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  • MOS管,MOS管柵極電阻的功耗計算解析
    • 發布時間:2022-11-03 18:36:13
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    MOS管,MOS管柵極電阻的功耗計算解析
    MOS管柵極電阻功耗計算
    驅動電壓10V,驅動信號為PWM波,占空比為50%,頻率為1Mhz,寄生電感10nH,MOS管寄生電容為1nF,柵極串聯電阻為20Ω,這個電阻消耗的功率是多大?
    建立模型
    MOS管 電阻 功耗
    先將驅動電壓波形拆解為各個頻率正弦波,然后分別計算各個正弦波分量在電阻上面的功率,再把它們加起來就是總功率了。
    使用Matlab工具,這個工具有個好處,就是可以構建任意波形。
    構建驅動序列之后,使用fft函數分析頻譜,得到各個頻率的幅度值,其實就是對應頻率的電壓值。
    如圖
    MOS管 電阻 功耗
    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,jwL和1/jwC。因此,上面的模型,我們很容易就能寫出來總的阻抗公式了,之所以要得到阻抗,是因為我們要求電阻每個頻率分量的電流。
    阻抗Z=Rs+jwL+1/jwC。
    現在我們有了各個頻率分量的電壓值,也有了阻抗,那么各個分量的電流值就出來啦。因為是串聯的,所以這個電流也是流過電阻的電流。
    我們再根據P=I^2*R,就可以求出各個頻率分量的功率的,再把它們加起來,那就是總功率了。
    最終我們求得,電阻的功耗是P=0.10047W
    MOS管 電阻 功耗
    Matlab代碼
    上面的過程看起來是很復雜的,其實Matlab代碼很簡單,也就那么三四十行。真正計算的過程也就不到10行,其它的都是定義變量,畫圖,設置坐標軸之類的。
    MOS管 電阻 功耗
    對電容用脈沖波充放電產生的損耗可以使用P_loss=VDD2×C_load×f進行快速估算,該損耗發生在脈沖源的內阻,導線上的電阻和電容內阻上。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,與占空比無關。
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