发布时间:2023-08-10 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅
根据输出功率(输出电压、输出电流),可以计算出原边峰值电流,再以这个数值的2倍以上选择合适的MOS,再根据这个MOS的G需要的电压、电流,来选择有对应输出能力的开关芯片。
开关管一般选择开关频率高,耐反向冲击的,一般是金封大功率的,三极管有pnp npn两种极性,不可以混用
在ORing FET应用中,MOS管的作用是开关器件,但是由于服务器类应用中电源不间断工作,这个开关实际上始终处于导通状态。其开关功能只发挥在启动和关断,以及电源出现故障之时 。
相比从事以开关为核心应用的设计人员,ORing FET应用设计人员显然必需关注MOS管的不同特性。以服务器为例,在正常工作期间,MOS管只相当于一个导体。因此,ORing FET应用设计人员最关心的是最小传导损耗。
低RDS(ON) 可把BOM及PCB尺寸降至最小
一般而言,MOS管制造商采用RDS(ON) 参数来定义导通阻抗;对ORing FET应用来说,RDS(ON) 也是最重要的器件特性。数据手册定义RDS(ON) 与栅极 (或驱动) 电压 VGS 以及流经开关的电流有关,但对于充分的栅极驱动,RDS(ON) 是一个相对静态参数。
若设计人员试图开发尺寸最小、成本最低的电源,低导通阻抗更是加倍的重要。在电源设计中,每个电源常常需要多个ORing MOS管并行工作,需要多个器件来把电流传送给负载。在许多情况下,设计人员必须并联MOS管,以有效降低RDS(ON)。
需谨记,在 DC 电路中,并联电阻性负载的等效阻抗小于每个负载单独的阻抗值。比如,两个并联的2Ω 电阻相当于一个1Ω的电阻 。因此,一般来说,一个低RDS(ON) 值的MOS管,具备大额定电流,就可以让设计人员把电源中所用MOS管的数目减至最少。
除了RDS(ON)之外,在MOS管的选择过程中还有几个MOS管参数也对电源设计人员非常重要。许多情况下,设计人员应该密切关注数据手册上的安全工作区(SOA)曲线,该曲线同时描述了漏极电流和漏源电压的关系。基本上,SOA定义了MOSFET能够安全工作的电源电压和电流。在ORing FET应用中,首要问题是:在完全导通状态下FET的电流传送能力。实际上无需SOA曲线也可以获得漏极电流值。
若设计是实现热插拔功能,SOA曲线也许更能发挥作用。在这种情况下,MOS管需要部分导通工作。SOA曲线定义了不同脉冲期间的电流和电压限值。
注意刚刚提到的额定电流,这也是值得考虑的热参数,因为始终导通的MOS管很容易发热。另外,日渐升高的结温也会导致RDS(ON)的增加。MOS管数据手册规定了热阻抗参数,其定义为MOS管封装的半导体结散热能力。RθJC的最简单的定义是结到管壳的热阻抗。细言之,在实际测量中其代表从器件结(对于一个垂直MOS管,即裸片的上表面附近)到封装外表面的热阻抗,在数据手册中有描述。若采用PowerQFN封装,管壳定义为这个大漏极片的中心。因此,RθJC 定义了裸片与封装系统的热效应。RθJA 定义了从裸片表面到周围环境的热阻抗,而且一般通过一个脚注来标明与PCB设计的关系,包括镀铜的层数和厚度。
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先设计好原理图,完成前仿真,设计好版图,完成后仿真,包括工艺角仿真(这些过程可以用cadence IC或者ADS等软件完成),就可以送去流片了,可以选择SMIC或者台积电等厂家。
小量流片的费用大概是20至50万元,具体价格视芯片规模和工艺类型而定。一般开关电源ic规模不大,工艺要求也不高,估计十万多元就够了,很便宜。大约需要一个月至几个月的时间,可以获得几十个样片。另外,教育部每年都有免费流片的计划,如果符合条件,可以去申请。
取得样片后,要进行测试,包括各项指标,以及指标的一致性。根据测试的结果确定是否要修改后继续流片,如果测试结果满足要求,就可以批量投产了,批量我没做过,所以不知道价格如何。
问得比较含糊,开关电源分很多种,有桥式的,半桥式的,推挽式的,以及自激式开关电源等等,参数选择各不相同,输出功率也不同,参数选择差异就更大。建议选择开关电源的基础书籍看看。
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