MOS管發(fā)熱異?？偨Y 排查原因優(yōu)化設備運行

在電路設計的時(shí)候常常會(huì )發(fā)生MOS管發(fā)熱的情況，而MOS管發(fā)熱說(shuō)明了它正在錯誤運行。為了避免MOS管發(fā)熱危害到整體設備的運行，所以在再次運行之前需要先排查出MOS管發(fā)熱的原因。MOS管發(fā)熱無(wú)非是這幾種情況，本文主要是給大家分享一下MOS管發(fā)熱異常，排查原因來(lái)優(yōu)化設備運行。

（一）電路設計

讓MOS管工作在線(xiàn)性的工作狀態(tài)，而不是在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。如果N-MOS做開(kāi)關(guān)，G級電壓要比電源高幾V，才能完全導通，P-MOS則相反。沒(méi)有完全打開(kāi)而壓降過(guò)大造成功率消耗，等效直流阻抗比較大，壓降增大，所以U*I也增大，損耗就意味著(zhù)發(fā)熱。

（二）工作頻率

這是在調試過(guò)程中比較常見(jiàn)的現象，降頻主要由兩個(gè)方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統干擾大。對于前者，注意不要將負載電壓設置的太高，雖然負載電壓高，效率會(huì )高點(diǎn)。對于后者，可以嘗試以下幾個(gè)方面：

1、將最小電流設置的再小點(diǎn)

2、布線(xiàn)干凈點(diǎn)，特別是sense這個(gè)關(guān)鍵路徑

3、將電感選擇的小點(diǎn)或者選用閉合磁路的電感

4、加RC低通濾波吧，這個(gè)影響有點(diǎn)不好，C的一致性不好，偏差有點(diǎn)大，不過(guò)對于照明來(lái)說(shuō)應該夠了。無(wú)論如何降頻沒(méi)有好處，只有壞處，所以一定要解決。

有些時(shí)候，MOS管頻率太高，主要是有時(shí)過(guò)分追求體積，導致頻率提高，MOS管上的損耗增大了，所以發(fā)熱也加大。

三、散熱設計

電路板沒(méi)有做好足夠的散熱設計，電流太高，MOS管標稱(chēng)的電流值，一般需要良好的散熱才能達到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴重，需要足夠的輔助散熱片。

MOS管發(fā)熱異?？偨Y

總結一：MOS管發(fā)熱原因小結

1、電路設計的問(wèn)題，就是讓MOS管工作在線(xiàn)性的工作狀態(tài)，而不是在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這也是導致MOS管發(fā)熱的一個(gè)原因。如果N-MOS做開(kāi)關(guān)，G級電壓要比電源高幾V，才能完全導通，P-MOS則相反。沒(méi)有完全打開(kāi)而壓降過(guò)大造成功率消耗，等效直流阻抗比較大，壓降增大，所以U*I也增大，損耗就意味著(zhù)發(fā)熱。這是設計電路的最忌諱的錯誤。

2、頻率太高，主要是有時(shí)過(guò)分追求體積，導致頻率提高，MOS管上的損耗增大了，所以發(fā)熱也加大了。

3、沒(méi)有做好足夠的散熱設計，電流太高，MOS管標稱(chēng)的電流值，一般需要良好的散熱才能達到。所以ID小于最大電流，也可能發(fā)熱嚴重，需要足夠的輔助散熱片。

4、MOS管的選型有誤，對功率判斷有誤，MOS管內阻沒(méi)有充分考慮，導致開(kāi)關(guān)阻抗增大。

總結二：MOS管工作狀態(tài)分析

MOS管工作狀態(tài)有四種，開(kāi)通過(guò)程、導通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)程，截止狀態(tài)；

MOS管主要損耗：開(kāi)關(guān)損耗，導通損耗，截止損耗，還有雪崩能量損耗，開(kāi)關(guān)損耗往往大于后者；

MOS管主要損壞原因：過(guò)流（持續大電流或瞬間超大電流），過(guò)壓（D-S，G-S被擊穿），靜電（個(gè)人認為可屬于過(guò)壓）；

總結三：MOS管工作過(guò)程分析

MOS管工作過(guò)程非常復雜，里面變量很多，總之開(kāi)關(guān)慢不容易導致米勒震蕩（介紹米勒電容，米勒效應等，很詳細），但開(kāi)關(guān)損耗會(huì )加大，發(fā)熱大；開(kāi)關(guān)的速度快，損耗會(huì )減低，但是米勒震蕩很厲害，反而會(huì )使損耗增加。驅動(dòng)電路布線(xiàn)和主回路布線(xiàn)要求很高，最終就是尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，一般開(kāi)通過(guò)程不超過(guò)1us；

總結四：MOS管的重要參數及選型

Qgs：柵極從0V充電到對應電流米勒平臺時(shí)總充入電荷，這個(gè)時(shí)候給Cgs充電（相當于Ciss，輸入電容）；

Qgd：整個(gè)米勒平臺的總充電電荷（不一定比Qgs大，僅指米勒平臺）；

Qg：總的充電電荷，包含Qgs，Qgd，以及之外的其它；

上述三個(gè)參數的單位是nc（納庫），一般為幾nc到幾十nc；

Rds（on）：導通內阻，這個(gè)耐壓一定情況下，越小損耗；

總的選型規則：Qgs、Qgd、Qg較小，Rds（on）也較小的管。

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