探讨功率开关各部位传导损耗计算方法

从本文开始将探讨各部位的损耗计算方法。本文介绍功率开关–输出端MOSFET的传导损耗。

PONH：高边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗

PONL：低边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗

PSWH：开关损耗

Pdead_time：死区时间损耗

PIC：IC自身功率损耗

PGATE：栅极电荷损耗

PCOIL：电感的DCR带来的传导损耗

输出端MOSFET的传导损耗

输出端MOSFET的传导损耗是高边和低边MOSFET导通时的导通电阻（RDS（ON））带来的，也称为“导通损耗”。在这里使用以下符号来表示。

ONH：高边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗

ONL：低边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗

导通电阻是表示MOSFET特性的重要参数之一，并且MOSFET一定存在导通电阻。因此显而易见，具有电阻的导体中会有电流流过，而这部分会产生损耗。

下面来求MOSFET的传导损耗。下面电路图中的IONH（红色）表示高边MOSFET导通时的电流。IONL（蓝色）为低边MOSFET导通时的电流。波形图中的LX是开关节点的电压波形，IONH和IONL是伴随着开关的各电流波形，IL是电感电流，这是一个标准型示例。

在同步整流中，高边开关导通时低边开关会关断，低边导通时高边会关断。开关节点波形的红色部分表示流过IONH，蓝色部分表示流过IONL。也就是说，这期间流过MOSFET的电流和MOSFET的导通电阻带来的功率损耗成为各自的传导损耗。以下为计算公式示例。

可以看出，结果是根据欧姆定律，I2、R乘以导通期间后的值。电流模型使用了平均电流Io。

顺便提一下，在二极管整流（非同步整流）的情况下，同步整流的低边MOSFET仅成为二极管，因此可以用同样的思路来求损耗。二极管中没有“导通电阻”这个参数，因此根据正向电压Vf计算。在这里由于电压（Vf）是已知的，因此可以通过V、I来计算。另外，当开关为双极晶体管时，也可以按照和二极管相同的思路根据VCE来计算。

在实际的计算中重要的是：导通电阻的值根据Io值中的导通电阻来计算。一般情况下在MOSFET的技术规格书中会给出导通电阻RDS（ON）和IDS的曲线图，可以利用这些数据。二极管的Vf和双极晶体管的VCE也同样可以使用技术规格书中给出的数据。

关键要点：

・同步整流降压转换器MOSFET的传导损耗根据导通电阻和导通时的电流及导通期间来计算。