计算器 KB-34
MOSFET 损耗计算器
开关管的功率损耗在哪里，如何应对：换用其他晶体管，还是降低频率。
结果
晶体管损耗1.6 W
导通损耗1 W
开关损耗600 mW
栅极驱动器损耗50 mW
栅极平均电流5 mA
芯片温度89 °C
简要说明： MOSFET 场效应晶体管损耗计算：导通损耗和开关损耗、栅极驱动器功率与平均电流，以及根据热阻计算芯片温度。 示例： 晶体管损耗: 1.6 W.
计算示例
| 漏极电流 | 10 A |
|---|---|
| Rds(on) | 20 mΩ |
| 占空比 | 50 % |
| 电压 | 24 V |
| tr + tf | 50 ns |
| 频率 | 100 kHz |
| 栅极电荷 Qg | 50 nC |
| 栅极电压 | 10 V |
| 芯片 → 空气 | 40 K/W |
| 环境温度 | 25 °C |
| 晶体管损耗 | 1.6 W |
|---|---|
| 导通损耗 | 1 W |
| 开关损耗 | 600 mW |
| 栅极驱动器损耗 | 50 mW |
| 栅极平均电流 | 5 mA |
| 芯片温度 | 89 °C |
计算方式
Pc = I² · Rds · D
Ps = ½ · U · I · (tr + tf) · f
Pg = Qg · Ug · f
Ps = ½ · U · I · (tr + tf) · f
Pg = Qg · Ug · f
开关管导通时会像电阻一样发热；每次切换时，还会在短时间内同时承受电流和电压。前一部分取决于 Rds，后一部分会随频率升高。开关损耗公式经过简化，适合用于估算。
需要注意什么
- 高温下的 Rds 明显高于 25 °C 时的数值，通常会高出 1.5–2 倍。请查看数据手册中的曲线。
- Rds 最低的型号通常栅极电荷较大。适合高频工作的开关管需要在两者之间折中选择。
常见问题
如何计算MOSFET的损耗？
导通损耗：I² · Rds · D。开关损耗：½ · U · I · (tr + tf) · f。以10 A、20 mΩ、占空比50%、24 V、50 ns和100 kHz为例，损耗分别为1 W和0.6 W。
栅极驱动器需要多大电流？
平均电流为Qg · f：50 nC的栅极电荷在100 kHz下对应5 mA。但开关瞬间的峰值电流可达数安培：没有驱动器时，晶体管开关速度会变慢并发热。
可以直接用Arduino控制MOSFET吗？
只有在频率不高时，才可以直接驱动逻辑电平MOSFET：其Rds应标注在4.5 V下；若驱动电压为3.3 V，则应标注在2.5 V下。普通的10 V驱动型MOSFET无法完全导通，会过热。
