60W充電器設計低壓同步整流MOS溫度高怎麼

什麼是同步整流MOSFET
如下所示的開關電源原理圖，

開關電源典形電路圖
圖中的D1即為整流二極管，其負責將高頻變壓器輸出的交流二極電壓波形整流成直流電壓。
對於低壓、大電流的輸出，由於整流二極管的正向導通電壓所引起的功耗非常可觀。
不僅導致電源效率降低，還使得二極管發熱量很大需要散熱片輔助散熱。
以題主所說的20V/3A為例，采用的如果是肖特基二極管，其正向導通壓降大概為0.6V。
在整流二極管上消耗的功率為1.8W，如果不加散熱片，至少能采用幾十上百度的溫升。
使得電源的效率下降3%。
同步整流是采用導通電阻非常低的功率MOSFET，來取代整流二極管以降低整流損耗的一項技術。
如下所示的采用同步整流MOSFET的開關電源原理框圖，

同步整流MOSFET原理圖
當高頻變壓器的次極中間抽頭輸出高電壓時，另一個抽頭也同步輸出高電壓。
該高電壓通過同步整流控製電路處理成同步整流MOSFET Q2的門極驅動電壓，
並且使得門極和源極的電壓差大於MOSFET導通的閾值電壓，使得MOSFET的源極和漏極導通。
高頻變壓器向負載供電。
導通時序與功耗
同步整流MOSFET按照其一個周期的導通時序可以分為幾個方麵的功耗：
如果源極和正電壓和門極的控製電壓不同步，則可能使得MOSFET內部的體二極管先於源極和漏極之間的通路導通，下圖階段1。
體二極管的壓降和反向恢複時間都比較大，將導致MOSFET產生大量熱量。
MOSFET在導通過程中，由於其門極、源級、漏極之間的結電容的存在。
流過MOSFET源極和漏極的電流不能立即上升到工作電流，MOSFET源極和漏極之間的壓電不能立即下降到導通電壓。
在電流上升和電壓下降的過程中，也會產生大量的功耗，下圖階段2。
MOSFET的源極和漏極導通之後，主要由導通電阻產生功耗，下圖階段3。
在電流下降和電壓上升的過程中，也會產生大量的功耗，下圖階段4。
在關斷過程中，如果MOSFET關斷過早，也會導致體二極管導通而產生大量的功耗，下圖階段5。

各階段功耗
MOSFET的溫升是否正常
在門極的驅動信號與源極的電壓完全同步時，沒有階段1、５所產生的功耗；
當結電容很小，門極的驅動信號的驅動能力很強時，電壓、電流的下升和下降沿非常陡，階段2,４產生的功耗可以忽略不計；
則隻有階段3所產生的功耗。
功耗為I*I*Rds(on)=9*0.004=36mW。
而TO220的封裝，熱阻θJA=54℃/W。
而題主所說的在環境溫度為24度時，MOSFET的表示溫度大概為120度，也就是產生了100度左右的溫升。
則大概產生的功率為100/54=2W，遠遠大於階段3所產生的功耗32mW。
可見這是一種不正常的工作狀態。
功耗偏高的兩個可能性
有兩種可能，
一是驅動信號不同步所產生的功耗。
假設體二極管壓降為1V。
當開關頻率為100KHz時，正半周時間為5us，如果開通延時+關閉提前的時間為1us。
則產生的功率約為(1*3*1/5)=0.6W。
另一種可能是因為門極驅動信號的驅動能力壓，其輸出電阻比較大，使用在結電容的作用上，驅動波形的上升和下降沿不夠陡峭。
造成MOSFET的源漏極關斷和打開過程中產生了功耗。