此CASE應用於PD的PFC MOSFET,使用於TOSHIBA MOSFET TK17A80W,針對TK17A80W的SOA,以此案為例SOA最Worst 會在PSU操作在短路時,接著我們會計算MOSFET 的導通損,切換損和SCP發生時的損耗去估算MOSFET的Total loss,再藉由MOSFET Rth(ch-c)去計算出∆ Tch步驟如下
MOSFET :
TK17A80W ( 8 00V, 0.29ohm Max, TO 220SIS),下圖為TK17A800W的開關波形,將波形展開分機計算turn on,turn off波形.
1. Conduction Loss, “RDS(ON) Loss”:
= (I
1 ^ 2 + I 2 ^ 2 + I 1 x I 2 x R x α x tw / 3 x fsw / 2
= 5.2 ^ 2 + 7.36 ^ 2 + 5.2 x 7.36 ) x 0.29 x 2.5 x 9.6 u / 3 x 74.85 kHz / 2
= 86.62 x 9.6 u / 3 x 74.85 kHz / 2
415.8 uJ x 74.85 kHz / 2 = 10.37 W
註: R : RDS(ON)max @25deg.C
α : RDS(ON)’s Thermal co efficiency
150deg.C / 25deg.C
2. Switching Loss,
“Eon + Eoff
= (153uJ + 107.45uJ )x
74.85 KHz x 2 / π
= 12.41 W
Eoff波形如下:
MOSFET :
TK17A80W ( 8 00V, 0.29ohm Max, TO 220SIS),下圖為TK17A800W的開關波形,將波形展開分機計算turn on,turn off波形.
1. Conduction Loss, “RDS(ON) Loss”:
= (I
1 ^ 2 + I 2 ^ 2 + I 1 x I 2 x R x α x tw / 3 x fsw / 2
= 5.2 ^ 2 + 7.36 ^ 2 + 5.2 x 7.36 ) x 0.29 x 2.5 x 9.6 u / 3 x 74.85 kHz / 2
= 86.62 x 9.6 u / 3 x 74.85 kHz / 2
415.8 uJ x 74.85 kHz / 2 = 10.37 W
註: R : RDS(ON)max @25deg.C
α : RDS(ON)’s Thermal co efficiency
150deg.C / 25deg.C
2. Switching Loss,
“Eon + Eoff
= (153uJ + 107.45uJ )x
74.85 KHz x 2 / π
= 12.41 W
Eoff波形如下:
Eon波形如下:
SCP波形如下,由波形中可以量測到ID Pulse持續時間再由TK17A80W規格書中的Pulse時間VS Rth曲線中去找到相對應熱阻
Total Loss:
Total Loss = RDS(ON) + Eon + Eoff = 10.37W + 12.41W = 22.78W
Due to Rth(ch-c)@288ms = 1.56℃/W, ΔTch = Total Loss x Rth(ch-c)@288ms ≒ 35.6℃.
* Rth(ch-c)@288ms = 1.2 x 1.3℃/W = 1.56℃/W
根據TK17A80W，MOSFET溫度必須低於150℃。 根據以上計算，在Tcase <114℃的情況下，
溫度低於150℃，我們可以TK17A80W在此應用上SOA沒有問題。