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    今天给大家介绍的是实际案例MOS管选型，主要是以下：
1、选择MOS管的重要参数
2、选择功率mos管的步骤
3、为家用12V逆变器选择MOS管
4、选择低功耗指示器/蜂鸣器 MOS管
5、选择大功率、非PWM的MOS管
6、为高功率PWM负载选择MOS管
一、选择mos管的重要参数
    选择MOS时至关重要的2个参数是导通电阻Rds(on) 和栅极电荷 Qg。决定 MOSFET 性能的其他一些重要参数是击穿电压、BVDSS 和体漏极二极管，当器件用作功率二极管时必须考虑这些参数，例如在同步续流操作模式下，以及可能影响开关时间和电压尖峰的固有电容。
1、导通电阻，RDS(on)
    表示 MOS管 处于导通状态时漏极和源极端子之间的电阻。传导损耗取决于它，RDS(on) 的值越低，传导损耗越低。
2、总栅极电荷，QG
    表示栅极驱动器打开/关闭器件所需的电荷。
3、品质因数，FoM
    是 RDS(on) 和 QG 的乘积，说明了 MOSFET 的传导损耗和开关损耗。因此，MOS管 的效率取决于 RDS(on) 和 QG。
4、击穿电压，BVDSS
    表示 MOSFET 在关断状态下能够维持的最大漏源电压。下图给出了为高功率PWM负载选择MOS管

为高功率PWM负载选择MOS管
二、选择功率mos管的步骤
1、找出应用的所有参数，例如最大电压、最大电流和工作温度
2、找出电路的总负载
3、计算 MOSFET 所需的峰值电流和峰值负载
4、找出系统的效率
5、计算有损耗的负载
6、增加安全系数（视操作温度而定）
7、检查设备是否将作为双向设备运行
三、为家用12V逆变器选择MOS管
    假设已知的的参数是：
输入 – 12V DC（铅酸电池）
输出 – 230V AC
负载 – 1000W
峰值负载 – 2000W
逆变器损耗 – 20%
1、考虑峰值负载时的最大功率输出
    计算时我们只考虑最大输出功率。
    P_max=2000W
    总损耗为2000W的20%，所以总损耗为400W。
2、找出总负载
总负载=最大负载+损耗负载
=2000W+400W
=2400W
3、计算峰值电流和峰值负载
    逆变器的输入侧有一个铅酸电池，其充电电压通常在 10V 到 14V 之间。因此，保持 20% 至 40% 的余量，输入将约为 6V 至 8V。
电流=P/V=2400/6=400A
4、计算电压
    选择最小 2 倍电压以保持系统稳定，因为在短路或峰值电流期间也会观察到电压尖峰。选择更高的电压更安全。
最大电池电压（V_Bmax）=14V
MOSFET额定值=2×14V=28V
5、电流增加安全系数
    MOSFET 的安全工作区与温度有关。所以，为了使系统更安全，我们可能会取比计算电流高50%到80%的额定电流。
安全系数设为 50%
I_S.F.=400A+200A=600A
    因此，我们需要的 MOSFET 的额定电流应为 600A。因此，适合我们操作的 MOSFET 的额定值至少应为 600A 和 28V。
四、选择低功耗指示器/蜂鸣器 MOS管
    在实际应用电路中，mos管的一个常见应用是驱动LED指示灯。LED或者蜂鸣器消耗 10mA-50mA 电流是正常的。你选择的微控制器可能无法在I/O引脚上吸收/提供那么大的电流，即使可以，也希望避免达到极限，这个时候就需要用到逻辑电平MOS管。

微控制器直接逻辑电平MOS管
    微控制器直接逻辑电平MOS管，该MOS管从一个小型LED指示灯吸收电流。下图显示了这种情况，所需的完整规格如下：
从漏极到源极的最大电流~ >500mA
从漏极到源极的最大电压> 12V
门 3v3 上的电压驱动
    这个mos管的标准非常宽松，唯一比较严格的就是需要直接由3V3逻辑哦驱动。大多数微控制器以3V3逻辑驱动，但AVR和一些比较旧系列的Microchip 产品线除外。

采芯网上的mos管
1、筛选不符合目标的MOS管
    这里主要是筛掉库存、切带（CT）、有源、N型和MOS（金属氧化物），筛掉 Cut Tape (CT)参数，主要是为了消除使用不同包装的重复SMT部件。
2、选择驱动电压（最大 Rds On，最小 Rds On）
    这里主要是根据施加到栅极用来启动MOS管的电压来限制MOS管。Max Rds On部分是 MOSFET 首次完全 “导通”时的电压。在此电压下，MOS管 将具有其最大 Rds 值。目标是施加高于 Min Rds On 的电压。高于此点，Rds 将处于最低点。
    主要是以下：
1.2V、2.5V
1.5V
1.8V、2.5V
1.8V、2.7V
2.5V
3、选择电流 - 连续漏极 (Id)
    MOS至少有12V的漏源电压（Vdss) ，可以使用低于Min Rds On电压规格的 MOSFET。如果MOS管的选项不够模拟可以扩大范围，将最小 Rds On高于 3v3 的部件包括在内，但是必须要确保查阅Datasheet，查看 3v3 栅极驱动电压下的 Rds 值。
    这里要确定的是电流 - 连续漏极 (Id)的要求：
440mA
1.4A
2.3A
3.7A
9.3A
    根据以上条件，你可以筛选出中几个mos管。如果都差不多的情况下，我会选择便宜一点的那个，哈哈哈。
五、选择大功率、非PWM的MOS管
    在这种情况下，选择MOS管的话，需要计算的比较多：
最大负载为20A
负载电压为24VDC
来自驱动器的栅极电压为12VDC
无脉宽调制
没有可用的强制空气对流
    这种情况下驱动LED阵列，加热器或者电机驱动等大型阻性负载很常见，假设我们驱动的设备都不是感性的。
1、初始 Rds方程
    当MOS管不是PWM时，作用就像一个跨越其漏极和源极的电阻。Rds 随温度降额而变化很大，也可能因为批次不一样而有差异。对于没有散热器的标准功率MOS应用，希望热量耗散的功率在1W以下，大部分标准都可以达到：

