功率因数校正mos管,PFC电路mos管选型-KIA MOS管

功率因数校正mos管作用

MOS管在PFC电路中通常作为开关元件使用，通过快速开关控制电感的充放电过程，从而实现对输入电流波形的精确控制。其工作原理基于其快速开关特性和对栅极电压的控制能力，能够实现对电流波形的精确调节。

功率因数校正MOS管的作用是提高电源的功率因数，减少电网污染，并提高电能质量。在PFC电路中，MOS管通过控制输入电流波形，使其与输入电压波形同步，从而最大化地从电源汲取实际功率，减少谐波失真。

提高功率因数：MOS管在PFC电路中通过控制输入电流波形，使其与输入电压波形同步，从而提高电源的功率因数。这有助于减少电网的谐波污染，提高电能质量。

减少谐波失真：通过精确控制电流波形，MOS管能够显著降低谐波失真，使输入电流更加接近正弦波，从而提高电能质量。

提高效率：通过优化电流波形，MOS管能够最大化地从电源汲取实际功率，提高电源的整体效率。

PFC电路mos管选型

在PFC电路中，MOSFET损耗约占总损耗的20%左右。通过选择正确的器件，PFC效率能够得到大幅提升。为PFC电路选择合适MOSFET器件的一种方法是使用针对特定应用的品质因数（FOM），来最小化器件的总损耗。虽然FOM包括针对传导损耗的导通电阻值（RDS（on））和针对开关损耗的栅极电荷值（Qg），但其并非二者的简单积。为了说明开关损耗，使用了该器件的Qgs和Qgd的一部分以及其输出电容值（Coss）。

标准AC/DC电源的四个级是：

输入

PFC前端

转换器

次级

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 = ?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 = ?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。

功率因数校正,PFC,mos管