转载--电力研发精英圈2019-07-09 20:00
mos控制器电路中的工作状态:开启过程(从截止到导通的过渡过程)、导通状态、关闭过程(从导通到截止的过渡过程)和截止状态。
Mos主要损失也与这些状态相对应，开关损失（开关过程和关闭过程）、导向损失、截止损失（由泄漏电流引起的忽略）和雪崩能量损失。只要这些损失被控制mos承担规范，mos即将正常工作，超出承载范围，即损坏。开关损耗往往大于导通状态损耗(不同)mos差距可能很大。
----------持续大电流或瞬间超大电流引起的结温过高而烧毁；
----------源过压击穿，源栅过压击穿；
----------静电击穿。CMOS电路怕静电；
Mos开关原理(简要)。Mos只要栅极和源级间给出适当的电压，就会形成源级和漏级间通路。电流通路的电阻成为mos内阻是导电阻<Rds(on)>。这种内阻的大小基本决定了mos芯片能承受的最大导电流(当然与其他因素有关，最相关的是热阻)。内阻越小，电流越大(因为发热越小)。
Mos问题远没有那么简单。麻烦在于栅极和源级、源级和泄漏级。栅极和泄漏级之间有等效电容。因此，给栅极电压的过程是给电容充电的过程（电容电压不能突变），因此mos由截止到导通的开启过程受到栅极电容容的充电过程。
然而，这三个等效电容器构成串并联组合，它们相互影响，而不是独立的，如果它们是独立的，那就很简单了。关键电容之一是栅极与漏级之间的电容Cgd，电容行业叫米勒电容。这个电容不是恒定的，随栅极和漏级间电压变化而迅速变化。这个米勒电容器是栅极和源电容器充电的绊脚石，因为栅极给栅-源电容器Cgs当充电到达平台时，必须给米勒电容器充电电流Cgd充电时，栅极和源级间的电压不再升高，达到米勒平台(米勒平台是给予的Cgd充电过程)，米勒平台首先想到的麻烦是米勒振荡。(即，栅极先给Cgs到达某个平台后充电Cgd充电）
由于此时源级和漏级间电压变化迅速，内部电容充放电相应迅速，这些电流脉冲会导致mos寄生电感产生很大的感抗，包括电容器、电感器和电阻组成冲击电路（可形成两个电路），电流脉冲越强，频率越高，冲击范围越大。所以最关键的问题是如何过渡米勒平台。
Gs极加电容，减慢mos有助于减少米勒的振荡。mos管烧毁。
充电过快会导致米勒剧烈震荡，但充电过慢会延长开关，增加开关损耗。Mos开启过程源级和漏级间等效电阻相当于导通内阻，从无限大电阻到小电阻(导通内阻一般低压)mos只有几毫欧姆)一个转换过程。比如一个mos最大电流100a，电池电压96v，在开通过程中，有一瞬间(刚进入米勒平台时)mos发热功率是P=V*I(此时电流已达到最大，负载尚未运行，所有功率降落在MOS管上)，P=96*100=9600w！这时它的发热功率最大，然后发热功率迅速降低，直到完全导通为100*100*0.003=30w假设这个mos导通内阻3毫欧姆)。这种加热功率在开关过程中的变化是惊人的。
如果打开时间慢，说明发烧从9600开始w到30w过渡的慢，mos结温会严重升高。因此，开关越慢，结温越高，容易燃烧mos。为了不烧mos，只能降低mos限流或降低电池电压，如限制50a或者电压下降半成488v，这样开关发热损耗也降低了一半。不烧管子。这也是高压控制容易燃烧管道的原因。控制器和低压控制器只有不同的开关损耗(开关损耗与电池端电压基本成正比，假设限流相同)，导流损耗完全受到影响mos内阻决定与电池电压无关。
其实整个mos开通过程非常复杂。变量太多。简而言之，开关不容易慢，但开关损耗大，管道加热大，开关速度快，理论上开关损耗低（只要能有效抑制米勒冲击），但米勒冲击往往非常严重（如果米勒冲击非常严重，可能在米勒平台上烧管），但开关损耗大，上臂mos更有可能引起下臂震荡mos误导，形成上下臂短路。因此，这是对设计师驱动电路布线和主回路布线技能的考验。最后，找平衡点(一般开通过程不超过1us）。开启损耗最简单，只和导通电阻成正比，想找大电流、低损耗、低内阻的。
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下面介绍一下普通用户的实用点。
Mos简要说明所选重要参数。datasheet举例说明。
栅极电荷。Qgs, Qgd
Qgs:指栅极从0v当充电到相应的电流米勒平台时，总是充电(实际电流不同，平台高度不同，电流越大，平台越高，值越大)。这个阶段是给的Cgs充电(也相当于Ciss，输入电容)。
Qgd:指整个米勒平台的总充电电荷(这叫米勒电荷)。给出这个过程Cgd（Crss，随着这个电容gd不同电压的快速变化)充电。
下面是型号stp75nf75.
我们普通75管Qgs是27nc，Qgd是47nc。结合其充电曲线。
进入平台前给Cgs充电，总电荷Qgs 27nc，平台米勒电荷Qgd 47nc。
在开关过冲中，mos主要加热区间为粗红标记阶段。从Vgs主要加热区间开始超过阈值电压，到米勒平台结束。米勒平台结束后mos此时损失基本完全打开，基本导通损失（mos内阻越低，损耗越低。阈值电压前，mos没有打开，几乎没有损失(只有漏电流造成的一点损失)。其中，红转弯损失最大（Qgs充电即将结束，在米勒平台和刚进入米勒平台的过程中，发热功率最大(粗线表示)。
因此，在一定的充电电流下，红色标记区间总电荷小的管道会很快通过，因此加热区间短，总热量低。因此，理论上的选择Qgs和Qgd小的mos管道能快速穿过开关区。
导通内阻。Rds（on）。在某些情况下，这种耐压性越低越好。但不同厂家标的内阻有不同的测试条件。测试条件不同，内阻测量值也不同。温度越高，内阻越大(这是硅半导体材料)mos不能改变制造工艺的特点，可以稍微改进)。因此，大电流测试的内阻会增加（大电流下结温会显著升高），小电流或脉冲电流测试的内阻会降低（因为结温没有显著升高，没有热积累）。有些管道称为典型内阻，与您自己的小电流测试几乎相同，而有些管道的小电流测试远低于典型内阻（因为其测试标准是大电流）。当然也有厂家标注不严格的问题，不要完全相信。
所以选择标准是-寻找Qgs和Qgd小的mos管道同时符合低内阻mos管。