深耕 IC 现货市场 多年，我们是您值得信赖的伙伴。
我们提供 无最低订购量 的灵活选择，最快可实现 当天发货。欢迎联系我们获取 IC 报价！
如何精确计算MOSFET导通电阻RDS(on)以优化UPS设计
Block现货 > 产品资料 > 不间断电源(UPS) > 如何精确计算MOSFET导通电阻RDS(on)以优化UPS设计

如何精确计算MOSFET导通电阻RDS(on)以优化UPS设计

MOSFET导通电阻RDS(on)的理论与实测计算方法

在设计高效、可靠的不间断电源系统时，准确估算并验证所用MOSFET的导通电阻 RDS(on) 是不可或缺的一环。以下是几种常用且有效的计算与验证方法。

1. 理论计算公式

根据数据手册提供的标准测试条件（如VGS=10V, ID=10A），可直接查得RDS(on)值。但在实际应用中，必须考虑温度和电流变化带来的影响：

RDS(on)(T) = RDS(on)(25°C) × [1 + α × (T − 25)]

其中：
• α：温度系数（典型值为0.004/°C）
• T：工作结温（可通过热阻模型估算）

举例：若室温下RDS(on)=4mΩ，结温达85°C，则实际电阻约为：
4mΩ × [1 + 0.004 × (85−25)] = 4 × 1.24 = 4.96mΩ

2. 实际测量方法

为确保设计准确性，建议在真实负载条件下测量：

  1. 使用恒流源施加额定工作电流（如50A）
  2. 测量漏源两端电压差（ΔV）
  3. 利用欧姆定律计算：
    RDS(on) = ΔV / I

注意：应避免自热效应干扰，可采用短时间脉冲测试或强制风冷。

3. 在UPS设计中的应用实例

某30kVA在线式UPS采用两组并联的MOSFET作为逆变桥臂，每组包含4个器件。假设：

  • 额定输出电流：100A
  • 单个MOSFET RDS(on) = 3.5mΩ（25°C）
  • 结温预计80°C，温度系数0.004/°C

则实际导通电阻为：
3.5mΩ × [1 + 0.004 × (80−25)] = 3.5 × 1.22 = 4.27mΩ

总导通损耗为：
P_total = I² × R_total = 100² × (4.27mΩ / 4) ≈ 106.75W

此结果可用于校核散热器选型与系统效率。

4. 设计优化策略

基于上述计算，提出以下优化建议：

  • 选择具有负温度系数特性的新型碳化硅（SiC）MOSFET，其RDS(on)随温度上升反而下降
  • 采用多器件并联均流技术，降低单个器件电流应力
  • 优化驱动电路，减少栅极延迟，提高开关速度，间接降低导通时间内的损耗
NEW