如何選用開關電源MOS管的問題一直困繞我很久了,今天我想請各位大師指一點下.
例如:只知道開關電源的交流輸入電壓為(220V/110V),輸出直流電壓為 (12V/5A),功率為60W.請問在這樣的已知條件下,能否知道使用多大的MOS管嗎?大概的.
緊急請教各位工程師“開關電源MOS管的選用”
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下面的給你參考,更詳細的信息,你可以去論壇技術區(qū)去看看是否可以幫到你.
開關管選擇方案
2006.05.07 來自:電子產(chǎn)品世界
隨著便攜式電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展,改善其電源管理性能已成為首要的任務.如何延長便攜式產(chǎn)品的電池工作時間是當今的設計人員面臨的最大問題之一.
早期的移動通信產(chǎn)品,其系統(tǒng)的工作時間不超過一小時,這使得它們在使用上缺乏吸引力,而現(xiàn)在的移動電話一般每隔一天才充一次電.這得益于兩方面:一方面電池的能量密度有了很大的提高;另一方面其元器件的功耗也在不斷降低.比較不同的組件及元器件,會發(fā)現(xiàn)簡單的開關管有可能導致不希望有的功率損耗或過高的成本.
為了降低電源管理開關管的成本,ON Semiconductor公司將其重點轉(zhuǎn)向低成本、低功耗的開關管.
一個例子是MBT35200,它是一款低價、低功耗的雙結型功率晶體管(BJT),由于其飽和管壓降低,所以功耗也相應減少.這種器件將優(yōu)先代替更大功率的BJT或者MOSFET,從而降低成本,節(jié)省印刷電路板面積,并延長系統(tǒng)的工作時間.
需要MOSFET還是BJY?
移動電話中的主開關管目前普遍采用MOSFET.但是,隨著雙結型晶體管設計的不斷優(yōu)化,開關管的選擇逐漸成為問題.在這一點上必須考慮幾個基本問題:MOSFET與BJT相比,通常存在以下優(yōu)點:第一,它是用電壓來驅(qū)動,幾乎沒有什么損耗;第二,MOSFET的壓降(RDS(ON)*ID)很小,而BJT則需要用電流來驅(qū)動且壓降在300mV范圍內(nèi).MOSFET的主要缺點是由于制造掩模工序多而成本較高.
因此,MOSFET與BJT相比,其價格更貴.MOSFET也因取決于應用的技術缺點而受到損壞.
在移動電話中,電源電壓較低,難以驅(qū)動MOSFET,使它獲得數(shù)據(jù)手冊上所描述的RDS(ON)值(RDS(ON)值與驅(qū)動電壓有關,驅(qū)動電壓越高,RDS(ON)越低),因此不能達到期望的效率.此外,RDS(ON)值將隨溫度的升高而增加,從25℃升到125℃時其值可增加一倍.所有這些參數(shù)的影響必須考慮在內(nèi),而且要考慮性價比.
很顯然,標準的BJT不能滿足電源管理設計人員的期望,這是由于標準BJT的飽和管壓降過高.因此,為了接近理想開關的特性,BJT的飽和管壓降必須降到最低.
MBT35200采用特殊設計,與市場上的同類產(chǎn)品相比,它可以提供很低的飽和管壓降以及較高的電流.
典型應用
2A連續(xù)電流、5A峰值電流、耐壓35V的MBT35200特別針對移動電話主開關管的需要而設計.當然,這種開關管也能應用于其它場合,例如筆記本電腦、馬達控制、低壓降功率開關管以及尋呼機等.
如圖1a及圖1b所示,開關管的主要功能是控制從A流向B的電流,使用MOSFET或BJT都可以達到這一目的.在某些應用中,需要阻塞反向電流,以防止電流從B流向A.采用MOSFET時,若B電壓高于A,則電流會經(jīng)MOSFET固有的體二極管從B流向A.為彌補這個缺點,需要增加一個低壓降二極管,以防止反向電流,例如肖特基二極管.
因此,總的壓降的計算公式為:
Vdrop=RDS(ON)*ID+Vf
式中RDS(ON)的值取決于所施加的VGS值,此外,還要考慮溫度對它的影響,Vf是肖特基二極管的正向壓降.
為降低總的壓降,可以將兩個MOSFET背對背串接在一起.這種方式效果很好,但提高了成本.
在采用低VCEsat的BJT的情況下,開關斷開時,Ic電流不會流向任何方向,其壓降為
Vdrop=VCEsat
從經(jīng)濟角度來看,MOSFET與肖特基二極管的組合方案的成本比MBT35200高出兩倍多.此外,低VCEsat方案可以節(jié)省電路板空間,并且無需肖特基二極管.
對于給定的集電極電流Ic,基極電流越高,VCEsat越低.所以為了優(yōu)化MBT35200的工作性能,需要在VCEsat和基極電流之間尋找一個折衷方案.
表1 MBT35200參數(shù)摘要
總功耗(FR4最小焊盤) 1.0W
BVCEO 35V
Ic(連續(xù)) 2A
Ic(峰值) 5A
hFE典型值(Ic=2A) 200
VCEsat典型值Ic/IB=50,Ic=1A
Ic=100mA 130mV
35mV
一方面基極電流應盡可能地提高,從而最大程度地降低VCEsat,另一方面基極電流應盡可能地降低,以延長電池的工作時間.
如果選擇hFE為100的管子,驅(qū)動電流是集電極電流的1%,因此限制了控制Ic電流吸收的能力.