用于计算1W功耗时Rds的功率公式
    使用等式一，功率为1W、电流20A的Rds(on) 为 2.5m。
2、选择Rds参数
    Rds On (Max) @ Id, Vgs≤2.5m。漏源电压（Vdss）需要高于24VDC。由于负载可能会离开电路板，并且电线可能带有电感元件，应该多留一些余量，因此将漏源电压限制在40V以内。
    接着是Vgs (Max)，要求是用12VDC驱动栅极，因此选择12V以上的MOS管。
    下图显示了在Datasheet中查阅的2个关键图表，由于将在12V驱动mos管。下图左边地图显示，20A 时，Rds 约为 1.9m。右图根据环境温度降低 Rds。假设处在这个环境下，因此不需要降额。

Rds参数图
3、微调功耗方程
    在选择了MOS管之后，并且知道了实际的Rds值，可以微调功率方程：

根据Rds计算实际功耗
    利用上面的公式，MOS管将作为热量耗散的功率为0.76W。根据这个值，我们粗略的确定MOS的预期结温是多少。
4、计算MOS的结温

计算MOS的结温
    假设室温为25℃，结温为25℃+47℃=72℃。虽然看起来这个温度很高，但是dattasheet中的给出的结温最大结温是175℃，如果这个结温太高的话，你可以选择具有较低结温的MOS管。
六、为高功率PWM负载选择MOS管
    下图显示了PWM MOS管中的功耗是如何根据频率耗散的，这里要注意忽略功率损耗的实际值，因为实际上还是取决于MOS管。

PWM MOSFET 中各种损耗的图表
    这里我也会忽略栅极损耗，损耗的传导部分是 MOSFET 的 Rds，当mos管完全导通时，就像一个从漏极到源极的电阻。该损耗与MOS管的开关频率无关。开关损耗随着频率的增加而迅速增加。
    这里最简单的方法是：当mos管导通或者关断时，漏极到源极的电阻很高。打开/关闭MOS(频率)所用的时间越多，转换过程中损失的功率越多。
1、mos管选择标准
最大负载电流为20A
负载电压为24VDC
来自驱动器的栅极电压为 12VDC
PWM 频率为 1KHz -> 10KHz
没有可用的强制空气对流
我们将使用NCP81074A 栅极驱动器，它可以提供高达 10A 的电流。
5R1栅极电阻，栅极驱动电流为4.7A
2、选择MOS管
Rds On (Max) @ Id、Vgs ＜2.5m，因为我希望这个 MOSFET 能够以 100% 的占空比驱动负载。
漏源电压(Vdss)至 40V，Vgs (Max) 高于 12V。
    这里要怎么确保可以处理10KHZ的驱动，这里就按栅极电荷 (Qg) (Max) @ Vgs 的升序对零件进行排序。将数量的电荷注入mos管的栅极使其完全导通，栅极电荷越低，MOS管在给定栅极电流下导通的速度就越快。
3、根据栅极电荷选择MOS管
    希望可以找到一个低 Rds 和低栅极电荷的MOS管。这里可以看下图。左边是实际的栅极电荷，基于栅极驱动电压。由于图表上的Vgs停止在10V，可以假设在12V时与它大致相同，因此使用80nC 的 Qg 进行计算。
    在 20A 和 10V 的 Vgs 下，Rds 大约为 0.85m，低于第一个案例中使用的mos管，因为可以正常使用。

左边是 Vgs 与 Qc，右边是 Rds 与 Id
4、微调静态功耗工程
    选择了mos管以后，微调静态功耗，如下所示，MOS管的静态传导损耗为0.34W。

更新功率公式以计算实际功耗
5、计算上下升时间
    如下图，MOSFET 的上升时间为 17.02ns。我们可以对此进行推断并假设下降时间也为 17.02ns。这意味着 MOSFET 用于开关的总时间为 34.04ns。将该时间更改为频率可以得到大约 30MHz。

使用栅极电荷，我们可以计算上升/下降时间
    使用下图中的图形，可以看到，对于 10KHz 的 PWM 频率，方波的总周期时间等于 100us。由于两个 17ns 的开关转换只占总时间的一小部分，我们可以假设它们的功率损耗可以忽略不计。
    通常如果开关转换时间小于总时间的 0.5%，可以正常使用 MOSFET。如果它到达它占用大部分时间的位置，则存在传导损耗被切换淹没的风险，并且会过热。

方波图形，绝大部分时间都花在开关机上，而不是过渡时间
    以上就是关MOS管选型的实际案例。
来源：microtype.io
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1、考虑峰值负载时的最大功率输出

四、选择低功耗指示器/蜂鸣器 MOS管

2、选择驱动电压（最大 Rds On，最小 Rds On）

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