淺談開(kāi)關(guān)電源MOS管發(fā)熱的因素

xunavc · 發(fā)表于 2019-7-29 16:05:31

　　MOS管是FET的一種，可制造成增強(qiáng)型或耗盡型，有P型或N型，無(wú)論是那種，其工作原理本質(zhì)都是一樣的。MOS管種類和作用眾多，在電源的使用中主要用到其開(kāi)關(guān)作用。
　　MOS管常加在輸入端柵極的電壓來(lái)控制輸出端漏極的電流，通過(guò)加在柵極上的電壓控制器件的特性，不會(huì)發(fā)生像三極管做開(kāi)關(guān)時(shí)的因基極電流引起的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。在開(kāi)關(guān)電源中常用MOS管的漏極開(kāi)路電路，漏極原封不動(dòng)地接負(fù)載，叫開(kāi)路漏極。開(kāi)路漏極電路中不管負(fù)載接多高的電壓，都能夠接通和關(guān)斷負(fù)載電流，是理想的模擬開(kāi)關(guān)器件。
　　MOS管的工作狀態(tài)可分為開(kāi)通過(guò)程、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)程和截止?fàn)顟B(tài)。損耗可分為開(kāi)關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗、截止損耗和雪崩能量損耗。常見(jiàn)的損壞原因有過(guò)流、過(guò)壓和靜電等。
　　主要的引起發(fā)熱因素有四種：
　　1、電路設(shè)計(jì)問(wèn)題。如MOS管工作在線性的工作狀態(tài)，而不是在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。如果NMOS做開(kāi)關(guān)，其G級(jí)電壓要比電源高幾V才能完全導(dǎo)通，而P-MOS則相反。沒(méi)有完全打開(kāi)而壓降過(guò)大造成功率消耗，等效直流阻抗比較大，壓降增大，所以U*I也增大，損耗就意味著發(fā)熱。
　　2、使用頻率太高。如過(guò)分追求體積，導(dǎo)致頻率提高，MOS管上的損耗增大，發(fā)熱也加大了。
　　3、沒(méi)有做好足夠的散熱設(shè)計(jì)，電流太高，MOS管標(biāo)稱的電流值，一般需要良好的散熱才能達(dá)到。所以ID小于最大電流，也有可能發(fā)熱嚴(yán)重，因此需要足夠的輔助散熱片。
　　4、MOS管的選型不對(duì)。如對(duì)功率判斷有誤，MOS管內(nèi)阻沒(méi)有充分考慮，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)阻抗增大。
　　上面講了MOS管發(fā)熱及損壞原因，下面講下造成開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)管損壞的原因主要有：
　　1、電源輸入的交流電壓過(guò)高或過(guò)低造成；
　　2、軟啟動(dòng)電路的失效造成；
　　3、開(kāi)關(guān)管集成電路板反峰吸收電路失效造成；4、穩(wěn)壓電路中去耦電容失效造成；5、穩(wěn)壓電路的負(fù)反饋開(kāi)環(huán)；
　　6、正反饋過(guò)強(qiáng)造成；
　　7、整流二極管損壞造成；
　　8、開(kāi)關(guān)電源變壓器損壞造成；
　　9、開(kāi)關(guān)電源整流橋損壞造成；
　　10、開(kāi)關(guān)管發(fā)射極限流電阻過(guò)小造成；
　　11、開(kāi)關(guān)管性能不良或功率過(guò)小造成；
　　12、開(kāi)關(guān)管與散熱片之間的絕緣不良造成。
　　MOS管STD85N3LH5 ww.dzsc.com/ic-detail/9_2591.html的參數(shù)
　　FET 類型：N 溝道
　　技術(shù)：MOSFET（金屬氧化物）
　　漏源電壓（Vdss）：30V
　　電流 - 連續(xù)漏極（Id）（25°C 時(shí)）：80A（Tc）驅(qū)動(dòng)電壓（最大 Rds On，最小 Rds On）：5V，10V不同 Id 時(shí)的 Vgs（th）（最大值）：2.5V @ 250?A不同 Vgs 時(shí)的柵極電荷（Qg）（最大值）：14nC @ 5VVgs（最大值）：±22V不同 Vds 時(shí)的輸入電容（Ciss）（最大值）：1850pF @ 25V功率耗散（最大值）：70W（Tc）不同 Id，Vgs 時(shí)的 Rds On（最大值）：5 毫歐 @ 40A，10V工作溫度：175°C（TJ）安裝類型：表面貼裝供應(yīng)商器件封裝：D-Pak
　　封裝/外殼：TO-252-3，DPak（2 引線 + 接片），SC-63