MOSFET及BJT的主要優(yōu)點及缺點已作了回顧.采用MOSFET的方案雖然簡單,但成本較高,而且會占用較大的電路板空間.相比之下,MBT35200具有既經(jīng)濟又節(jié)省電路板空間的優(yōu)點.
開關管選擇方案
2006.05.07 來自:電子產(chǎn)品世界
隨著便攜式電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展,改善其電源管理性能已成為首要的任務.如何延長便攜式產(chǎn)品的電池工作時間是當今的設計人員面臨的最大問題之一.
早期的移動通信產(chǎn)品,其系統(tǒng)的工作時間不超過一小時,這使得它們在使用上缺乏吸引力,而現(xiàn)在的移動電話一般每隔一天才充一次電.這得益于兩方面:一方面電池的能量密度有了很大的提高;另一方面其元器件的功耗也在不斷降低.比較不同的組件及元器件,會發(fā)現(xiàn)簡單的開關管有可能導致不希望有的功率損耗或過高的成本.
為了降低電源管理開關管的成本,ON Semiconductor公司將其重點轉(zhuǎn)向低成本、低功耗的開關管.
一個例子是MBT35200,它是一款低價、低功耗的雙結型功率晶體管(BJT),由于其飽和管壓降低,所以功耗也相應減少.這種器件將優(yōu)先代替更大功率的BJT或者MOSFET,從而降低成本,節(jié)省印刷電路板面積,并延長系統(tǒng)的工作時間.
需要MOSFET還是BJY?
移動電話中的主開關管目前普遍采用MOSFET.但是,隨著雙結型晶體管設計的不斷優(yōu)化,開關管的選擇逐漸成為問題.在這一點上必須考慮幾個基本問題:MOSFET與BJT相比,通常存在以下優(yōu)點:第一,它是用電壓來驅(qū)動,幾乎沒有什么損耗;第二,MOSFET的壓降(RDS(ON)*ID)很小,而BJT則需要用電流來驅(qū)動且壓降在300mV范圍內(nèi).MOSFET的主要缺點是由于制造掩模工序多而成本較高.
因此,MOSFET與BJT相比,其價格更貴.MOSFET也因取決于應用的技術缺點而受到損壞.
在移動電話中,電源電壓較低,難以驅(qū)動MOSFET,使它獲得數(shù)據(jù)手冊上所描述的RDS(ON)值(RDS(ON)值與驅(qū)動電壓有關,驅(qū)動電壓越高,RDS(ON)越低),因此不能達到期望的效率.此外,RDS(ON)值將隨溫度的升高而增加,從25℃升到125℃時其值可增加一倍.所有這些參數(shù)的影響必須考慮在內(nèi),而且要考慮性價比.
很顯然,標準的BJT不能滿足電源管理設計人員的期望,這是由于標準BJT的飽和管壓降過高.因此,為了接近理想開關的特性,BJT的飽和管壓降必須降到最低.
MBT35200采用特殊設計,與市場上的同類產(chǎn)品相比,它可以提供很低的飽和管壓降以及較高的電流.
典型應用
2A連續(xù)電流、5A峰值電流、耐壓35V的MBT35200特別針對移動電話主開關管的需要而設計.當然,這種開關管也能應用于其它場合,例如筆記本電腦、馬達控制、低壓降功率開關管以及尋呼機等.
如圖1a及圖1b所示,開關管的主要功能是控制從A流向B的電流,使用MOSFET或BJT都可以達到這一目的.在某些應用中,需要阻塞反向電流,以防止電流從B流向A.采用MOSFET時,若B電壓高于A,則電流會經(jīng)MOSFET固有的體二極管從B流向A.為彌補這個缺點,需要增加一個低壓降二極管,以防止反向電流,例如肖特基二極管.
因此,總的壓降的計算公式為:
Vdrop=RDS(ON)*ID+Vf
式中RDS(ON)的值取決于所施加的VGS值,此外,還要考慮溫度對它的影響,Vf是肖特基二極管的正向壓降.
為降低總的壓降,可以將兩個MOSFET背對背串接在一起.這種方式效果很好,但提高了成本.
在采用低VCEsat的BJT的情況下,開關斷開時,Ic電流不會流向任何方向,其壓降為
Vdrop=VCEsat
從經(jīng)濟角度來看,MOSFET與肖特基二極管的組合方案的成本比MBT35200高出兩倍多.此外,低VCEsat方案可以節(jié)省電路板空間,并且無需肖特基二極管.
對于給定的集電極電流Ic,基極電流越高,VCEsat越低.所以為了優(yōu)化MBT35200的工作性能,需要在VCEsat和基極電流之間尋找一個折衷方案.
表1 MBT35200參數(shù)摘要
總功耗(FR4最小焊盤) 1.0W
BVCEO 35V
Ic(連續(xù)) 2A
Ic(峰值) 5A
hFE典型值(Ic=2A) 200
VCEsat典型值Ic/IB=50,Ic=1A
Ic=100mA 130mV
35mV
一方面基極電流應盡可能地提高,從而最大程度地降低VCEsat,另一方面基極電流應盡可能地降低,以延長電池的工作時間.
如果選擇hFE為100的管子,驅(qū)動電流是集電極電流的1%,因此限制了控制Ic電流吸收的能力.
MOSFET及BJT的主要優(yōu)點及缺點已作了回顧.采用MOSFET的方案雖然簡單,但成本較高,而且會占用較大的電路板空間.相比之下,MBT35200具有既經(jīng)濟又節(jié)省電路板空間的優(yōu)點.
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@michaelzhang
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學習了~~~
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頂,支持,學習了
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