MOSFET关断过程中的开关损耗如何计算？800字手把手教你搞定这个电路知识点

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MOSFET关断时，漏源电压Vds和电流ID不是瞬间变成0的，会有个过渡过程。这段时间里，电压和电流同时存在，功率Vds × ID就变成了损耗。交叉损耗直接影响MOSFET的发热，尤其在高频开关电路（比如Buck转换器）中，频率高了，损耗累积起来就不小，散热得跟上。

Vin:输入电压

Io:负载电流

tcrossturnoff:关断时的交叉时间(也就是电压电流重叠时间)

fsw:开关频率

那么我们需要先计算出关断交叉时间tcrossturnoff：

T2：米勒平台阶段，Vds从低电压上升到高电压的时间。

T3：栅极电压从米勒平台下降到阈值电压VT的时间。

计算T2：米勒平台时间

Vin:输入电压，假定是15V

Cgd:栅漏电容，假定是0.75pF

Rdrive:驱动电阻，假定是1Ω

VT:阈值电压，假定是1.05V

Io:负载电流，假定是22A

g:MOSFET跨导，假定是100S

代入公式：

T2是米勒平台阶段，栅极电压被"卡住"，因为栅漏电容 Cgd 在放电，VDs 快速上升到输入电压，电流ID开始下降。这段时间是关断损耗的主要部分。

计算T3：栅极放电时间

Tg:栅极放电时间常数：

其中Cg是栅极电容，假定是300pF。

代入公式：

T3是栅极电压从米勒平台下降到阈值电压的时间，MOSFET电流ID已经降到0，Vds保持高电压。

总交叉时间tcrossturnoff：

总关断交叉损耗Pcrossturnoff：

代入公式：

0.83W是关断时的交叉损耗，500kHz频率下，每次关断都会产生微小损耗，累积起来就是这个数。

总交叉损耗Pcross：

Pcrossturnon:导通交叉损耗，0.64 W （上一篇文章的计算结果)

Pcrossturnoff:关断交叉损耗，0.83 W

总交叉损耗1.47W是MOSFET在开关过程中（导通+关断）的损耗，加上导通损耗（I × I × RDS(on)），就可以结合热阻来评估总发热对应的温升了。