MOSFET-Auswahlkriterien unter Berücksichtigung von Leitungsverlusten, Schaltverlusten und Arbeitsfrequenz

Da Sie einen resonanten Wandler haben, sollten Sie sich mehr auf den Rdson konzentrieren. Auch die Ausgangskapazität spielt eine Rolle, während der Totzeit muss die Ausgangskapazität entladen werden. Beachten Sie, dass die äquivalente Kapazität der Transformator ist, Ausgangskappen der FETs? sowie die reflektierte Kapazität des Brückengleichrichters

Grundsätzlich kann man also während der Totzeit den Strom durch die Induktivität als konstant betrachten. Dies ist der Strom, der benötigt wird, um die Ersatzkapazitäten zu entladen. Wenn die Ausgangskapazitäten groß und dominant sind, sagt uns ic=c*dv/dt, dass für ein gegebenes C entweder der Strom groß sein muss (großer Magnetisierungsstrom) oder die Totzeit groß sein muss. Also ja, Sie möchten sowohl einen niedrigen Rdson als auch eine niedrige Ausgangskapazität für resonante Topologien haben, aber meiner Erfahrung nach ist der Rdson sehr wichtig.

Übrigens: Bist du dir sicher, was die Obergrenze der zweiten Serie angeht? Dies ist nur für die drahtlose Energieübertragung erforderlich. Das Vorhandensein dieser Kappe macht die Steuerung komplex.

Was sind die geeigneten Gehäusetypen bei 200 kHz Schaltfrequenz? Ist zum Beispiel D2PAK7pin gut genug oder sollte ich etwas wie TO-Leadless/QFN verwenden? Was ist die Faustregel für die Paketauswahl bei unterschiedlichen Frequenzen?

Im Allgemeinen können die gezeigten Pakete mit dieser Frequenz verwendet werden. Am kritischsten in Bezug auf die zusätzliche Induktivität wären die Gehäuse TO-247 und TO-220. Die verschiedenen oberflächenmontierten Komponenten sollten ähnlich funktionieren. Oftmals ist dieselbe Matrize in verschiedenen Verpackungen erhältlich. Überprüfen Sie das Datenblatt, ob es einen sinnvollen Unterschied in Bezug auf zB Anstiegs- und Abfallzeit gibt.

Für die Paketauswahl ist es außerdem wichtig, dass Sie bereits eine Vorstellung von der Kühlstrategie und dem verfügbaren Platz für einen Kühlkörper haben. Die TO-247 und TO-220 können direkt an einem Kühlkörper befestigt werden, während die oberflächenmontierten Komponenten durch die Leiterplatte mit thermischen Vias und wahrscheinlich einem Kühlkörper auf der anderen Seite der Leiterplatte gekühlt werden müssen. Abhängig von den Verlusten kann die thermische Leistung kritisch sein. Beispielsweise können 10 W Verlustleistung bei SMDs schon schwer wegzubekommen sein. Kleinere Packages sparen Platz, erschweren aber eine ausreichende Kühlung.

Kann ich einfach nur auf der Grundlage des oben genannten FOM auswählen? Was sind die anderen Kriterien für die Festlegung der Grenzen? Was ist beispielsweise der maximal zulässige Coss für diese Spezifikationen (dh bei 200 kHz)?

Während der FOM eine Richtlinie für die Auswahl sein kann, sollten Sie den Transistor nicht nur danach auswählen. Eine ungefähre Verlustberechnung, wie in Berechnung der MOSFET-Verlustleistung anhand der Datenblattparameter vorgeschlagen , kann relativ schnell durchgeführt werden und gibt Ihnen eine bessere Vorstellung davon, auf welche Parameter Sie im Datenblatt achten müssen, wenn Sie MOSFETs vergleichen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Vorteile Ihrer Topologie verstehen und wissen, wie Sie eine Nullspannungsschaltung erreichen (siehe Antwort von Navaro). Wenn ZVS erreicht wird, können Sie Einschaltverluste in Ihrer Berechnung vernachlässigen.

Nach Ihren ersten Verlustberechnungen haben Sie eine Vorstellung davon, ob die Leitungsverluste oder die Schaltverluste dominanter sind. Dann können Sie mit beiden niedrigeren nach anderen Teilen suchen$R_{ds,on}$oder niedrigere Kapazitäten und niedriger$Q_g$. Sofern Sie keinen bestimmten Grund haben, sollten Sie sich nicht auf einen Hersteller beschränken. Suchen Sie mithilfe der Suchfilter eines Distributors nach MOSFETs.

Trotzdem ist es wichtig, dass Sie auch ein Simulationsmodell zum Laufen bringen. Dies hilft beim Verständnis der Topologie und ist nicht nur für die Bestimmung von Verlusten nützlich, sondern auch für die Auswahl und das Design von Treibern, das Design von Resonanztanks und so weiter.