[参考译文] 哪些 MOSFET 适用于1MHz、100W 功率级？

您好、Johny、

感谢您关注 TI FET。 假设 FET 将处于半桥配置、我是否正确？  对于24V DC 最大输入、至少需要30V FET、但您可以考虑使用40V 器件来确保开关尖峰和瞬变有足够的裕量。 如何驱动 FET？ 您是否正在使用栅极驱动器 IC、如果使用、栅极驱动电压和驱动能力(电流或电阻)是多少？ TI 有大量基于 Excel 的 FET 选择工具、但没有特定于您的应用的内容。 我认为 FOC (正弦)电机驱动控制工具可能提供了合理的功率损耗估算。 我建议在5x6mm SON 封装中使用 FET、因为这为我们提供了30V 或40V FET 的最佳选择。 在30V 器件中、我会先从 CSD17579Q5A 开始、在40V 中、我会从 CSD18514Q5A 开始。 这些器件在这些击穿电压下是极具成本效益的器件、如果功率损耗不可接受、则可以在同一封装内升级至更高性能的 FET。 我在下面提供了一个指向 FOC 电机驱动 FET 选择工具的链接。 如果我能提供进一步的帮助、请告诉我。

https://www.ti.com/lit/zip/splr005

此致、

约翰·华莱士

TI FET 应用

您好、Johny、

继续跟进、以查看是否解决了您的问题。 请告诉我。

谢谢。

John

ZhengTao Dai 说：

感谢您关注 TI FET。 假设 FET 将处于半桥配置、我是否正确？  对于24V DC 最大输入、至少需要30V FET、但您可以考虑使用40V 器件来确保开关尖峰和瞬变有足够的裕量。 如何驱动 FET？ 您是否正在使用栅极驱动器 IC、如果使用、栅极驱动电压和驱动能力(电流或电阻)是多少？ TI 有大量基于 Excel 的 FET 选择工具、但没有特定于您的应用的内容。 我认为 FOC (正弦)电机驱动控制工具可能提供了合理的功率损耗估算。 我建议在5x6mm SON 封装中使用 FET、因为这为我们提供了30V 或40V FET 的最佳选择。 在30V 器件中、我会先从 CSD17579Q5A 开始、在40V 中、我会从 CSD18514Q5A 开始。 这些器件在这些击穿电压下是极具成本效益的器件、如果功率损耗不可接受、则可以在同一封装内升级至更高性能的 FET。 我在下面提供了一个指向 FOC 电机驱动 FET 选择工具的链接。 如果我能提供进一步的帮助、请告诉我。

[/报价]

你好、John、谢谢你的回答。

我的问题尚未解决。  

• 我假设采用半桥、也可能是四分之一桥。  
• FET 将以任何最好的电压驱动。 我假定是栅极驱动器。 它将是任何栅极驱动器与所选 FET 最匹配的器件。  
• 感谢您的封装建议。  
• 电机驱动选择器可能会有所帮助、但我想知道这样的工具是否可能不包含高速器件。  
• 您对时钟速度还有什么看法吗？

谢谢！

尊敬的 Johny：

再次感谢您关注 TI FET。 TI 有很多栅极驱动器可供选择、但我只负责我们的分立式和电源块 MOSFET。 我对应用的了解不够深入、因此对时钟频率(PWM / FET 的开关频率)没有建议。 我猜应该是 PWM 发生器正弦输入的10倍应该足够了。 我在之前的响应中推荐的 FET 可以在高达~1MHz 的频率下进行硬开关。 在较高的开关频率下、开关损耗成为主要损耗、总体功率损耗可能超过封装能力。 此外、功率 MOSFET 在硬开关时会产生高频噪声。 我不确定如何估算功率损耗、我使用的最接近的工具是正弦电机驱动工具。 该工具具有100kHz 最大 PWM 频率的"限制"、但如果输入1000kHz、该单元会变为红色、仍然可以正常工作。

有一个更通用的同步整流器 FET 选择工具只使用 rms 电流和开关频率来估算 FET 损耗。 可以通过下面的链接获取该软件。 让我知道我还能做些什么来帮助你。

谢谢。

John

https://www.ti.com/tool/SYNC-RECT-FET-LOSS-CALC

ZhengTao Dai 说：

我对该应用程序不够了解，因此我对时钟频率没有建议

此应用是可向电感负载馈送高达5V @ 5A 的电源。  

负载需要纯正弦电源。 正弦波将为100kHz。 它将脉宽调制一个更高的频率方波(或者更准确地说、与更高频率三角进行比较以生成 PWM)。  

我假设 PWM 时钟速度取决于滤波器。 我们可以轻松将其滤除以产生干净正弦的最低时钟速度是多少？ 我认为这取决于实际的滤波器设计。  

对于硬开关、我们为什么不能进行软开关？

这些 FET 在多高的频率下不会产生过多的损耗？

是否有 FET 在1MHz 时不会有如此大的损耗？

也许我们可以将 PWM 频率降低到5倍或2倍正弦频率。 这需要频率较低的滤波。  

THx、建议使用同步整流器 FET 选择工具。 您建议仅用于 FET 选择、而不是因为您为我的应用推荐 SR、对吗？

谢谢！

尊敬的 Johny：

我已将您的系统相关问题转发给 TI 的电源设计服务团队、以获取他们的意见。 我将在收到他们的答复后立即向您通报最新情况。 软开关是可以实现的、但会增加电路的组件、成本和复杂性。 我在下面提供了一个文章链接、该文章快速概述了硬开关与软开关。 开关损耗与开关频率成正比、并且是 FET 寄生电容/电荷和外部栅极驱动电路的函数。 降低开关频率可使开关损耗成比例降低。 是的、300kHz 或500kHz 会更适合开关损耗。 导通损耗和开关损耗并不是相互独立的。 对于给定的额定电压和技术、更低的导通电阻 FET 使用更大的裸片尺寸、这会导致更高的电容/电荷(和成本)并导致更多的开关损耗。 与我们的一些低电阻器件相比、我推荐的 FET 具有更高的电阻/更低的电荷以及相对较低的成本。 是的、我向您指出的 SR 工具只是为您提供一种比较 FET 损耗的方法、前提是您知道漏极电压、均方根电流、开关频率和栅极驱动电压、并且不依赖于特定的电路拓扑。

https://www.powerelectronicsnews.com/power-supply-design-notes-hard-switching-and-soft-switching-to-reduce-losses/

谢谢。

John

尊敬的 Johny：

我将把该线程重新分配给 TI 的电源设计服务团队、以解决您的系统问题。

谢谢。

John