Potencia del accionamiento de puerta del MOSFET

Fórmula

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.