嵌入式設計技術在選擇電源FET中的使用

最新的嵌入式設計為各行各業及各種使用供應了大量復雜的新產品和新服務。由于精簡成本的限制及提高性能的預期，嵌入式設計正在為各種包括家電、工具、建筑、服裝及我們周圍幾乎所有物品在內的日常使用供應更小、更經濟的處理辦法。

這些嵌入式設計通常由一個微控制器和各種二級接口構成，如電源。能夠放心且迅速簡便地選擇電源的元器件對供應可靠的更小、更經濟的處理辦法至關緊要。為實現這一目標，要使用直觀的探測測量工具，快速獲得優化結果。本文重點解析了電源分解的實際使用，采用特定測量技術更加高效地選擇和確定相應的元器件。

電源分解

在本例中，我們要為開關電源選擇最好的電源FET。晶體管的總功率損耗緊要是開關損耗，但開關損耗計算起來要困難得多。我們可以依據FET的電流和開點電阻，相對簡便地計算開關電源的靜態損耗。

因為成本和功率損耗是一對矛盾，而我們的目標是選擇成本最低的部件，其總功耗不超過0.5W。在這里，我們預先確定要探測的四個晶體管。

圖1是標準開關電源的方框圖。我們使用差分探頭測量流經晶體管的電壓，并使用電流探頭測量流經晶體管的電流。接下來，我們將考察使用這一探測設備測得的開關損耗。

圖1電源電路和探測設置方框圖

圖2顯示的是開關晶體管通道1的電壓(黃色軌跡)和通道4的電流(綠色軌跡)，可以用來計算功率損耗。留意，平滑電感器要足夠大，以便電流在晶體管打開期間不會上升得太高。此處簡化了晶體管中的功率損耗計算過程，因為電流在打開期間上升約莫不到10%，因此我們可以使用均勻電流進行計算。靜態功率損耗是平方后的電流乘以電阻，然后再乘以占空比(I2R×占空比)。每個元器件在2A處的靜態功率損耗已經被計算出并列在表1中。

圖2工作電壓和電流波形

圖3是測得的額定電流最低的晶體管(NMD9700)的開關功率損耗。我們使用泰克DpOpWR分解軟件，設置成在通道1上使用差分電壓探頭測量流經晶體管的電壓(黃色軌跡)，在通道4上使用電流探頭測量電流(綠色軌跡)。它顯示了打開和封閉過程中的開關損耗，我們將使用總均勻損耗值，因為這是兩個開關損耗的綜合結果。要留意，功率損耗緊要取決于封閉過程。1.53W的總損耗(0.54W靜態損耗+0.99W開關損耗)分明高于我們的目標（

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