各封装类型下的最大功率级 - 功率因数校正最佳策略：如何选取合适的MOSFET？

　　为满足80 Plus“金级”效率标准的要求，所有级的合并损耗是额定输出功率的约12%。单纯PFC MOSFET损耗应限制到总输出功率的约2%或封装功率限值，（以二者中的较低者为准）。“TO”封装的最大功率损耗限值为：

　　· PowerPAK®SO-8L （5x6）： 5W

　　· PowerPAK®8x8： 7W

　　· TO-220/TO-220F： 10 W

　　· TO-247： 20W

　　· Super TO-247/Tmax： 25W

　　因此，由传导损耗和开关损耗构成的最大封装功率限值不应超过上述水平。传导损耗用公式I2*R来计算，其中考虑到了器件的RDS（on）以及其温度系数。开关损耗不仅需要考虑Qg、Qgd和Qgs，还需要考虑Qoss，Qoss是Coss的积分函数。

　　传统的FOM，即RDS（on）（典型值）*Qg（典型值）并不考虑器件的Coss/Qoss，但这是一个非常重要的损耗，特别是在开关损耗大于传导损耗的轻负载情况下。开关损耗的这一成分是在充电（当器件断电时）和放电（当器件通电时）情况下产生的，必需在设计中加以考虑。Coss/Qoss越大，开关损耗就越大。此外，Qoss损耗是固定的并且独立于负载，这一点可从标准公式Poss = ½ CV2 x Fsw中看出，其中Fsw是开关频率。

　　在通用输入电源中，PFC MOSFET始终受到380 VDC至400 VDC的主体 （bulk） DC总线电压的限制。因此，输出开关损耗有可能在总损耗中占相当大的比例。高压MOSFET （HVM）的Coss随着所施加的VDS的不同而有相当大的变化。为说明输出电容器的非线性，可以使用Poss = ½ Coer x V2 x Fsw作为损耗计算公式。Coer是由产品说明书提供的有效电容，与MOSFET的集成Coss具有相同的存储能量和相同的损耗。所以，新FOM现在为Rds（on）（典型值） * （Qswitch （典型值） + Qoss），其中Qswitch是Qgd和Qgs的组合。

　　例如，我们使用一个最大封装功率损耗为8 W且对传导损耗和开关损耗的贡献各为4 W的TO-220 / TO-220F器件。这样Coss/Qoss损耗将占到总封装损耗的约20%，或总开关损耗的约40%，这是标准FOM公式没有加以考虑的一个较大损耗。

　　由于有许多可用封装选项，所以表1列出了针对不同封装的最大功率额定值。请注意，每种封装都有一系列器件可供选用，所以有可能对广泛的输出功率推荐相同的封装。为了实现SMT封装（如PowerPAK®SO-8L （5x6） 和PowerPAK®8x8）的最大可能功率耗散，有必要将PCB温度保持在最坏条件下的应用要求值。建议最大额定值因此受到系统热考虑事项而非封装损耗的限制。

　
表1：各封装类型下的最大功率级
 

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