開(kāi)關(guān)損耗測(cè)試在電源調(diào)試中的重要作用-KIA MOS管

MOSFET/IGBT的開(kāi)關(guān)損耗測(cè)試是電源調(diào)試中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。開(kāi)關(guān)電源(SMPS)技術(shù)依托電源半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)設(shè)備，如金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣門(mén)雙極晶體管(IGBT)。這些設(shè)備提供了快速開(kāi)關(guān)時(shí)間，能夠耐受沒(méi)有規(guī)律的電壓峰值。

同樣重要的是，其在 On 狀態(tài)或 Off 狀態(tài)下消耗的功率非常小，實(shí)現(xiàn)了很高的效率，而生成的熱量很低。開(kāi)關(guān)設(shè)備在極大程度上決定著 SMPS 的整體性能。開(kāi)關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵測(cè)量項(xiàng)目包括開(kāi)關(guān)損耗、平均功率損耗等等。

功率損耗的原理圖和實(shí)測(cè)圖

一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)管工作的功率損耗原理圖如圖1所示，主要的能量損耗體現(xiàn)在“導(dǎo)通過(guò)程”和“關(guān)閉過(guò)程”，小部分能量體現(xiàn)在“導(dǎo)通狀態(tài)”，而關(guān)閉狀態(tài)的損耗很小幾乎為0，可以忽略不計(jì)。

開(kāi)關(guān)損耗測(cè)試

圖1 開(kāi)關(guān)管工作的功率損耗原理圖

實(shí)際的測(cè)量波形圖結(jié)果一般如圖2所示。

開(kāi)關(guān)損耗測(cè)試

圖2 開(kāi)關(guān)管實(shí)際功率損耗測(cè)試

MOSFET和PFC MOSFET的測(cè)試區(qū)別

對(duì)于普通MOS管來(lái)說(shuō)，不同周期的電壓和電流波形幾乎完全相同，因此整體功率損耗只需要任意測(cè)量一個(gè)周期即可。

但對(duì)于PFC MOS管來(lái)說(shuō)，不同周期的電壓和電流波形都不相同，因此功率損耗的準(zhǔn)確評(píng)估依賴(lài)較長(zhǎng)時(shí)間（一般大于100ms），較高采樣率（推薦1G采樣率）的波形捕獲，此時(shí)需要的存儲(chǔ)深度推薦在10M以上，并且要求所有原始數(shù)據(jù)（不能抽樣）都要參與功率損耗計(jì)算，實(shí)測(cè)截圖如圖3所示。

開(kāi)關(guān)損耗測(cè)試