【導讀】本文將介紹根據在上一篇文章中測得的開(kāi)關(guān)波形，使用線(xiàn)性近似法來(lái)計算功率損耗的方法。
本文的關(guān)鍵要點(diǎn)
?可以在線(xiàn)性近似有效范圍內對所測得的波形進(jìn)行分割，并使用示例公式進(jìn)行損耗的近似計算。
?MOSFET開(kāi)關(guān)工作時(shí)的總功率損耗是開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗之和。
本文將介紹根據在上一篇文章中測得的開(kāi)關(guān)波形，使用線(xiàn)性近似法來(lái)計算功率損耗的方法。
開(kāi)關(guān)波形的測量方法
通過(guò)波形的線(xiàn)性近似分割來(lái)計算損耗的方法
根據測得波形計算功率損耗示例
各種波形的開(kāi)關(guān)損耗計算示例
各種波形的導通損耗計算示例
SiC MOSFET通過(guò)波形的線(xiàn)性近似分割來(lái)計算損耗的方法
通過(guò)在線(xiàn)性近似有效范圍內對所測得的波形進(jìn)行分割，可以計算出功率損耗。
導通和關(guān)斷區間的開(kāi)關(guān)損耗
首先，計算開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間內消耗的功率損耗Pton和Ptoff。波形使用圖1中的示例波形。功率損耗使用表1中的近似公式來(lái)計算。由于計算公式會(huì )因波形的形狀而有所不同，因此請選擇接近測得波形的近似公式。
在圖1的波形示例中，開(kāi)通時(shí)的波形被分割為兩部分，前半部分（ton1）使用表1中的例2。另外，使用公式ID1?0作為條件。后半部分（ton2）使用例3中的公式VDS2?0。
在圖1中，會(huì )因MOSFET的導通電阻和ID而產(chǎn)生電壓VDS2(on)，但如果該電壓遠低于VDS的High電壓，就可以視其為零。
圖1. 開(kāi)關(guān)損耗波形示例
綜上所述，可以使用下面的公式（1）來(lái)近似計算開(kāi)通時(shí)的功率損耗。
同樣，將關(guān)斷時(shí)的波形也分為兩部分，前半部分（toff1）使用表1的例1中的公式VDS1?0，后半部分使用（toff2）例8中的公式ID2?0。在圖1中，由于前述的原因，會(huì )產(chǎn)生電壓VDS1(off)，但如果該電壓遠低于VDS的High電壓，則將其按“零”處理。這樣，就可以使用下面的公式（2）來(lái)近似計算關(guān)斷時(shí)的功率損耗。
導通期間的功率損耗
接下來(lái)，我們來(lái)計算導通期間消耗的功率損耗。圖2是用來(lái)計算導通損耗的波形示例。由于在TON區間MOSFET是導通的，因此VDS是MOSFET導通電阻和ID的乘積。有關(guān)導通電阻的值，請參閱技術(shù)規格書(shū)。需要從表2中選擇接近該波形形狀的例子并使用其近似公式來(lái)計算功率損耗。
圖2. 導通損耗波形示例
在本示例中，我們使用表2中的例1。MOSFET導通期間的導通損耗可以用下面的公式（3）來(lái)計算。
MOSFET關(guān)斷時(shí)的功率損耗在圖2中位于TOFF區間，由于MOSFET關(guān)斷時(shí)的ID足夠小，因此將功率損耗視為零。
總損耗
如公式（4）所示，MOSFET開(kāi)關(guān)工作時(shí)的總功率損耗為此前計算出的開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗之和。
需要注意的是，表1和表2中的每個(gè)例子都有“參見(jiàn)附錄”的注釋?zhuān)诟戒浿杏忻總€(gè)例子的詳細計算示例。各計算示例將會(huì )在后續的“各種波形的開(kāi)關(guān)損耗計算示例”和“各種波形的導通損耗計算示例”中出現。
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