上一篇文章介紹了輸入電壓升高時損耗增加的部分、注意事項及相應的對策。本文將介紹在探討輸出電流較大的應用時應該注意的兩個事項之一。

探討高輸出電流應用時的注意事項其1

在此前使用的條件中，設想輸出電流的范圍為1A～5A。

隨著輸出電流增加而增加的損耗有低邊／高邊MOSFET的導通電阻損耗、開關損耗、死區時間損耗以及電感的DCR損耗。

下面是“損耗因素”中列出的各損耗公式。

＜隨著輸出電流 的增加而增加的損耗因素＞

?高邊側的MOSFET導通電阻 帶來的傳導損耗

?低邊側的MOSFET導通電阻 帶來的傳導損耗

?開關損耗

?死區時間損耗

?電感（線圈）的DCR 帶來的導通損耗

從公式中可以看出，MOSFET的導通電阻和電感的DCR損耗尤為增加。由于Io為二次方，因此1A時為1，但5A時變為25，與其他損耗相比，其系數變為5倍。下面是當Io從1A變為5A時的各損耗示意圖。

考慮因素及對策

MOSFET的導通電阻帶來的傳導損耗是損耗增加的主要因素，因此在開關MOSFET外置的控制器IC配置的情況下，應選擇導通電阻低的MOSFET。如果是MOSFET內置型IC，則基于同樣的觀點，應選擇內置MOSFET的導通電阻小的IC，但由于沒有單獨選擇MOSFET的選項，因此需要對比整體的損耗進行選擇。

電感的DCR損耗也很大，因此需要選擇DCR小的電感。在IC組成的電源電路中，一般情況下電感為外置，因此與MOSFET外置型和內置型的思路相同。

關于開關損耗，選擇tRISE和tFALL較快、即MOSFET的開關速度快的產品可抑制開關損耗。基本上需要選擇Qg低的MOSFET。另外，控制器IC的柵極驅動能力高也可有效抑制損耗，但本次使用IC本身的條件。有的MOSFET內置型IC是以高速開關為特點的。

此次的條件設置中，是以不改變開關頻率為前提的，不過也有通過降低開關頻率來降低損耗的手法。但是，這與電感的大小之間存在矛盾平衡關系。這在“探討通過提高開關頻率來實現小型化時的注意事項”中有介紹，請參閱。

死區時間損耗是死區時間中因低邊MOSFET的體二極管的正向電壓VF和Io而產生的損耗，因此理論上應該使用縮短死區時間、體二極管的VF小的MOSFET。然而，在大多數情況下，死區時間是按控制器IC優化的值設置的，是無法調整的，而且根據死區時間來選擇控制IC的做法也不太現實。此外，對于MOSFET也是一樣，尋找體二極管的VF小的產品也并不現實。如果無法容忍死區時間損耗，可以通過在低邊MOSFET的漏極－源極間增加VF小的二極管（如肖特基二極管）來降低VF。另外，雖然這種方法與本次的條件不符，但還可以通過降低開關頻率的方法來處理。

最終需要使用導通電阻低的MOSFET，提高開關速度，并選用DCR低的電感。但是，關于MOSFET的選型還有一些需要探討的事項，相關內容將在“其2”中進行說明。

審核編輯：湯梓紅