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ZHCAD51 October 2022 LM5123-Q1

2.11 MOSFET 選擇

功率 MOSFET 的選擇對(duì)直流/直流控制器性能有很大影響。具有低導(dǎo)通電阻 R_DSon 的 MOSFET 可以減少導(dǎo)通損耗，而低寄生電容和低柵極電荷參數(shù)可以降低開(kāi)關(guān)損耗。通常，R_DSon 和柵極電荷成反比。對(duì)于相對(duì)較高的開(kāi)關(guān)頻率，MOSFET 開(kāi)關(guān)損耗占主導(dǎo)地位。對(duì)于相對(duì)較低的開(kāi)關(guān)頻率，導(dǎo)通損耗占主導(dǎo)地位。

影響 LM5123 MOSFET 選擇的主要參數(shù)如下：

V_GS 為 5V 時(shí)的 R_DS(on)。
漏源電壓額定值 BV_DSS，取決于負(fù)載電壓范圍。
V_GS 為 5V 時(shí)的柵極電荷參數(shù)
高側(cè) MOSFET 的體二極管反向恢復(fù)電荷 Q_RR。

表 2-2 中總結(jié)了與 MOSFET 相關(guān)的功率損耗。這里考慮了電感紋波的影響，但未對(duì)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴和寄生電感等二階影響建模。

表 2-2 升壓穩(wěn)壓器 MOSFET 功率損耗

	低側(cè) MOSFET	高側(cè) MOSFET
MOSFET 導(dǎo)通	$P_{C O N D l s} = D ? (\frac{{I_{L O A D}}^{2}}{{(1 - D)}^{2}} + \frac{{Δ I}_{L}^{2}}{12}) ? R_{D S (o n ） l s}$	$P_{C O N D h s} = (1 - D) ? (\frac{{I_{L O A D}}^{2}}{{(1 - D)}^{2}} + \frac{{Δ I}_{L}^{2}}{12}) ? R_{D S (o n) h s}$
MOSFET 開(kāi)關(guān)^⁽²⁾	$P_{S W l s} = \frac{V_{L O A D} ? f_{s W}}{2} [(I_{S U P P L Y} + \frac{{Δ I}_{L}}{2}) ? t_{r i s e} + (I_{S U P P L Y} - \frac{{Δ I}_{L}}{2}) ? t_{f a l l}]$	可忽略
體二極管導(dǎo)通	不適用	$P_{C O N D d h s} = \frac{V_{L O A D} ? f_{s W}}{2} [(I_{S U P P L Y} + \frac{{Δ I}_{L}}{2}) ? t_{d 1} + (I_{S U P P L Y} - \frac{{Δ I}_{L}}{2}) ? t_{d 2}]$
體二極管反向恢復(fù)損耗^⁽¹⁾	不適用	${P_{R R h s} = V}_{L O A D} ? f_{S W} ? Q_{R R h s}$
柵極驅(qū)動(dòng)損耗	$P_{G A T E l s} = V_{C C} ? f_{S W} ? Q_{G l s}$	$P_{G A T E h s} = V_{C C} ? f_{S W} ? Q_{G h s}$

(1) MOSFET 體二極管反向恢復(fù)電荷 (Q_RR) 取決于很多參數(shù)，包括正向電流、電流轉(zhuǎn)換以及速度。

(2) t_RISE 和 t_FALL 是開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的上升時(shí)間和下降時(shí)間。這些值取決于許多參數(shù)，例如總開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的布局會(huì)影響這些值。

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