世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
原创

LTSpice仿真+Mathcad試算-基礎電路Buck中MOSFET挑選(前)

[复制链接]
查看: 11625 |回复: 14
1
tk007kimo
  • 积分:478
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:30
积分:478
LV6
高级工程师
  • 2020-9-11 17:54:32
首先说明我所使用的是同步开关来进行仿真电路,
输入端的小电感是故意使输入电压产生涟波。
我会做这个仿真电路的原因,是为了后面使用Mathcad计算MOSFET上的功耗,
相互比对验证。从这过程中挑选适合我使用的MOSFET。
在功耗分析中,切换功耗的计算会比导通损耗来的困难,因为之前做过一些电路没去分析切换开关功耗,
导致MOSFET热累积太多,不得已使用了散热片来解决过热问题,所以才会想要做这个分析,
之后可以知道MOSFET上承受了多少功耗,是否可以换料降低功耗。
先上仿真电路,是个很简单的Buck架构。

LTSPICE除了可以跑电路波形外,还有可以察看电路中元件的功耗,
这对后面计算MOSFET的功耗起了比对作用。
圖1
接着底下是Mathcad的计算部分:
先将要设计的规格部分填入

圖2
接着是电感计算
圖3

因为我对Mathcad函数计算与绘图方面不是很熟,所以我用了比较笨的方式,将每个函数式列一次,来达到我想绘制的图表。
先将找到的MOSFET从资料表中将相关参数代入。 (此处我使用5个不同的MOSFET,分High/Low side来计算)

圖4
接下来是针对Rds_on、Tr、Tf、Coss计算功耗
圖5
再来是Qrr、Dead-time、QG计算功耗
圖6
MOSFET的功耗到此计算完毕,后面是一些分类,High-side、Low-side、Total
因为开关Duty的关系,不一定同一颗MOSFET再High-side、与Low-side表现会相同,
因此如果是同步Buck的话,要尽可能挤效率的话会选各自合适的MOSFET。

圖7
接下来将频率从我想设计的频率范围来制作图表函数、一样分为High-side、Low-side、Total
High-side、Low-side、Total

圖8
圖9
圖10
最后就是图表呈现,可以从图表发现High-side MOSFET有些再高频表现比较优异的,到了低频反而变差。
圖11
圖12
最后说明一下我最后实作的结果,计算值终归还是计算,与实际还是会有差异,但是这个计算结果可以显示出相对的数值。
也就是说,MOSFET的挑选确实是可以使用计算下去分析,但是实际产生的功耗还是多了一些,
原本我是想设计在500kHz,为了不加散热器使用自然风冷,最终还是将频率降到260kHz左右才达到我想要的效果,
由于降频的结果,当然是拿电感的尺寸下去换效率,来达到不用散热器。
最后附上相关档案,请指教,感谢各位收看。


最后说声抱歉,因为使用截图字数超过上限,只好使用附图的方式
2020091112.png
2020091111.png
2020091110.png
2020091109.png
2020091108.png
2020091107.png
2020091106.png
2020091103.png
2020091105.png
2020091104.png
2020091102.png
2020091101.jpg

Synchronous Buck Converter.rar

841 Bytes, 下载次数: 229, 下载积分: 财富 -2

仿真

Buck MOSFET Power Loss Analysis.rar

38.56 KB, 下载次数: 198, 下载积分: 财富 -2

口乃心之门户
  • 积分:17412
  • |
  • 主题:9
  • |
  • 帖子:931
积分:17412
LV10
总工程师
  • 2020-9-12 10:18:21
 
有计算,有仿真,不错!可惜没有这个mathcad的版本,看不了
zbbbaobao123456
  • 积分:290
  • |
  • 主题:6
  • |
  • 帖子:18
积分:290
LV3
助理工程师
最新回复
  • 2022-5-6 19:10:29
  • 倒数1
 
我用mathcad15打不开
wcg123
  • wcg123
  • 离线
  • LV3
  • 助理工程师
  • 积分:235
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:17
积分:235
LV3
助理工程师
  • 2020-10-11 15:22:22
 
下载下来,学习的。
spirite219
  • 积分:469
  • |
  • 主题:6
  • |
  • 帖子:44
积分:469
LV6
高级工程师
  • 2020-11-3 13:28:40
 
楼主,下载下来无法仿真是什么问题
tk007kimo
  • 积分:478
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:30
积分:478
LV6
高级工程师
  • 2020-11-3 18:18:27
 
有显示什么错误讯息吗? 我猜测是MOSFET选择,你先使用内建的MOSFET试试,或者将时间参数改大一些,我用1e-9有点小,改1e-6看看
tk007kimo
  • 积分:478
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:30
积分:478
LV6
高级工程师
  • 2020-11-3 18:24:08
  • 倒数10
 
我看到问题了,是V3的电源设置有问题,你改成普通直流电就行,或是将周期时间设很长
wyxdy2014
  • 积分:3969
  • |
  • 主题:8
  • |
  • 帖子:414
积分:3969
LV8
副总工程师
  • 2020-11-16 14:13:00
  • 倒数9
 
V3怎么改
tk007kimo
  • 积分:478
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:30
积分:478
LV6
高级工程师
  • 2020-12-1 11:35:43
  • 倒数8
 

最普通的DC值就可以

1606793715881.jpg
kck0827
  • 积分:154
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:10
积分:154
LV2
本网技师
  • 2021-10-15 17:07:17
  • 倒数7
 
下载下  学习~
kck0827
  • 积分:154
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:10
积分:154
LV2
本网技师
  • 2021-11-5 16:13:12
  • 倒数6
 
V5~~~~~~~
shzylgh
  • 积分:495
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:73
积分:495
LV6
高级工程师
  • 2021-11-13 15:46:28
  • 倒数5
 
mark 不错的资料
大师兄007
  • 积分:453
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:15
积分:453
LV6
高级工程师
  • 2021-12-13 15:46:22
  • 倒数4
 
mark学习
tarrien
  • 积分:828
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:104
积分:828
LV6
高级工程师
  • 2022-3-5 21:52:16
  • 倒数3
 
楼主的资料不错!
zbbbaobao123456
  • 积分:290
  • |
  • 主题:6
  • |
  • 帖子:18
积分:290
LV3
助理工程师
  • 2022-5-6 18:52:08
  • 倒数2
 
多谢楼主分享,不知道楼主有空能否指导下,我这边也刚接触学习下。我的QQ1445927027,多谢楼主
热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)82437996 /(138 2356 2357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报 | 网站举报

Copyright 2008-2024 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348号-2   津公网安备 12010402000296号