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Calculateur de dissipation de puissance MOSFET

Calculez la perte de conduction du MOSFET, la perte de commutation, la dissipation de puissance totale, la température de jonction et l'efficacité pour la conception de composants électroniques de puissance

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Formule

P_cond = I_D² × R_DS(on), P_sw = 0.5 × V_DS × I_D × (t_r + t_f) × f_sw

I_D— Drain current (A)
R_DS(on)— On-resistance (Ω)
V_DS— Drain-source voltage (V)
f_sw— Switching frequency (Hz)
t_r— Rise time (s)
t_f— Fall time (s)

Comment ça marche

Les MOSFET (transistors à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur) convertissent l'énergie électrique en chaleur pendant le fonctionnement, la dissipation de puissance étant un paramètre critique dans la conception électronique. La dissipation de puissance se produit par le biais de deux mécanismes principaux : les pertes de conduction et les pertes de commutation. Les pertes par conduction se produisent lorsque le MOSFET est complètement activé, en fonction de la résistance à l'état passant de la source de drainage (RDS (on)) et du courant circulant dans le dispositif. Les pertes de commutation se produisent pendant les transitions d'état des transistors, représentant l'énergie perdue sous forme de chaleur pendant les périodes d'activation et de désactivation.

Exemple Résolu

Supposons un MOSFET avec RDS (activé) = 0,05 Ω fonctionnant à 10 A avec une fréquence de commutation de 50 kHz. Perte de conduction = I²R = (10A) ² × 0,05 Ω = 5 W. Le calcul des pertes de commutation implique la charge de grille (Qg), la tension d'alimentation (VCC) et la fréquence de commutation : Psw = Qg × VCC × f = 50 nC × 12 V × 50 kHz = 3 W. Dissipation de puissance totale = 5 W + 3 W = 8 W.

Conseils Pratiques

  • ✓Assurez-vous toujours d'une dissipation thermique suffisante pour les MOSFET dépassant 2 W de dissipation de puissance
  • ✓Sélectionnez des MOSFET avec un RDS inférieur (activé) pour réduire les pertes de conduction
  • ✓Envisagez des MOSFET à commutation plus rapide pour minimiser les pertes d'énergie de commutation
  • ✓Surveillez la température de jonction pour éviter l'emballement thermique

Erreurs Fréquentes

  • ✗Négliger les pertes de commutation dans les applications à haute fréquence
  • ✗Sous-estimation des exigences en matière de gestion thermique
  • ✗Utilisation de MOSFET au-delà de leurs conditions de fonctionnement spécifiées

Foire Aux Questions

Calculez les pertes de conduction en utilisant I²R et les pertes de commutation en utilisant Qg × VCC × fréquence, puis additionnez ces valeurs.
Le courant, la résistance à l'état passant, la fréquence de commutation, la charge de grille et la tension de fonctionnement sont des facteurs clés.
Une dissipation de puissance excessive entraîne une augmentation de la température de jonction, ce qui peut entraîner une défaillance de l'appareil ou une réduction de la fiabilité.

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