Elektro og elektronikk
Kalkulator for MOSFET-tap og gatedrift
Estimer leiings- og svitsjetap for DC eller PWM, gatedriveffekt og ladestraum.
Dine verdiar
Dine resultat
- Estimert transistoreffekt
- —
- Leiingstap
- —
- Estimert svitsjetap
- —
- Gatedriveffekt
- —
- Gjennomsnittleg gatetilførselsstraum
- —
- Estimert ladestraum
- —
—Estimer MOSFET-varme og krav til gatedrift separat
Estimer leiings- og svitsjetap for ein MOSFET som fører konstant straum i på-tilstanden ved DC- eller PWM-drift. Legg til gateladningsdata for å estimere effekt og straum til gatedrifta. Modellen brukar ein motstandsfaktor du oppgjev og ei førsteordens utrekning av overlapp ved hard svitsjing. Han utelèt tap i kroppsdioden, revers gjenoppretting, tap i utgangskapasitansen, parasittiske svingingar og den faktiske straumbølgjeforma i ein induktiv krets.
Steg for steg
- Vel DC eller PWM. Skriv inn svitsja spenning VDS i V, straum i på-tilstanden i A, RDS(on) i mΩ og ein positiv temperaturfaktor for motstanden. Bruk motstand som passar til den faktiske gatespenninga; feltet for gatespenning korrigerer ikkje RDS(on) automatisk.
- For PWM skriv du inn pådel i prosent, frekvens i kHz og stige- og falltider i ns. Skriv inn gateladning Qg i nC, gatedrivspenning VGS i V og ønskt gateladetid i ns. Bruk samsvarande data for komponent og driftsvilkår.
- Samanlikn leiingstap, svitsjetap og summen av desse som effekttapet til transistoren. Undersøk gatedriveffekten og begge straumestimata separat. Bruk den eksisterande lenkja til varmekalkulatoren for å overføre effekttapet til transistoren, og oppgje så termiske motstandar og omgjevnadsvilkår for komponenten og monteringa.
Innstillingar og avgrensingar
- Straum i på-tilstanden og motstandsfaktor
- Leiingstap er straumen i andre potens multiplisert med oppgjeven RDS(on), temperaturfaktor og pådel. Straumen er verdien i på-intervallet, ikkje PWM-gjennomsnittet. Faktoren multipliserer motstanden direkte; kalkulatoren avgjer han ikkje ut frå temperatur og itererer ikkje mellom elektrisk tap og overgangstemperatur.
- Svitsjing og PWM-endepunkt
- For PWM med kontinuerleg svitsjing er overlappstapet om lag halvparten av den svitsja spenninga multiplisert med straumen i på-tilstanden, summen av stige- og falltidene og frekvensen. Stigetida må få plass i på-intervallet og falltida i av-intervallet. DC og endepunkta 0% eller 100% for pådelen har ikkje kontinuerleg svitsjetap i denne modellen.
- Gateeffekt og ladestraum
- Gatedriveffekten er Qg × VGS × frekvens, og gjennomsnittleg straum frå gateforsyninga er Qg × frekvens. Qg delt på ønskt ladetid estimerer gjennomsnittleg straum under lading, ikkje ein garantert toppstraum frå drivaren. Gatedriveffekten vert vist separat og vert ikkje lagd til transistorvarmen som vert overført via lenkja.
Gjennomgått døme
Vel PWM med 12 V, 5 A straum i på-tilstanden, 20 mΩ RDS(on), motstandsfaktor 1.5, 50% pådel og 20 kHz. Bruk 30 ns stige- og falltider, Qg = 25 nC, VGS = 10 V og 100 ns ladetid. Effektiv motstand er 30 mΩ.
| f | D | Pcond | Psw | PFET | Pgate |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 kHz | 50% | 0.375 W | 0.036 W | 0.411 W | 0.005 W |
| 100 kHz | 50% | 0.375 W | 0.18 W | 0.555 W | 0.025 W |
| DC | 100% | 0.75 W | 0 W | 0.75 W | 0 W |
Leiingstapet er 0.375 W og svitsjetapet 0.036 W, som gjev transistorvarme på 0.411 W. Gatedriveffekten er 0.005 W, gjennomsnittleg straum frå gateforsyninga 0.5 mA og ladestraumestimatet 0.25 A. Dersom berre frekvensen vert auka til 100 kHz, stig transistorvarmen til 0.555 W og gatedriveffekten til 0.025 W; leiingstapet er uendra.
Spørsmål og feilsøking
Kan eg bruke gjennomsnittleg belastningsstraum som PWM-strauminngang?
Likninga ventar konstant straum i på-tilstanden og brukar pådelen separat. Dersom du skriv inn straum som er midla over pådelen, vil modellen redusere denne straumen ein gong til og undervurdere leiingstapet. Rippel eller varierande straum krev ei høveleg utrekning basert på RMS-straum eller bølgjeform utanfor dette verktøyet.
Kvifor er gatedriveffekten null ved full pådel?
Modellen handsamar full pådel som kontinuerleg på, utan gjentekne ladesyklusar, og null pådel som kontinuerleg av. Oppstartslading og lekkasje er ikkje tekne med. Kontroll av overgangstider gjeld berre når pådelen ligg strengt mellom dei to endepunkta.
Provar eit lite tapsresultat at ein MOSFET eller drivar er høveleg?
Kontroller spennings- og straumgrenser, trygt arbeidsområde, gatespenningsgrenser, drivarkapasitet og termiske forhold for dei faktiske komponentane. Estimata avheng av oppgjeven motstand, gateladning og svitsjetider; eit lågt modellert tap verifiserer ikkje desse komponentspesifikke grensene.