發布日期：2022-10-09 點擊率：85
1.前言
如何為開關模式電源 (SMPS) 應用選擇最合適的場效應晶體管 (FET) ，是非常困難的。根據數據表規格預測電路性能是一個乏味的過程。現在，借助在線設計工具團隊，TI 提供了一個基于網絡的選擇工具，可幫助我們權衡各種 MOSFET 的成本和性能權衡。該工具使用上述應用筆記中的公式，因此僅專門涵蓋同步降壓轉換器拓撲。然而，由于這種拓撲絕對是用于實現分立 FET 的最流行的非隔離 DC/DC 拓撲，因此它仍然支持大量的電源終端應用。
2.使用TI工具選擇合適的MOSFET
基本上，該工具的工作原理如下。首先，用戶將從 TI 控制器列表中進行選擇，或通過輸入自定義參數來構建自己的控制器（圖 1）。然后他們將輸入各種應用條件（輸入電壓、輸出電壓、輸出電流和開關頻率，如果控制器支持該選項）。就是這樣！從那里，該工具為我們完成所有計算！
圖 1：使用此界面，我們可以輸入最終應用程序的參數和控制器
單擊提交按鈕后，該工具將確定支持輸入電壓的最小 FET 擊穿電壓，并按功率損耗對所有潛在的 TI FET 解決方案進行排名（圖 2）。列表中越高，該插座的功率損耗越小。
圖 2：圖 1 所示輸入參數的解決方案，按功率損耗排序
排名中的解決方案包括一系列分立選項以及電源塊解決方案——垂直集成到一個封裝中的單個半橋。我們為什么會對電源塊解決方案感興趣？除了占用空間減少和功率密度優勢外，與兩個分立式 FET 相比，它們的堆疊芯片硅技術可實現優化的熱布局和更低的寄生源電感。該應用說明說明寄生源電感會對總系統開關損耗產生重大影響，尤其是當我們驅動到更高頻率時。因此，重要的是 NexFET 功率 MOSFET 選擇工具足夠智能以解決共源電感 (L CSI) 在計算損失時，因為這樣做有效地顯示了功率塊的一些可衡量的優勢。
我想就應該如何使用該工具以及不應該如何使用該工具提出最后幾點。作為損失和價格（可能還有規模）的相對比較機制，它是最有效的。它使我們能夠快速評估第一手解決方案之間的權衡，并做出最適合我們的決定。例如，讓我們回顧一下圖 1 和圖 2。乍一看，我們可能會選擇 CSD86330Q3D 電源塊，因為它是所有解決方案中最高效的（基于最低的功率損耗）。但是往下看 CSD87331Q3D，我們會看到一個解決方案，雖然總損耗高出 4%，但也便宜 34%（以 1000 件為單位）。最重要的是，CSD87331Q3D 具有 30V 擊穿電壓 (BV DSS) 相對于 25V CSD86330Q3D，這將使我們的 18V 輸入具有更大的裕度。或者也許設計者并不關心 SON3x3 封裝更小；由于終端設備的熱環境惡劣，他們可能會擔心將約 2W 的功率耗散到較小的封裝中。在這種情況下，也許他們會選擇 5mm x 6mm CSD87352Q5D。關鍵是該工具使設計師能夠自己做出決定。
在任何情況下，用戶都不應假設該工具對于他們將在我們的電路板上看到的損耗是 100% 準確的，因為該工具無法預測的其他因素（環境溫度、電路板布局考慮）也會影響該最終值。在發布該工具之前，在線設計工具團隊進行了多項驗證研究，發現與測量損失相比，預測損失通常在 5-10% 之內——但絕對確定地預測損失并不是該工具的意圖。
在這一點上，該工具僅根據擊穿電壓考慮將設備從其排名建議中刪除。如果有人愿意，它可以提供足夠的自由來設計一些非常不切實際的東西。例如，該工具中沒有任何內在建議不要在以 10MHz 切換時將 10W 的功率耗散到單個 SON5x6 FET 中，但祝我們好運，在不熔化印刷電路板 (PCB) 的情況下嘗試使其在真正的電路板上工作. 盡管該工具在減少同時預測數十個解決方案的功率損耗所需的時間和精力方面非常出色，但仍需要用戶方面的一些智能才能產生穩定的設計。
我希望我們下次需要為降壓應用選擇 FET（或電源塊）器件時，有機會使用此工具，并且我們會發現它和我一樣有用且省時。
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