发表于 2009/11/20 16:47:29

不同的HSD的诊断波形不太一样，我们选取ST的M-05来做例子：
模拟式诊断反馈：
软短路到地：

硬短路到地：

负载开路

短路到电源：

说明和其他晚上补充。
数字式诊断反馈：
软短路到地


硬短路到地

负载开路

短路到电源：

发表于 2009/11/16 16:40:21

metal Oxide Varistor 金属氧化物压敏电阻，今天要探讨的就是这个器件，一般的我们使用的贴片的较多，这里简称层叠的MOV为MLV（Multilayer Varistors）。

我们选取一个5.6V和14V的MOV看VI特性曲线：

等效电路如下图：

MOV的特性一般从Datasheet来看以下几个：

汽车级MOV参数（直流）

压敏电压(Breakdown Voltage)：
流过压敏电阻器的电流为1mA时，加在它两端的电压降称为压敏电压。

漏电流(Leakage Current at Vdc)：
压敏电阻器在进入击穿区之前在正常工作电压时所流过的电流，称为漏电流。

工作电压(Working Voltage)：
压敏电阻器正常工作时的电压，此时流过的电流为漏电流。

最大能量吸收能力(Energy Load-Dump)&(Energy 10*1000μs)
施加能量为某一定值的规定波形(这里我们一般分两种，一种是ISO7637中规定的抛负载波形，另外一种是上升时间10μs，持续时间1000μs的脉冲)的冲击电流，冲击后压敏电压变化的绝对值小于10%且样品无机械破损所能通过的最大能量。

耐浪涌电流能力(Peak Current @ Amp. 8*20μs)
压敏电阻器经大脉冲电流冲击后，其U/I特性会产生蜕变。蜕变的结果会使漏电流增大，压敏电压下降。把满足下降要求的压敏电阻器所承受的最大冲击电流，称为压敏电阻器的通流容量，也称为通流能力或通流量，它是表征压敏电阻器耐受高浪涌电流冲击的能力的一个参量。此参数与脉冲幅度，脉冲持续时间及所承受的脉冲次数有关。


工业级MOV参数

最大交流工作电压（URMS）
在最高工作温度下连续施加1000小时的交流电压，然后在室温和正常湿度下存放1-2小时，压敏电阻器的压敏电压的变化绝对值小于10%所能施加的最大电压。

最大直流工作电压（UDC）
在最高工作温度下连续施加1000小时的直流电压，然后在室温和正常湿度下存放1-2小时，压敏电阻器的压敏电压的变化绝对值小于10%所能施加的最大电压。

压敏电压(Breakdown Voltage)：
流过压敏电阻器的电流为1mA时，加在它两端的电压降称为压敏电压。

钳制电压（Max Clamping Voltage）：
流过压敏电阻器的电流为Ip时，加在它两端的电压降称为钳制电压，钳制电压也称为压敏电阻器的保护水平。
Ip：与压敏电阻器的电极面积及电压等级有关，一般Ip为1~100A。

漏电流(Leakage Current at UDC)：
压敏电阻器在进入击穿区之前在正常工作电压时所流过的电流，称为漏电流。

最大能量吸收能力(Energy 10*1000μs)
施加能量为某一定值的规定波形(上升时间10μs，持续时间1000μs的脉冲)的冲击电流，冲击后压敏电压变化的绝对值小于10%且样品无机械破损所能通过的最大能量。

耐浪涌电流能力(Peak Current @ Amp. 8*20μs)
压敏电阻器经大脉冲电流冲击后，其U/I特性会产生蜕变。蜕变的结果会使漏电流增大，压敏电压下降。把满足下降要求的压敏电阻器所承受的最大冲击电流，称为压敏电阻器的通流容量，也称为通流能力或通流量，它是表征压敏电阻器耐受高浪涌电流冲击的能力的一个参量。此参数与脉冲幅度，脉冲持续时间及所承受的脉冲次数有关。

参考文档：
A MULTILAYER APPROACH TO TRANSIENT VOLTAGE SUPRESSORS
Advantages of MLV Technology

发表于 2009/9/29 16:46:08

看到tengjingshu的电容爆炸了，我也想就一些问题给予一些补充，因为这玩意是很危险的，先上图一张。这是在网上收集到的恐怖的一幕，钽电容爆炸了，它会发明火，所以很多厂家都不用了。


