放电，所以开关损耗和开关频率以及寄生电容的大小有关，一般来说寄生电容和MOS大小成正比，体积越大，其寄生电容一般越大，所以虽然传导损耗低了，但是开关损耗却高了。栅极充电损耗的计算等于栅极驱动电压乘以栅极驱动电流，由于栅极驱动是开关模式，我们已知了栅极寄生电荷，根据Q=I*t=I/f，可以反向计算出栅极驱动的平均电流，从而计算出栅极充电的功率损耗。

3.开关损耗

由于MOS管开通或者关断时，其电压并不会立马升高到电源电压或者降低到0V，存在一定的斜率，因此在这个过程中会存在开关损耗，其计算方法如下，其中Vin表示输入电压，Io表示输出电流，tr表示MOS管开通时，输出电压从0V升高至电源电压的时间，tf表示MOS管关断时，输出电压从电源电压降低至0V的时间，fsw表示开关的频率。

三.汇总

今天我们主要讲了MOS工作时的损耗计算，有了损耗，再结合规格书中MOS管的热阻，我们就能计算出MOS管的温升，从而为MOS管选型提供理论计算支持。

审核编辑：汤梓红