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Part 01
前言
单个MOSFET的最大电流能力受到其额定参数,如最大漏极电流的限制。通过将多个MOSFET并联,可以分担电流,从而允许整个电路处理更大的总电流。MOSFET的导通损耗由漏源导通电阻RDS(on)决定,多个MOSFET并联后,等效RDS(on)减小,多个MOSFET分散功耗,可以避免单个器件过热,从而简化散热设计。如果一个MOSFET出现故障,其他并联的MOSFET仍然可以继续工作,提供一定的容错能力。通过精确匹配和优化设计,MOSFET并联后可以有效分担工作负荷,减少过载风险。
所以MOSFET并联使用的好处是非常多,那当在电路中并联使用MOSFET时,有哪些注意事项呢?
Part 02
MOSFET并联使用的理论依据
在并联配置中,所有MOSFET的漏极和源极直接相连,因此其漏源电压VDS是一致的。这种一致性确保了电流分配的基础,因为在同一电压下,电流会根据RDS(on)自然分配。
Part 03
MOSFET并联使用的注意事项
1.均流问题
MOSFET参数的差异会导致电流分配不均匀,一部分MOSFET可能承载更多电流,进而过热或损坏。所以选用同一批次的MOSFET,确保 RDS(on)、阈值电压 VGS(th)和开关特性尽可能一致。在每个MOSFET的源极串联一个小电阻,一般在10mΩ至100Ω之间,用于实现均流。栅极电阻的值不可过大,否则可能降低开关效率,串联电阻相当于引入电压反馈机制,从而可以抑制电流不均的现象。
2.热失控问题
MOSFET的导通电阻RDS(on)随温度升高而增大,虽然其正温度系数特性有助于均流,但散热设计不当时仍可能出现局部过热问题。如果有条件的话为每个MOSFET提供独立散热器。在关键位置增加温度传感器,监测每个MOSFET的温度,配合保护电路,当温度过高时关断负载。
3.栅极驱动问题
并联MOSFET会增加等效栅极电容Cgs,导致栅极驱动电路的负载加重,影响开关速度和效率。建议选用驱动能力强的栅极驱动器。提升驱动电路的电源电压(如从5V提升至10V或15V),以加快开关速度。
4.电路布局与寄生效应
在高功率电路中,PCB布局会显著影响MOSFET的并联性能,寄生电阻和寄生电感会引发不均流或振荡问题。所以MOSFET的漏极、源极和栅极的连线尽量对称,避免寄生参数的不均。走线宽度足够大,特别是高电流部分,避免因电阻引起压降不一致。如果高频振荡严重,可在每个MOSFET的漏极与源极之间并联RC吸收网络。
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