MOS管发热问题的解决方案探讨

一个MOS管最大电流是100a，电池电压96V，开通后刚进入米勒平台时，MOS管发热功率是P=V*I，由于电流达到最大，所有功率都在MOS管上：P=96*100=9600w。

此时它的发热功率最大，随后迅速降低直到完全导通，功率变成了100*100*0.003=30w，假设这个MOS管的内阻是3毫欧姆，那这个开关过程的发热功率是十分惊人的。

以上是微碧在网上看到的示例。

我们知道，实际操作中过慢的充电是可以减小振荡，但会延长开关。

如果开通时间慢，意味着从9600W到30W的发热过渡会很慢，这会导致MOS管的结温严重升高，烧毁MOS管。上升时间过长会导致MOS管工作为线性状态，非开关状态。

我们可以选择降低MOS限流，例如限制50a，或者降低电池电压到48V，这样损耗会降低一半，避免管子烧毁。

这也是高压控管子烧毁的原因，但是低压控的开关损耗不一样，它的导通损耗主要是MOS管的内阻决定的。

这个内阻也会随着Vgs电压的升高而减小，所以不要认为只要超过了Vgs的阈值电压就可以顺利导通MOS管，特别是在大功率的应用场景，高Vgs是非常有必要的，因此MOS管的散热非常重要。

那么，充电时间越快越好吗？

当然不是，过快的充电会导致激烈的米勒振荡。

此外，管子小电流发热，主要由以下造成：频率太高、散热设计、选型、电路设计。

频率太高：过份追求体积，导致频率提高，MOS管损耗增加，加大了发热。

散热设计：电流太高，没有做好散热设计，当ID小于最大电流时，发热可能会严重

选型有差：功率判断不一，没有充分考虑MOS管的内阻，开关阻抗增大。

电路设计：让MOS管工作在线性的工作状态，并非开关状态。

NMOS和PMOS在这里还有作区别。

当NMOS做开关，G极的电压需要比电源高几V才能完全导通，但PMOS则相反。

因为没有完全打开而压降过大，造成了功率消耗，等效直流阻抗比较大，压降增大，所以U*I也增大，损耗意味着发热。

MOS管的导通过程

一般解决方法：

1.MOS管选型：选择适当的内阻，并非内阻越小越好，cgs和cgd电容越大；

2.良好的散热设计，添加足够的辅助散热片；

这里还有一个问题（网上看到的），MOS管一般会有两个电流连续漏级电流和脉冲电流，但是实际应用中，是不是电流的峰值不能超过连续电流?

其实MOS管的脉冲电流，是瞬间而不能持续的电流，例如开关瞬间的冲击电流，一般MOS管的脉冲均匀会非常大，如果是持续输出，且输出的时间比较长，关注散热也是有必要的。

这里注意下，如果无法使用外置散热器，可以尽量使用大封装，其散热性能会更好。

审核编辑：黄飞