揭秘高效电源如何选择合适的MOS管

在当今的开关电源设备中，MOS管的特性、寄生参数和散热条件都会对MOS管的工作性能出现重大影响。因此深入了解功率MOS管的工作原理和关键参数对电源设计工程师至关重要。

目前，影响开关电源电源效率最大的两个损耗因素是：导通损耗和开关损耗，以下分别对这两种损耗做具体分析。

导通损耗

导通损耗具体来讲是由MOS管的导通阻抗Rds出现的，Rds与栅极驱动电压Vgs和流经MOS管的电流有关。假如想要设计出效率更高、体积更小的电源，必须充分降低导通阻抗。如图1所示是导通阻抗Rds、Vgs和Id的曲线图：

图1：导通阻抗Rds与Vgs和Id的曲线图

开关损耗

栅极电荷Qg是出现开关损耗的重要原因。栅极电荷是MOS管门极充放电所需的能量，相同电流、电压规格的MOSFET，具有比较大的栅极电荷意味着在MOS开关过程中会损耗更多的能量。所以，为了尽可能降低MOS管的开关损耗，工程师在电源设计过程中要选择同等规格下Qg更低的MOS管作为主功率开关管。如图2所示是栅极电荷Qg与Vgs的曲线图：

图2：栅极电荷Qg与Vgs的曲线图

MOS管选型

针对开关电源的应用，美国中央半导体（CentralSemi）推出了一系列低Rds和Qg的功率MOSFET。代表型号为CDM2205-800Fp，该MOS管具有以下性能优势：

•最大耐压为800V

•最大持续电流5A

•导通阻抗低至2.2Ω

•栅极电荷Qg仅为17.4nC

如图3所示是CDM2205-800Fp在反激开关电源中的应用。在电源设计器件选型中，首先根据电源的输入电压，确定器件所能承受的最大电压，额定电压越大，器件的成本就越高。然后要确定MOS管的额定电流，该额定电流应该是负载在所有情况下能够承受的最大电流。确保所选择的MOS管能够承受持续电流和脉冲尖峰。

图3：CDM2205-800Fp在反激开关电源中的应用