小电流MOS管经常会出现发热是什么原因

发布日期:2019-06-28 点击次数:8
       小电流MOS管经常会出现发热是什么原因,首先我们谈一下一个MOS管发展开发的比较好的地方。中国台湾虽然只有2300多万人口,但它的发展水平不低。2018年台湾GDP约为5894亿美元,排名全球前25名,人均也达到2.5万美元左右,是亚洲地区富裕发达的经济体之一。台湾的电子科技产业非常发达,在世界上都有着较大的影响力。2018年台湾有9家企业上榜世界五百强,其中就有5家企业属于电子科技行业,尤其在半导体行业,台湾如今已经成为半导体企业竞争无可比拟的地区了。著名的台积电就是全球最大的晶圆代工厂商,全球有50%以上的芯片代工由它来完成。上世纪60年代,台湾抓住当时国际产业转移以及国际分工变化的机遇,引来自美国、日本等发达国家的资金、技术,重点发展劳动密集型加工产业,经济发展迅速,为台湾工业发展奠定了很好的基础。台湾企业家既保留中国传统文化又具备西方文化国际化视野,台积电张忠谋等等台湾企业家很多都有海外留学的经历,国际业务拓展英语流利,同海外半导体企业技术人员沟通都没有任何语言障碍,容易及时掌握市场信息技术信息。这是国内企业家的弱项,毕竟马云这种语言沟通没障碍的国内企业家还是很少。联电成立后,也吸取了国外的股份制,启用了员工分红政策,这使得台湾将自己培养的人才都留在了台湾,不仅如此分红制度还吸引了越来越多的外来人才,使得台湾半导体业逐渐壮大。经历半个世纪的发展,如今台湾早已成为半导体行业竞争无可比拟的地区了。实际上,不仅在半导体领域,在很多领域台湾都有着不低的水平。
            到了70年代,台湾开始走工业技术的道路,把经济转型到以通讯、信息、半导体、消费电子等高新技术领域上。之后很快有各种工业研究所在台湾成立,而且台湾还派遣了很多学员到美国等地学习先进技术,让它们深造后回来为台湾工业发展做贡献,这其中就有现在台积电的张忠谋等人,由此奠定了很多台湾大企业的基础,形成了完善的工业体系。国民党逃到台湾后的特殊历史背景,台湾与美国、日本等半导体强国的历史交往较为密切。日美企业对台湾华人的技术封锁没有大陆华人严重,不仅接受台湾学员到美国学习半导体最新知识,还接受台湾华人在所有美国半导体企业里面工作研究,从技术优势和市场信息等各方面都为台湾发展半导体产业奠定了一定的基础。 
                                  
          了解一段知识,下面我们开始讲一下使得电路容易发热的几个方面。做电源设计,或者做驱动方面的电路,难免要用到场效应管,也就是人们常说的MOS管。MOS管有很多种类,也有很多作用。做电源或者驱动的使用,当然就是用它的开关作用。接下来我们来了解MOS管发热五大关键技术。台湾和美国无线电公司达成了合作,派遣众多学员到美国学习先进技术。这群人学成归来后,当时的台湾政府还不惜代价从国内清华等高级学府吸引了大量人才,并组建了政府主导的科技园区。不仅如此,在此后的数十年,台湾还不断的往欧美、日本等地输送人才,让他们深造后回到台湾为台湾工业做贡献。所以,台湾对人才的培养政策也奠定了日后台湾半导体的发展。
       电感或者变压器的选择,终于谈到重点了,我还没有入门,只能瞎说点饱和的影响了。很多用户反应,相同的驱动电路,用a生产的电感没有问题,用b生产的电感电流就变小了。遇到这种情况,要看看电感电流波形。有的工程师没有注意到这个现象,直接调节sense电阻或者工作频率达到需要的电流,这样做可能会严重影响LED的使用寿命。所以说,在设计前,合理的计算是必须的,如果理论计算的参数和调试参数差的有点远,要考虑是否降频和变压器是否饱和。变压器饱和时,L会变小,导致传输delay引起的峰值电流增量急剧上升,那么LED的峰值电流也跟着增加。在平均电流不变的前提下,只能看着光衰了
         芯片发热,本次内容主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为2mA,300V的电压加在芯片上面,芯片的功耗为0.6W,当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率MOS管的消耗,简单的计算公式为I=cvf(考虑充电的电阻效益,实际I=2cvf,其中c为功率MOS管的cgs电容,v为功率管导通时的gate电压,所以为了降低芯片的功耗,必须想办法降低c、v和f.如果c、v和f不能改变,那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入额外的功耗。再简单一点,就是考虑更好的散热吧。
       工作频率降频,这个也是用户在调试过程中比较常见的现象,降频主要由两个方面导致。输入电压和负载电压的比例小、系统干扰大。对于前者,注意不要将负载电压设置的太高,虽然负载电压高,效率会高点。对于后者,可以尝试以下几个方面:a、将最小电流设置的再小点;b、布线干净点,特别是sense这个关键路径;c、将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感;d、加RC低通滤波吧,这个影响有点不好,C的一致性不好,偏差有点大,不过对于照明来说应该够了。无论如何降频没有好处,只有坏处,所以一定要解决。
                                               
       功率管发热,功率管的功耗分成两部分,开关损耗和导通损耗。要注意,大多数场合特别是LED市电驱动应用,开关损害要远大于导通损耗。开关损耗与功率管的cgd和cgs以及芯片的驱动能力和工作频率有关,所以要解决功率管的发热可以从以下几个方面解决:A、不能片面根据导通电阻大小来选择MOS功率管,因为内阻越小,cgs和cgd电容越大。如1N60的cgs为250pF左右,2N60的cgs为350pF左右,5N60的cgs为1200pF左右,差别太大了,选择功率管时,够用就可以了。B、剩下的就是频率和芯片驱动能力了,这里只谈频率的影响。频率与导通损耗也成正比,所以功率管发热时,首先要想想是不是频率选择的有点高。想办法降低频率吧!不过要注意,当频率降低时,为了得到相同的负载能力,峰值电流必然要变大或者电感也变大,这都有可能导致电感进入饱和区域。如果电感饱和电流够大,可以考虑将CCM(连续电流模式)改变成DCM(非连续电流模式),这样就需要增加一个负载电容了。
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