揭秘高效电源如何选择合适的MOS管

　　在当今的开关电源设备中，MOS管的特性、寄生参数和散热条件都会对MOS管的工作性能产生重大影响。因此深入了解功率MOS管的工作原理和关键参数对电源设计工程师至关重要。

　　目前，影响开关电源电源效率最大的两个损耗因素是：导通损耗和开关损耗，以下分别对这两种损耗做具体分析。

　　导通损耗

　　导通损耗具体来讲是由MOS管的导通阻抗Rds产生的，Rds与栅极驱动电压Vgs和流经MOS管的电流有关。如果想要设计出效率更高、体积更小的电源，必须充分降低导通阻抗。如图1所示是导通阻抗Rds、Vgs和Id的曲线图：

　　图1：导通阻抗Rds与Vgs和Id的曲线图

　　开关损耗

　　栅极电荷Qg是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷是MOS管门极充放电所需的能量，相同电流、电压规格的MOSFET，具有比较大的栅极电荷意味着在MOS开关过程中会损耗更多的能量。所以，为了尽可能降低MOS管的开关损耗，工程师在电源设计过程中需要选择同等规格下Qg更低的MOS管作为主功率开关管。如图2所示是栅极电荷Qg与Vgs的曲线图：

　　图2：栅极电荷Qg与Vgs的曲线图

　　MOS管选型

　　针对开关电源的应用，美国中央半导体（Central Semi）推出了一系列低Rds和Qg的功率MOSFET。代表型号为CDM2205-800FP，该MOS管具有以下性能优势：

　　• 最大耐压为800V

　　• 最大连续电流5A

　　• 导通阻抗低至2.2Ω

　　• 栅极电荷Qg仅为17.4nC

　　如图3所示是CDM2205-800FP在反激开关电源中的应用。在电源设计器件选型中，首先根据电源的输入电压，确定器件所能承受的最大电压，额定电压越大，器件的成本就越高。然后需要确定 MOS管的额定电流，该额定电流应该是负载在所有情况下能够承受的最大电流。确保所选择的MOS管能够承受连续电流和脉冲尖峰。

　　图3：CDM2205-800FP在反激开关电源中的应用