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VRM MOSFET温度及其调节方法
当MOSFET导通时,电流流过该组件。在理想情况下,所有提供的电源都将转移到负载,在这种情况下,转移到CPU和相关组件。在现实生活中,一些功率会通过MOSFET的热量散发,这会大大提高其温度。
MOSFET温度的电势升高取决于其热阻。热阻以°C / W表示。与MOSFET的功耗相比,它表明温度升高。在数据表中,您经常会找到参数R thJC和R thJA。
R thJC是指结温与壳体之间的温差,而R thJA是指结温与环境之间的温差。要了解VRM MOSFET的温度,请使用R thJA值。
计算MOSFET的功耗
首先计算开关MOSFET的功耗。您可以通过如下计算总的电阻和开关损耗来实现:
PD MOSFET总和= PD电阻+ PD开关
查找电阻损耗
电阻损耗PDRESISTIVE可通过以下公式计算:
PD电阻= [ ILOAD² ×R DS(ON)HOT]×(V OUT / V IN)
查找开关损耗
获取开关损耗更为复杂,但可以使用以下公式完成:
PD SWITCHING =(C RSS ×V IN ²×F SW ×I LOAD)/ I GATE
C RSS是MOSFET的反向传输电容,可以在数据手册中找到。
一旦耗散了总功率,您将了解MOSFET的温度,如下所示:
T J = PD MOSFET 总数x R thJA + T A
对于CPU,获得100°C或更高的值并不罕见。这就是在为高端CPU和GPU供电时MOSFET会变得多么热。在下一节中,我们将探讨如何控制VRM MOSFET的温度。
如何调节VRM MOSFET温度
散热器有助于将热量从VRM MOSFET散发出去
在驱动耗电芯片时,VRM MOSFET不可避免地会释放出大量的热量。由于不能选择使用冰浴,因此您需要采取一种现实的方法来调节温度,以免影响其效率和寿命。
主板本身就是保持热量受控的有效方法。显然,散热器很容易分散MOSFET的热量,因为它们的目的是将热量从高温器件转移出去。适当通风的外壳有助于将加热的空气排到外部,这意味着您需要安装冷却风扇。在某些情况下,使用液态冷却剂来保持MOSFET温度处于受控状态。然后热量通过循环的冷却剂传递到散热器。
对于PCB设计人员而言,您可以通过无源技术来控制VRM MOSFET的温度,例如分配大量的散热孔以帮助散热。另外,请确保温度敏感元件不要放在MOSFET附近。