冷却 MOSFET 以实现动态系统的性能
出处:维库电子市场网 发布于:2023-11-10 16:50:25
热 SPICE 模拟
新的 SPICE 模型,特别是针对 MOSFET 和功率二极管的模型,可以近似电子元件的热行为。它们在模拟电路图中很容易识别,因为它们有两个用于管理温度相关参数的附加端子。该模型包括 Tj 和 Tc 端子,用于分析器件发热随时间的变化。端子 Tc 代表外壳温度,端子 Tj 代表结温。
温度连接的功能与电压端子相同,不同之处在于该数字指定温度并且它们与电路电气隔离。这些端子之间的 1 V 电压对应于 1 C 的温度。两个端子 Tj 和 Tc 可用于读取和设置工作温度。在下面的例子中,我们将具体研究第二个因素。因此,节点 Tj 处的电压包含有关结温随时间变化的信息,这直接影响随温度变化的电气模型。为了观察其对结点的影响,端子 Tc 必须连接到电压源(指示外壳温度)或外部 RC 网络(散热器模型)。
不同开关频率下 SiC MOSFET 的性能分析
下面所示的实际示例(参见图 1 中的电路图)使用型号为 C2M0025120D 的 SiC MOSFET,具有以下特性:
Vds():1,200 V
编号:63
Id(脉冲):250 A
RDS(导通):60mΩ
封装:TO-247-3
Vgs:–10V 至 25V 之间
PD:378W
Tj:–55°C 至 150°C 之间
该方案显示了一个 SiC MOSFET 通过 200V 电源驱动 20Ω 电阻负载。当 MOSFET 关闭时,大约有 9.98 A 的电流流过负载。在该方案中,MOSFET 由 25V 电压驱动。根据操作情况,该电压可以固定用于静态操作,也可以采用脉宽调制 (PWM )进行动态操作。根据具体情况,MOSFET 的效率有所不同。
接线图中使用的 MOSFET SPICE 模型的特殊之处在于,如前所述,它有两个用于管理温度的附加端子。将 25 V 电压连接到其 Tc 端子可有效将其外壳温度设置为 25°C。因此,该值不是指电压而是指温度。考虑到这一点,现在可以验证 MOSFET在给定温度以及不同静态和动态条件下的功耗。
图 1:分析接线图
静态状态
静态状态涉及用固定电压(组件数据表推荐的值)驱动栅极端子。在导通条件下,如果栅极由正确的电压驱动,MOSFET 就会以其效率工作。同样,也没有功率损耗(除了传导的初几微秒),因为栅极上的电压是固定且连续的。在上图中,固定栅极电压为 25 V,它会导致器件净导通。运行模拟会返回以下操作条件:
电阻负载 R1 上的电流:9.98 A
电压 Vds:284 mV
MOSFET 功耗:2.8369 W
负载功耗:1994.3 W
电路效率:99.857953%
从静态状态的结果可以看出,系统的效率非常高,部分原因是 MOSFET 的 RDS(on) 参数值较低。请注意,要计算耗散功率,可以使用以下关系式:
冷却 MOSFET 以实现动态系统的性能栅极电流非常小,因此可以忽略不计。版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 什么是MOS管?NMOS、PMOS和三极管的区别2024/4/30 17:17:10
- MOSFET 开关损耗简介2024/4/29 16:52:06
- 信号二极管详细教程2024/4/28 16:20:03
- ROHM 6432尺寸金属板分流电阻器“PMR100”新增3款超低阻值产品!2024/4/28 15:26:33
- 光耦详细应用教程2024/4/26 16:43:32