mos管导通前的各脚电压（mos管完全导通驱动电压一般多大）

图8

mos管导通前的各脚电压,mos管完全导通驱动电压一般多大(9)

图9

t1和t2的时间可以根据RC充放电原理进行近似计算，t1=Rg*Ciss*ln(Vgs/(Vgs-Vgs(th)))，t2= Rg*Ciss*ln(Vgs/(Vgs-Vp))，其中Vgs为栅极驱动电压大小，Rg为栅极驱动电阻。t2值近似于规格书中的参数延时导通时间td(on)。米勒平台的持续时间tp可以通过以下公式近似计算：由于该时间段内Vp保持不变，因此栅极驱动电流大小Ig=(Vgs-Vp)/Rg，tp=Qgd/Ig。tp=t3-t2，近似于规格书中的参数上升时间tr。

2. MOS管损耗分析

MOS管损耗主要有开关损耗（开通损耗和关断损耗，关注参数Cgd(Crss)）、栅极驱动损耗（关注参数Qg）和导通损耗(关注参数Rds(on))等。

以如图10所示的同步BUCK拓扑为例进行说明，由于高侧的开关管Q1和低侧的同步管Q2组成一个半桥结构，为了防止两个MOS管同时导通而使输入回路短路，因此两个MOS管的驱动信号会存在一个死区时间，即两个MOS管都关断。在死区时间内，由于电感的电流不能突变，因此同步管Q2的寄生体二极管将率先导通进行续流。正是由于体二极管导通后，同步管Q2才被驱动导通，在忽略二极管压降的情况下，同步管Q2导通时两端电压为0，可以看作是0电压导通；同步管Q2导通后，其两端电压为0直至关断，因此也是0电压关断。因此，同步管Q2基本没有开关损耗，这意味着对于同步管的选取，功耗主要取决于与导通电阻RDS(on)相关的导通损耗，而开关损耗可以忽略不计，因此不必考虑栅极电荷Qg。而高侧的开关管Q1由于开通和关闭时都不是0电压，因此要基于导通损耗和开关损耗综合来考虑。

mos管导通前的各脚电压,mos管完全导通驱动电压一般多大(10)

图10

所谓开关损耗是指MOS管在开通和关断过程中，电压和电流不为0，存在功率损耗。由前述MOS管导通过程可知，开关损耗主要集中在t1~t3时间段内。而米勒平台时间和MOS管寄生电容Crss成正比，其在MOS管的开关损耗中所占比例最大，因此米勒电容Crss及所对应的Qgd在MOS管的开关损耗中起主导作用。因此对于MOS管的选型，不仅需要考虑栅极电荷Qg和栅极电阻Rg，也需要同时考虑Crss(Cgd)的大小，其同时也会在规格书的上升时间tr和下降时间tf参数上有间接反映，MOS管的关键参数如图11所示。

mos管导通前的各脚电压,mos管完全导通驱动电压一般多大(11)

图11

MOS管的各种损耗可以通过以下公式近似估算：

导通损耗：

Q1管：P(HO) = D × (IO 2 × RDS(ON) × 1.3)；

Q2管：P(LO) = (1 - D) × (IO 2 × RDS(ON) × 1.3)；

系数1.3主要是考虑MOS管的导通电阻会随着温度的升高而增加。

栅极驱动损耗：

PGC = n ×VCC × Qg × fSW；

n表示MOS管的个数（MOS管选型相同时），fSW表示开关频率；栅极驱动损耗主要是发生在电源控制芯片上，而非MOS管上，但是其大小与MOS管的参数有关。

开关损耗：

PSW = 0.5× Vin × Io × (tr tf) × fSW；

系数0.5是因为将MOS管导通曲线看成是近似线性，折算成面积功率，系数就是0.5；Vin是输入电压，Io是输出电流；tr和tf是MOS管的上升时间和下降时间，分别指的是漏源电压从90%下降到10%和漏源电压从10%上升到90%的时间，可以近似看作米勒平台的持续时间，即图3中的(t3-t2)。另外，规格书中的td(on)和td(off)可以近似看作是Vgs电压从0开始上升到米勒平台电压的时间，即图3中的t2。

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