Potencia del accionamiento de puerta del MOSFET

Pd = Qg × Vgs × f

Respuesta rápida

Esta calculadora resuelve Pd = Qg × Vgs × f para Potencia del accionamiento de puerta. Con Carga total de puerta 10 nC, Tensión puerta-fuente 12 V, Frecuencia de conmutación 100 kHz, el resultado es 12 mW. Resuelve en 4 direcciones, así que introduces los valores que tienes y obtienes el que necesitas.

Calculadora

Potencia del accionamiento de puerta (mW)
—

Fórmula

Pd = Qg × Vgs × f

Descripción

En cada ciclo de conmutación, la capacitancia de puerta del MOSFET debe cargarse hasta Vgs y luego descargarse de nuevo a cero. La energía por ciclo es Qg × Vgs, y multiplicando por la frecuencia de conmutación se obtiene la potencia media disipada en el circuito del controlador de puerta. Esta potencia es independiente de la corriente de drenador y se disipa por completo en el controlador de puerta (no en el propio MOSFET). A altas frecuencias de conmutación con MOSFET grandes (Qg elevada), las pérdidas del accionamiento de puerta pueden volverse significativas y deben incluirse en el presupuesto total de pérdidas.

Variables

  • Pd — Pérdida media de potencia del accionamiento de puerta (W)
  • Qg — Carga total de puerta por ciclo de conmutación (C)
  • Vgs — Tensión del accionamiento de puerta (V)
  • f — Frecuencia de conmutación (Hz)

Notas prácticas

Valores típicos de Qg: MOSFET de pequeña señal 1-10 nC, potencia media 10-50 nC, alta potencia 50-500 nC. La potencia del accionamiento de puerta proviene de la alimentación del controlador de puerta, no de la etapa de potencia. Los controladores de puerta de medio puente necesitan condensadores de arranque (bootstrap) para la puerta del lado alto. Los transistores de GaN tienen una Qg mucho menor que el silicio para la misma Rds(on), lo que permite frecuencias de conmutación más altas.

Símbolos y unidades

Símbolo Significado Unidad por defecto Unidades aceptadas
Pd Potencia del accionamiento de puerta mW µW, mW, W, kW
Qg Carga total de puerta nC pC, nC, µC, mC, C
Vgs Tensión puerta-fuente V pV, nV, µV, mV, V, kV
f Frecuencia de conmutación kHz Hz, kHz, MHz, GHz

Paso a paso

  1. 1. Datos conocidos: Carga total de puerta 10 nC, Tensión puerta-fuente 12 V, Frecuencia de conmutación 100 kHz
  2. 2. La relación: Pd = Qg × Vgs × f
  3. 3. Sustituir: Qg = 10 nC, Vgs = 12 V, f = 100 kHz
  4. 4. Resultado: Potencia del accionamiento de puerta = 12 mW

Ejemplos resueltos

Rango mínimo

Datos: Carga total de puerta 100 pC, Tensión puerta-fuente 0.33 V, Frecuencia de conmutación 100 Hz

Resultado: Potencia del accionamiento de puerta = 0.0033 µW

Rango bajo

Datos: Carga total de puerta 1 nC, Tensión puerta-fuente 3.3 V, Frecuencia de conmutación 1 kHz

Resultado: Potencia del accionamiento de puerta = 3.3 µW

Típico

Datos: Carga total de puerta 10 nC, Tensión puerta-fuente 12 V, Frecuencia de conmutación 100 kHz

Resultado: Potencia del accionamiento de puerta = 12 mW

Rango alto

Datos: Carga total de puerta 100 nC, Tensión puerta-fuente 0.23 kV, Frecuencia de conmutación 0.5 MHz

Resultado: Potencia del accionamiento de puerta = 11.5 W

Rango máximo

Datos: Carga total de puerta 1 µC, Tensión puerta-fuente 2.3 kV, Frecuencia de conmutación 5 MHz

Resultado: Potencia del accionamiento de puerta = 11.5 kW

Resolver para cada variable

Resolver Potencia del accionamiento de puerta

Carga total de puerta 100 pC, Tensión puerta-fuente 0.33 V, Frecuencia de conmutación 100 Hz → 0.0033 µW

Resolver Carga total de puerta

Potencia del accionamiento de puerta 100 µW, Tensión puerta-fuente 0.33 V, Frecuencia de conmutación 100 Hz → 3.03 µC

Resolver Tensión puerta-fuente

Potencia del accionamiento de puerta 100 µW, Carga total de puerta 100 pC, Frecuencia de conmutación 100 Hz → 10 kV

Resolver Frecuencia de conmutación

Potencia del accionamiento de puerta 100 µW, Carga total de puerta 100 pC, Tensión puerta-fuente 0.33 V → 3.03 MHz

Cómo varía Potencia del accionamiento de puerta con Carga total de puerta

Carga total de puerta (entrada) Potencia del accionamiento de puerta (resultado)
1 nC 1.2 mW
2.5 nC 3 mW
5 nC 6 mW
7.5 nC 9 mW
10 nC 12 mW
15 nC 18 mW
20 nC 24 mW
40 nC 48 mW
70 nC 84 mW
100 nC 120 mW

El mismo resultado en otras unidades

Unidad Valor
µW 12000
mW 12
W 0.012

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Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula Potencia del accionamiento de puerta del MOSFET?

Usa Pd = Qg × Vgs × f. Con Carga total de puerta 10 nC, Tensión puerta-fuente 12 V, Frecuencia de conmutación 100 kHz, Potencia del accionamiento de puerta resulta 12 mW.

¿Cuál es la fórmula de Potencia del accionamiento de puerta del MOSFET?

La fórmula es Pd = Qg × Vgs × f. En cada ciclo de conmutación, la capacitancia de puerta del MOSFET debe cargarse hasta Vgs y luego descargarse de nuevo a cero.

¿Cómo se obtiene Carga total de puerta conociendo los demás valores?

Despeja Carga total de puerta: con Potencia del accionamiento de puerta 100 µW, Tensión puerta-fuente 0.33 V, Frecuencia de conmutación 100 Hz, Carga total de puerta es 3.03 µC.

¿Cómo se obtiene Tensión puerta-fuente conociendo los demás valores?

Despeja Tensión puerta-fuente: con Potencia del accionamiento de puerta 100 µW, Carga total de puerta 100 pC, Frecuencia de conmutación 100 Hz, Tensión puerta-fuente es 10 kV.

¿Qué unidades usa Potencia del accionamiento de puerta del MOSFET?

Potencia del accionamiento de puerta se muestra en µW, mW, W. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.

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