搭配电感拓扑，利用小讯号MOSFET降低电源转换功耗

言，该电荷可轻易超过100nC，计算方式如公式23：

　　IG=QG/ts.。。。。。（23）

　　由此可见，闸极电流可经计算达到开关时间ts，若须较短的转换时间，就要使用强大的驱动器控制MOSFET，以保持较低的开关损耗。在t1阶段，MOSFET具有完全的输入电压，此时汲极电流增加；在下一个t2阶段，ID定而汲极-源极电压VDS下降，主要开关损耗均产生于这两个开关阶段；而t3阶段损耗极小，可忽略，RDSon下降到最小值，此时达到最终VGS电压。

　　开启时的开关损耗发生于t1和t2阶段，最主要损耗发生在t2，此时MOSFET的闸极电压保持在台阶电压V（pl）。损耗可由公式24计算：

　　PSW（on）=VIN×I/2×（t3+t1）×1/T？（24）

　　转换器的开关频率为fSW=1/T，MOSFET的关断特性与开启时类似。总开关损耗可由公式25计算：

　　PSW=VIN×1/T×（Imin/2×ton+Imax/ 2×toff）。。。。。。（25）

　　开关时间将取决于驱动器的电流驱动能力和MOSFET的闸极电阻，假设开启和关断时的驱动电流相等，则开关时间为tSW=QG/Idrive

　　LTC3851 tSW可由公式26估算：

　　tSW=QG×Rdrive/（Vdrive–VGS（th））。。。（26）

　　控制器的Rdrive约为2欧姆，与其有关的电压是驱动器电压INTVCC–V（th）。

　　小讯号MOSFET转换/散热效率俱优

　　显而易见，小讯号MOSFET适合中等功率DC-DC转换，若闸极-源极电压为4.5伏特，可提供15毫欧姆的RDSon，对SOT457元件而言，这是非常小的电阻，可提供更优异的电源转换效率，再加上採用铜片引线框架，让封装尺寸缩小，亦可具有良好散热性能。

　　图10是一张热成像照片，说明此一参考设计的DC-DC转换器PCB的输出电流为6安培，并将电压从10伏特降为1.5伏特，由于工作週期低至0.15，低端开关比高端开关散发更大的热量；而该元件的温度约为80℃，可推断结点温度Tj通常比封装表面高5？10℃，故本测试中，Tj低于90℃。

　　图10 内建DC-DC转换器的PCB热成像照片

　　高效率中等功率DC-DC转换器可採用小讯号MOSFET设计，P通道MOSFET作为高端开关，与萧特基二极体共同组成简单转换器，其中，萧特基二极体须具低正向电压，採用紧凑型扁平功率封装，若还须进一步提升效率，则要改採同步DC-DC转换器。