Potência de Comando de Porta do MOSFET
Pd = Qg × Vgs × f
Resposta rápida
Esta calculadora resolve Pd = Qg × Vgs × f para Potência de Comando de Porta. Com Carga de Porta Total 10 nC, Tensão Porta-Fonte 12 V, Frequência de Comutação 100 kHz, o resultado é 12 mW. Resolve em 4 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.
Calculadora
Fórmula
Descrição
Em cada ciclo de comutação, a capacitância de porta do MOSFET tem de ser carregada até Vgs e depois descarregada de volta a zero. A energia por ciclo é Qg × Vgs, e multiplicando pela frequência de comutação obtém-se a potência média dissipada no circuito de comando de porta. Esta potência é independente da corrente de dreno e é dissipada inteiramente no comando de porta (não no próprio MOSFET). A frequências de comutação altas com MOSFETs grandes (Qg elevado), as perdas de comando de porta podem tornar-se significativas e devem ser incluídas no balanço total de perdas.
Variáveis
- Pd — Perda de potência média de comando de porta (W)
- Qg — Carga de porta total por ciclo de comutação (C)
- Vgs — Tensão de comando de porta (V)
- f — Frequência de comutação (Hz)
Notas Práticas
Valores típicos de Qg: MOSFET de pequeno sinal 1-10 nC, potência média 10-50 nC, potência alta 50-500 nC. A potência de comando de porta provém da alimentação do comando de porta, não do estágio de potência. Os comandos de porta em meia ponte precisam de condensadores de bootstrap para a porta do lado alto. Os transístores GaN têm um Qg muito mais baixo do que o silício para o mesmo Rds(on), permitindo frequências de comutação mais altas.
Símbolos e unidades
| Símbolo | Significado | Unidade predefinida | Unidades aceitas |
|---|---|---|---|
| Pd | Potência de Comando de Porta | mW | µW, mW, W, kW |
| Qg | Carga de Porta Total | nC | pC, nC, µC, mC, C |
| Vgs | Tensão Porta-Fonte | V | pV, nV, µV, mV, V, kV |
| f | Frequência de Comutação | kHz | Hz, kHz, MHz, GHz |
Passo a passo
- 1. Dados conhecidos: Carga de Porta Total 10 nC, Tensão Porta-Fonte 12 V, Frequência de Comutação 100 kHz
- 2. A relação: Pd = Qg × Vgs × f
- 3. Substituir: Qg = 10 nC, Vgs = 12 V, f = 100 kHz
- 4. Resultado: Potência de Comando de Porta = 12 mW
Exemplos resolvidos
Faixa mínima
Dados: Carga de Porta Total 100 pC, Tensão Porta-Fonte 0.33 V, Frequência de Comutação 100 Hz
Resultado: Potência de Comando de Porta = 0.0033 µW
Faixa baixa
Dados: Carga de Porta Total 1 nC, Tensão Porta-Fonte 3.3 V, Frequência de Comutação 1 kHz
Resultado: Potência de Comando de Porta = 3.3 µW
Típico
Dados: Carga de Porta Total 10 nC, Tensão Porta-Fonte 12 V, Frequência de Comutação 100 kHz
Resultado: Potência de Comando de Porta = 12 mW
Faixa alta
Dados: Carga de Porta Total 100 nC, Tensão Porta-Fonte 0.23 kV, Frequência de Comutação 0.5 MHz
Resultado: Potência de Comando de Porta = 11.5 W
Faixa máxima
Dados: Carga de Porta Total 1 µC, Tensão Porta-Fonte 2.3 kV, Frequência de Comutação 5 MHz
Resultado: Potência de Comando de Porta = 11.5 kW
Resolver para cada variável
Resolver Potência de Comando de Porta
Carga de Porta Total 100 pC, Tensão Porta-Fonte 0.33 V, Frequência de Comutação 100 Hz → 0.0033 µW
Resolver Carga de Porta Total
Potência de Comando de Porta 100 µW, Tensão Porta-Fonte 0.33 V, Frequência de Comutação 100 Hz → 3.03 µC
Resolver Tensão Porta-Fonte
Potência de Comando de Porta 100 µW, Carga de Porta Total 100 pC, Frequência de Comutação 100 Hz → 10 kV
Resolver Frequência de Comutação
Potência de Comando de Porta 100 µW, Carga de Porta Total 100 pC, Tensão Porta-Fonte 0.33 V → 3.03 MHz
Como Potência de Comando de Porta varia com Carga de Porta Total
| Carga de Porta Total (entrada) | Potência de Comando de Porta (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 |
O mesmo resultado noutras unidades
| Unidade | Valor |
|---|---|
| µW | 12000 |
| mW | 12 |
| W | 0.012 |
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Como se calcula Potência de Comando de Porta do MOSFET?
Use Pd = Qg × Vgs × f. Com Carga de Porta Total 10 nC, Tensão Porta-Fonte 12 V, Frequência de Comutação 100 kHz, Potência de Comando de Porta dá 12 mW.
Qual é a fórmula de Potência de Comando de Porta do MOSFET?
A fórmula é Pd = Qg × Vgs × f. Em cada ciclo de comutação, a capacitância de porta do MOSFET tem de ser carregada até Vgs e depois descarregada de volta a zero.
Como obter Carga de Porta Total conhecendo os outros valores?
Isole Carga de Porta Total: com Potência de Comando de Porta 100 µW, Tensão Porta-Fonte 0.33 V, Frequência de Comutação 100 Hz, Carga de Porta Total é 3.03 µC.
Como obter Tensão Porta-Fonte conhecendo os outros valores?
Isole Tensão Porta-Fonte: com Potência de Comando de Porta 100 µW, Carga de Porta Total 100 pC, Frequência de Comutação 100 Hz, Tensão Porta-Fonte é 10 kV.
Que unidades usa Potência de Comando de Porta do MOSFET?
Potência de Comando de Porta é apresentado em µW, mW, W. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.
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