Nennleistung des MOSFET-Gate-Widerstands

Normalerweise können Sie den Widerstand eher für die Durchschnittsleistung als für die Momentanleistung dimensionieren. Und unter bestimmten Annahmen gibt es eine einfache Möglichkeit, die durchschnittliche Verlustleistung im Widerstand zu berechnen:

$P = CV^2F$

Dabei ist P die Leistung, C die Gate-Kapazität, V die Gate-Spannung und F die Schaltfrequenz. Beachten Sie, dass der Widerstandswert nicht Teil der Formel ist. Dies liegt daran, dass der Widerstandswert unter bestimmten Annahmen die durchschnittliche Verlustleistung im Widerstand nicht ändert.

Natürlich hat der Widerstand einen starken Einfluss auf die Gesamtverlustleistung, da er die Ein- und Ausschaltzeit des Transistors beeinflusst. Je größer der Gate-Widerstand wird, desto größer wird die Verlustleistung des Transistors (weil er langsamer schaltet). Wenn der Widerstand jedoch zu klein ist, kann es zu anderen unerwünschten Effekten wie Klingeln oder Miller-Kapazitätskopplung in den Treiber-IC über den Ausgang usw. kommen. Aber danach haben Sie nicht gefragt.

@mkeith erwähnte den folgenden Ausdruck für Macht:$P=CV^2f$

Weitere Informationen zum Stromverbrauch finden Sie unter: Stromverbrauch einer CPU

Wenn wir uns im Fall einer RC-Schaltung zuerst die Energie ansehen, dh$CV^2$wird aus der Versorgung entnommen und die Hälfte davon wird über die Kappe gespeichert, während die andere Hälfte im Widerstand verloren geht.

Man kann also sagen, dass die vom Widerstand verbrannte Leistung darauf basiert$0.5CV^2f$von Energie? Die folgende Simulation legt dasselbe nahe:

Die grüne Kurve ist die Spannung über dem Widerstand, wenn Sie seinen Effektivwert berücksichtigen$2.37V_{rms}$. Die durchschnittliche Leistung, die über den Widerstand verbrannt wird, wäre:

$P_{avg}=\displaystyle{\frac{V^2_{rms}}{R}}$;$(R=1 \Omega)$

$P_{avg}=\displaystyle{\frac{2.37^2}{1}} = 5.61W$

Aber wenn man den Ausdruck direkt verwenden würde, dh$P=\displaystyle{CV^2f}$ ODER $\displaystyle{\frac{(CV^2)}{t}}$

$P = \displaystyle{\frac{1\mu * 15^2}{20\mu}} = 11.25W$

Das ist doppelt so viel wie die Simulation vermuten lässt...

Also was ist hier los??

Wie von @mkeith vorgeschlagen, ist der Ausdruck für Leistung eigentlich der Ausdruck für einen vollständigen Lade- und Entladezyklus. Der$0.5CV^2$der beim Entladen auf dem Kondensator gespeicherten Energie erfolgt über den Widerstand. Aufgrund der Symmetrie würde das bedeuten, dass während der Entladephase noch einmal die gleiche Leistung über den Widerstand verbrannt würde.

Dies kann auch durch Simulation überprüft werden:

Der Effektivwert der Widerstandsspannung ist$3.354V_{rms}$

Deshalb,$P_{avg}=\displaystyle{\frac{V_{rms}^2}{R} = \frac{3.354^2}{1}} = 11.25W$

Ich denke das sollte die Sache klären...

Strom in einen Kondensator (das MOSFET-Gate) ist

Frequenz * Spannung * Kapazität

[ Fehler; es ist F * V ^ 2 * C]

Der Gate-Widerstand wird auch genau dieselbe Leistung abführen.

Somit werden 1 MHz * 10 Volt * 10.000 picoFarad [* 10] abgeführt

1e+6 * 10 * 1e-8 = 0,1 Watt. {* 10, = 1 Watt}