浅谈开关电源MOS管发热的因素

xunavc · 发表于 2019-7-29 16:05:31

　　MOS管是FET的一种，可制造成增强型或耗尽型，有P型或N型，无论是那种，其工作原理本质都是一样的。MOS管种类和作用众多，在电源的使用中主要用到其开关作用。
　　MOS管常加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流，通过加在栅极上的电压控制器件的特性，不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应。在开关电源中常用MOS管的漏极开路电路，漏极原封不动地接负载，叫开路漏极。开路漏极电路中不管负载接多高的电压，都能够接通和关断负载电流，是理想的模拟开关器件。
　　MOS管的工作状态可分为开通过程、导通状态、关断过程和截止状态。损耗可分为开关损耗、导通损耗、截止损耗和雪崩能量损耗。常见的损坏原因有过流、过压和静电等。
　　主要的引起发热因素有四种：
　　1、电路设计问题。如MOS管工作在线性的工作状态，而不是在开关状态。如果NMOS做开关，其G级电压要比电源高几V才能完全导通，而P-MOS则相反。没有完全打开而压降过大造成功率消耗，等效直流阻抗比较大，压降增大，所以U*I也增大，损耗就意味着发热。
　　2、使用频率太高。如过分追求体积，导致频率提高，MOS管上的损耗增大，发热也加大了。
　　3、没有做好足够的散热设计，电流太高，MOS管标称的电流值，一般需要良好的散热才能达到。所以ID小于最大电流，也有可能发热严重，因此需要足够的辅助散热片。
　　4、MOS管的选型不对。如对功率判断有误，MOS管内阻没有充分考虑，导致开关阻抗增大。
　　上面讲了MOS管发热及损坏原因，下面讲下造成开关电源开关管损坏的原因主要有：
　　1、电源输入的交流电压过高或过低造成；
　　2、软启动电路的失效造成；
　　3、开关管集成电路板反峰吸收电路失效造成；4、稳压电路中去耦电容失效造成；5、稳压电路的负反馈开环；
　　6、正反馈过强造成；
　　7、整流二极管损坏造成；
　　8、开关电源变压器损坏造成；
　　9、开关电源整流桥损坏造成；
　　10、开关管发射极限流电阻过小造成；
　　11、开关管性能不良或功率过小造成；
　　12、开关管与散热片之间的绝缘不良造成。
　　MOS管STD85N3LH5 ww.dzsc.com/ic-detail/9_2591.html的参数
　　FET 类型：N 沟道
　　技术：MOSFET（金属氧化物）
　　漏源电压（Vdss）：30V
　　电流 - 连续漏极（Id）（25°C 时）：80A（Tc）驱动电压（最大 Rds On，最小 Rds On）：5V，10V不同 Id 时的 Vgs（th）（最大值）：2.5V @ 250?A不同 Vgs 时的栅极电荷（Qg）（最大值）：14nC @ 5VVgs（最大值）：±22V不同 Vds 时的输入电容（Ciss）（最大值）：1850pF @ 25V功率耗散（最大值）：70W（Tc）不同 Id，Vgs 时的 Rds On（最大值）：5 毫欧 @ 40A，10V工作温度：175°C（TJ）安装类型：表面贴装供应商器件封装：D-Pak
　　封装/外壳：TO-252-3，DPak（2 引线 + 接片），SC-63