如何判断这个MOS开启过程是否处于安全工作区？

elec32156

如何判断这个MOS开启过程是否处于安全工作区？ [复制链接]

 

我们将mos管作为缓启动应用时，其开关损耗会比较大，有没有什么方法，能快速的评估出MOS管能否承受这样的开关损耗呢？

比如下方这个NMOS管开启的波形。红色是流过MOS管的电流。是要对比安全工作区SOA的图来看吧，但不知道应该怎么看或者计算。

请老师指点一下，感谢。

     

elec32156

顶起来！

@maychang 老师，能请您指导下吗？帮忙给个大致的思考方向，感谢！

伟林电源

你这个问题要分两个方面来考虑，

第一：开通损耗Eon，可以参考下面的方法进行计算得出----------------------------

 

图2. MOSFET结电容等效模型

开通过程中，驱动电压维持高电平Vdr，可以等效为一个直流恒压源。Vdr经过驱动电阻Rg，元件内部Rg(in)，给输入电容Ciss充电。

从t0时刻开始，

 

其中，

 

Vgs(t)上升到t1时刻，达到阈值电压Vgs(th)，MOSFET开始导通，电流开始增加。t2时刻，Vgs(t)上升到米勒平台Vplat，电流达到设置电流Id。其中，米勒平台可以根据以下公式计算出来：

 

电流上升的时间为t2-t1：

 

 

米勒平台区域（t2-t3时刻），Vgs(t)维持在稳定，Vds开始下降，直至达到正常导通电压Vds(on)。此阶段，主要由电容Crss决定。

 

 

由于Crss随着Vds变化，直接取一点的Crss进行计算可能会有较大偏差，此时也可以使用Qgd计算电压下降时间。

 

 

因此，开通损耗Eon为：

 

伟林电源

第二：通过SOA来判断------------------------------

通过你提供的开关波形参数得出：VDS=8V,ID=35A.ton+toff=17ms（大约值）；

 

从上图所示，绿色区域为安全区域；

elec32156

伟林电源 发表于 2024-3-22 11:09 第二：通过SOA来判断------------------------------ 通过你提供的开关波形参数得出：VDS=8V,ID=35A.ton ...

非常感谢！

这里有个地方想确认下，图中你画出的红色线对应的是Vds是0.8V，我仿真波形的Vds是8V，是MOS管缓打开时的波形，ton ≈ 17ms，我重新描了一下图，您看对吗？

   

是不是可以这样理解：

根据波形对应的开启时间ton，在SOA中大致描图而得到该脉冲时间对应的功率大小：P(pulse)，例如图中17ms等功率线对应16W功率，然后计算其能量为W1 = P(pulse)*ton = 16W *17ms = 272mJ.  然后通过与三楼方式计算出的Eon进行对比，若Eon < W1 则认为工作在安全区域，这样理解对吗？

伟林电源

elec32156 发表于 2024-3-22 13:12 非常感谢！ 这里有个地方想确认下，图中你画出的红色线对应的是Vds是0.8V，我仿真波形的Vds是8V，是MO ...

理解是对的。（当然，适当的留有余量也是必要的）