钽电容的三大罪状：
1.固钽因“不断击穿”又“不断自愈”问题产生失效。在正常使用一段时间后常发生固钽密封口的焊锡融化，或见到炸开，焊锡乱飞到线路板上。分析原因是其工作时“击穿”又“自愈”，在反复进行，导致漏电流增加。这种短时间(ns～ms)的局部短路，又通过“自愈”后恢复工作。

关于“自愈”。理想的Ta2O5 介质氧化膜是连续性的和一致性的。加上电压或高温下工作时，由于TＡ＋离子疵点的存在，导致缺陷微区的漏电流增加，温度可达到500℃～1000℃ 以上。这样高的温度使MnO2还原成低价的Mn3O4。有人测试出Mn3O4的电阻率要比MnO2高4～5个数量级。与Ta2O5介质氧化膜相紧密接触的 Mn3O4就起到电隔离作用，防止Ta2O5介质氧化膜进一步破坏，这就是固钽的局部“自愈了”。但是，很可能在紧接着的再一次“击穿”的电压会比前一次的“击穿”电压要低一些。在每次击穿之后，其漏电流将有所增加，而且这种击穿电源可能产生达到安培级的电流。同时电容器本身的储存的能量也很大，导致电容器永久失效。


2.固钽有“热致失效”问题��
固钽的Ta2O5介质氧化膜有单向导电性能，当有充放大电流通过Ta2O5介质氧化膜，会引起发热失效。无充放大电流时，介质氧化薄相当稳定，微观其离子排列不规则、无序的，称作无定形结构。目测呈现的颜色是五彩干涉色。当无定形结构向定形结构逐步转化，逐步变为有序排列，称之微“晶化”，目测呈现的颜色不再是五彩干涉色，而是无光泽、较暗的颜色。 Ta2O5介质氧化薄膜的“晶化”疏散的结构导致钽电容器性能恶化直至击穿失效。

3.固钽有“场致失效”问题（dV/dT）。
固钽加上高的电压，内部形成高的电场，易于局部击穿。
击穿事故发生率随时间减低到一个稳定值。当击穿电压被接近时，击穿发生率增加。随着电压的增长，装置因在某个疵点发生的热逃逸而发生故障的机率也增加。击穿电压依赖于脉冲的持续。在某些实验中，可以看到击穿电压随着脉冲长度的增加而降低。该过程不是十分确定的；击穿以不定时间间隔出现在不定位置。在反模式下，电击穿是由于焦耳热产生的热击穿的最终状态。

电容如果选择不当的话，当电容失效后就会短路，一般的话，有两个可以考虑，作为生产厂商，如果一定要失效之后是开路状态的话，可以考虑内部有保险丝的系列，通过的电压和电流都是有胆电容内部的保险丝所决定的。所以它失效后会是一个开路的模式，还有客户在选型的时候，一定要考虑到足够多的余量在里边，如果在正常的工作电压使用的情况下是非常的可靠的。
钽电压在工业电子，汽车电子，至少需要降额50%使用。

另外潮湿也会对电容的ESR起到很大的变化。
变化测试：

其机理如下图所示：

一句话：慎重使用钽电容。

参考文献如下：
固体钽电容器和铌电容器的电压降载法.pdf
采用不同技术制造的钽电容器的故障模式.pdf
Surge Current Testing of Resin Dipped Tantalum Capacitors.pdf
Effect of Moisture on Characteristics of Surface Mount Solid Tantalum.pdf
Failure Modes of Tantalum Capacitors Made by Different Technologies.pdf
Surge in Solid Tantalum Capacitors.pdf
RAR：
http://space.ednchina.com/upload/2009/9/29/2a887008-c147-4668-95d4-3b33b17c7f87.rar
http://space.ednchina.com/upload/2009/9/29/c19cd361-063b-4b6e-9c90-784b0308afa5.rar
http://space.ednchina.com/upload/2009/9/29/d74fc897-daf8-49fc-8e6e-260b3fe69d49.rar

