文档介绍：Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8
降压式DCDC转换器的MOSFET选择
降压式DC/DC转换器的MOSFET选择
同步整流降压式DC/DC转换器都采用控制器和外接功率MOSFET的结构。控制器生产商会在数据资料中给出参数齐全的应用电路，但用户的使用条件经常与典型应用电路不同，要根据实际情况改变功率MOSFET的参数。
对功率MOSFET的要求
同步整流降压式DC/DC转换器的输入及输出部分电路如图1所示，它是由带驱动MOSFET的控制器及外接开关管(Q1)及同步整流管(Q2)等组成。目前，Q1和Q2都采用N沟道功率MOSFET，因为它们能满足DC/DC转换器在输入电压、开关频率、输出电流及减少损耗上的要求。
图1 同步整流降压式DC/DC转换器的输入及输出部分电路简图
开关管与同步整流管的工作条件不同，其损耗也不一样。开关管有传导损耗(或称导通损耗)和栅极驱动损耗(或称开关损耗)，而同步整流管只有传导损耗。
传导损耗是由MOSFET的导通电阻RDS(on)造成的，其损耗与i2D、RDS(on)及占空比大小有关，要减少传导损耗需要选用RDS(on)小的功率MOSFET。新型MOSFET的RDS(on)在VGS=10V时约 10mΩ左右，有一些新产品在VGS=10V时可做到RDS(on)约2～3mΩ。
栅极驱动损耗是在开关管导通及关断瞬间，在一定的栅源电压VGS下，对MOSFET的极间电容(如图2所示)进行充电(建立VGS电压，使MOSFET导通)和放电(让VGS=0，使MOSFET关断)造成的损耗。此损耗与MOSFET的输入电容Ciss或反馈电容Crss、栅极驱动电压VGS及开关频率fsw成比例。要减小此损耗，就要选择Ciss或Crss小、阈值电压VGS(th)低的功率MOSFET。
图2 MOSFET的极间电容
同步整流管也是工作在开关状态(其开关频率与开关管相同)，但因同步整流管工作于零电压(VGS≈0V)状态(如图3所示)，其开关损耗可忽略不计。
图3 同步整流管导通时，VDS≈0V
为满足DC/DC转换器的工作安全、可靠及高效率，所选的功率MOSFET要在一定的栅极驱动电压下满足以下的条件：MOSFET的耐压要大于最大的输入电压，即VDSS>Vin(max) ；MOSFET的漏极电流要大于或等于最大输出电流，即ID≥IOUT(max)；选择Ciss或Crss尽量小的开关管，选择RDS(on)尽量小的同步整流管，使MOSFET的损耗最小，并满足其损耗值小于PD(PD为一定条件下的MOSFET允许耗散功率)。另外，还要选择价格适中、封装尺寸小的(如SO-8、DPAK或D2PAK封装)贴片式MOSFET。
MOSFET的VDSS、ID及RDS(on)等参数可直接从MOSFET的样本或数据资料中找到，而其损耗则要在一定条件下经计算才能确定。
MOSFET的损耗计算
DC/DC控制器生产厂家在数据资料中给出开关管及同步整流管的损耗计算公式，其中开关损耗的计算往往是经验公式，因此各DC/DC控制器生产厂家的公式是不相同的，要按该型号资料提供的损耗公式计算，否则会有较大的计算误差。
损耗计算的方法是，根据已知的