MOS管柵極電阻的功耗計(jì)算詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2022-06-13
驅(qū)動(dòng)電壓10V，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為PWM波，占空比為50%，頻率為1Mhz，寄生電感10nH，MOS管寄生電容為1nF，柵極串聯(lián)電阻為20Ω，這個(gè)電阻消耗的功率是多大？
建立模型
先將驅(qū)動(dòng)電壓波形拆解為各個(gè)頻率正弦波，然后分別計(jì)算各個(gè)正弦波分量在電阻上面的功率，再把它們加起來(lái)就是總功率了。
使用Matlab工具，這個(gè)工具有個(gè)好處，就是可以構(gòu)建任意波形。
構(gòu)建驅(qū)動(dòng)序列之后，使用fft函數(shù)分析頻譜，得到各個(gè)頻率的幅度值，其實(shí)就是對(duì)應(yīng)頻率的電壓值。
如圖
電感和電容的阻抗在不同的頻率下是不同的，它是頻率的函數(shù)，jwL和1/jwC。因此，上面的模型，我們很容易就能寫(xiě)出來(lái)總的阻抗公式了，之所以要得到阻抗，是因?yàn)槲覀円箅娮杳總€(gè)頻率分量的電流。
阻抗Z=Rs+jwL+1/jwC。
現(xiàn)在我們有了各個(gè)頻率分量的電壓值，也有了阻抗，那么各個(gè)分量的電流值就出來(lái)啦。因?yàn)槭谴?lián)的，所以這個(gè)電流也是流過(guò)電阻的電流。
我們?cè)俑鶕?jù)P=I^2*R，就可以求出各個(gè)頻率分量的功率的，再把它們加起來(lái)，那就是總功率了。
最終我們求得，電阻的功耗是P=0.10047W
Matlab代碼
上面的過(guò)程看起來(lái)是很復(fù)雜的，其實(shí)Matlab代碼很簡(jiǎn)單，也就那么三四十行。真正計(jì)算的過(guò)程也就不到10行，其它的都是定義變量，畫(huà)圖，設(shè)置坐標(biāo)軸之類(lèi)的。
對(duì)電容用脈沖波充放電產(chǎn)生的損耗可以使用P_loss=VDD2×C_load×f進(jìn)行快速估算，該損耗發(fā)生在脈沖源的內(nèi)阻，導(dǎo)線上的電阻和電容內(nèi)阻上。只要滿足電容上的脈沖波形跟原波形差不多，都可以用次公式估算，與占空比無(wú)關(guān)。
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