MOSFET讲解

这种单桥臂载波的管子，哪个管子发热会大呢？

MOS管的四大损耗：开通损耗，关断损耗，导通损耗，续流损耗

上桥臂载波情况下：

假设I = 1A，Rdson = 3mΩ。所以，

导通损耗：P = I^2*Rdson = 3mW

续流损耗：P = U*I = 0.7V*1A = 0.7W

四大损耗各有占比，随着电流的变化而变化的。可以通过理论去计算，但是不准，实际情况需要通过波形测试进行计算。我们这里先定性，不定量。

定性：

假设电流很小时，开关损耗比重大，哪个管子载波哪个管子热；续流损耗大于导通损耗；

假设电流很大时，续流损耗大，哪个管子载波它的对应同一个桥臂的另外一个管子就热；开关损耗占比相对较小；哪个管子恒通，则相应的导通损耗最小。

一个周期内，载波的管子，在ON期间有损耗，OFF期间可以休息；恒通的管子在全周期内都有损耗；续流的管子在ON期间休息，OFF期间有损耗。

如果负载电流实在是太大，比如100A，那么管子的续流相当大，开关损耗和导通损耗也大。那就要加散热片，即使加散热片，也要看管子的制作工艺，是塑封还是金封。发热源是晶圆，传到散热片上面肯定是有热阻的，那么如果电流太大，发热很大，温度就来不及传到散热片上，那么MOS管依旧会坏掉。这个时候，我们要尽快把热源全部传出来，可以分散热源。比如采用并联MOSFET的方式，那么这种方式有两个好处，首先管子价格便宜了，热阻也没那么大了。其实由于MOSFET是压控型的，所以可以并联，只要控制GS电压接到同一个驱动极，所以电压是一致的。

怎么解决续流损耗的问题呢？即使2个并联，承担的续流损耗也是很大的。

当M1载波，M2恒通，M4续流时，它们的发热是不一样的。可能M4发热最大，M1次之，M2发热最小。能不能在同一个周期内，让它们之间的热源再重新分配呢？

思路：让热源进行分配，大家一起来承担。

分时载波，一会儿上管载波，一会儿下管载波，这样就把热源分散了。

总结：

1、并联MOS管。——增加硬件成本，软件不需要改动。

2、分时载波。   ——硬件不变，软件改动，降低硬件成本。

在大电流情况下，二极管发热是最严重的。而且它的散热只能通过MOSFET内部散热，那么能不能把体二极管拿到外面来呢？对于一个器件而言，它的功率受内部晶圆影响，也受封装影响，体积越大，散热越好。封装对应着一个温升的参数：器件每增加一瓦，对应的温升。相同的功率损耗，体积越小，则温升越大。

如何把体二极管拿到外面来呢？让MOSFET体二极管失效，在外面增加一个大封装的二极管，这样就分散了发热源。

对于上面这幅图，怎么解决M4的续流问题呢？如何让M4的体二极管不通。

如上图所示，是不是可以把MOSFET的体二极管失效了呢。但是会增加2个器件，而且体积也大。

那么左边的二极管放在上边好，还是放在下边好呢？肯定是放在上边好，如果放在下边，会影响GS电压，同时，二极管的结电容效应会引起GS之间的震荡。毕竟下面是控制极，还是希望控制极相对干净一点。一旦控制极受到干扰，就会影响漏极。

根据之前的分析，当上管载波时，下管才会有续流，所以，只要在三个下管各加2个二极管即可，这样就解决了下管发热的问题。那么有时候大家看到有个电机控制有9个管子，这是因为下面的三个MOSFET又各自并联了一个管子。

总结：

1、上桥载波，在三个下管分别各并联一个MOSFET，功率降额使用

2、上桥载波，在三个下管采用两个三极管方案失效体二极管，续流损耗拿到外面来，给MOSFET降低损耗负担。

3、通过软件的办法，实现上下桥分时载波。

在单桥臂载波的时候，更多的时候采用上桥载波。主要考虑的是上管自举电容充电的问题。