如何選擇開關電源的MOSFET

開關型直流穩壓電源它的電路型式主要有單端反激式、單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性穩壓電源的根本區別在于電路中的變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功率管不是工作在線性區，而是飽和及截止區，即工作在開關狀態；開關型直流穩壓電源也因此而得名。開關電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成。

圖 開關電源基本電路框圖

開關電源適用于全電壓范圍，不需要壓差，可以采用不同的電路拓撲實現不同的輸出要求。調整率和輸出紋波不如線性電源，效率高。需要的外圍元件多，成本高。還有就是開關電源電路設計復雜，故障率高，維護維修不方便。

功率需求：首先，要確定開關電源所需的功率范圍。MOSFET的功率處理能力應當滿足或超過電源設計的需求。

電壓和電流規格：根據電源的輸入和輸出電壓，以及預期的工作電流，選擇具有適當額定電壓和電流的MOSFET。額定電壓和電流應足夠高，以確保MOSFET在工作過程中不會因電壓或電流過載而損壞。

開關速度：開關速度是MOSFET的一個重要參數，它決定了電源的頻率響應和效率。選擇具有高開關速度的MOSFET可以提高電源的效率和性能。

熱性能：由于MOSFET在工作時會產生熱量，因此其熱性能也是一個需要考慮的因素。選擇具有優良散熱性能和耐高溫特性的MOSFET，可以確保電源的穩定性和可靠性。

封裝類型：MOSFET的封裝類型也是選擇過程中的一個重要考慮因素。不同的封裝類型具有不同的散熱性能和安裝要求，因此需要根據具體的應用場景和安裝環境來選擇。

DC/DC 開關控制器的 MOSFET 選擇是一個復雜的過程。僅僅考慮 MOSFET 的額定電壓和電流并不足以選擇到合適的 MOSFET。要想讓 MOSFET 維持在規定范圍以內，必須在低柵極電荷和低導通電阻之間取得平衡。在多負載電源系統中，這種情況會變得更加復雜。

降壓同步開關穩壓器原理圖

DC/DC 開關電源因其高效率而廣泛應用于現代許多電子系統中。例如，同時擁有一個高側 FET和低側 FET 的降壓同步開關穩壓器，如圖 1 所示。這兩個 FET 會根據控制器設置的占空比進行開關操作，旨在達到理想的輸出電壓。降壓穩壓器的占空比方程式如下：

1） 占空比 （高側FET，上管） = Vout/（Vin*效率）

2） 占空比 （低側FET，下管） = 1 – DC （高側FET）

FET 可能會集成到與控制器一樣的同一塊芯片中，從而實現一種最為簡單的解決方案。但是，為了提供高電流能力及（或）達到更高效率，FET 需要始終為控制器的外部元件。這樣便可以實現最大散熱能力，因為它讓FET物理隔離于控制器，并且擁有最大的 FET 選擇靈活性。它的缺點是 FET 選擇過程更加復雜，原因是要考慮的因素有很多。

審核編輯：黃飛