发表于 2009/9/28 14:35:21

看到一张网上的图描述触点的接通时间的过程分析的，非常不错，先放在这里。

我们知道其实继电器的触点保护要比Mosfet更加残酷，一般继电器的负载要比Mosfet大很多。
常见的直流大的负荷直流电动机，直流离合器和直流电磁阀，这些感性负载开关关闭，数百甚至几千伏的反电动势造成的浪涌会把触点寿命降低甚至彻底损坏。当然如果电流较小，比如在1A附近的时候，反电动势会造成电弧放电，放电会导致金属氧化物污染触点，导致触点失效，接触电阻变大。
这里要提一下，继电器始终是会失效的，我们做保护，主要是希望延长继电器的使用时间，因为触点始终会积碳，老化，其表面不如最初那样清洁。在继电器寿命临近后期时，其接触电阻会迅速增大。
一般常温常压下，空气中的关键 电介质击穿电压为200～300V.因此我们的目标一般是把电压控制在200V或更小的电压以下。


我们一般有以下的集中方法来抑制：

        标准二极管能显著地延长回动时间，将常规的二极管与齐纳二极管串联并不会过多地影响回动时间。如果是电感性负载，当触点分开时，较长的回动时间延长电弧产生的时间，并会缩短触点寿命。例如，一个线圈上连接了二极管的继电器需要9.8ms的时间才能释放触点。将齐纳二极管与小信号二极管结合在一起，可将时间缩短到1.9ms。线圈上没连接二极管的继电器的回动时间为1.5ms。
感性负载虽然比阻性负载难处理，但是使用好的保护将会使性能变得更好。
有两种方法是非常糟糕的，千万不能使用的。


材料转移现象
材料接触时，在触点一部分熔化或者损坏时会发生转移的现象。随着转移的推移，甚至会出现下图的现象。过了一段时间后，不平衡的触点会粘和在一起了。

通常发生在大电流的负载（容性和感性）的inrush电流时，电弧产生会造成粘和的现象。
对于粘和只有两种策略：
触点保护电路和抗材料转移的物质如银，氧化锡，银钨或AgCu在触点的使用。
一般来说凹形出现在阴极，凸形出现在阳极。

负载Inrush示意图：

大概整理的差不多了，保护继电器的线圈和触点几乎是同等重要的。整理这些希望对大家有帮助，文中内容可以参考Relay Technical Information：Definition of Relay Terminology 松下的技术资料。

发表于 2009/9/22 16:05:33

在这里介绍一下继电器，电磁继电器由线圈绕上铁芯，形成电磁铁，当线圈导通时，电流使得铁芯暂时磁化，吸引铁枢使得触点吸合。

线圈参数
额定工作电压_Nominal Coil Voltage (Rated Coil Voltage)
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
吸合电压_Pick-Up Voltage (Pull-In Voltage or Must Operate Voltage)
使继电器触点吸合的最小线圈电压（从小到大测试）。
释放电压_Drop-Out Voltage (Release or Must Release Voltage)
保证继电器触点释放的最大线圈电压（从大到小测试）。
吸合电流_Pick-Up Current
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
释放电流_Drop-Out Current
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流
最大连续施加电压_Maximum Continuous Voltage
线圈上连续施加的电压保证继电器线圈不损坏。
额定工作电流_Nominal Operating Current
额定电压下线圈电流。
额定工作功率_Nominal Operating Power
额定电压下线圈功率，等于额定工作电压×额定工作电流。
线圈电阻_Coil Resistance
是指继电器中线圈的直流电阻，一般定义在20摄氏度的时测量的结果，该值和温度正相关。
触点参数
接触电阻_Contact Resistance
是指继电器中接点接触后的电阻值，可以通过万用表测量。 对于许多继电器来说，接触电阻无穷大或者不稳定是最大的问题。
触点开关电压和电流_Maximum Switching Voltage/Current
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
最大承载电流_Maximum Carrying Current
在不考虑温升的条件下，继电器触点所能承受的最大电流，一般要大于触点开关电流。
触点电阻_Contact Resistance
这个电阻包括触点结合在一起，端子还有弹簧的电阻。


性能

绝缘电阻 Insulation Resistance
各隔离部分之间的电阻包括继电器的线圈和触点，断开触点之间，触点线圈和各个铁芯之间。该值通常意味着 “初始绝缘电阻”，并可能随着时间的推移下降，由于材料老化和逐渐积累的灰尘。

击穿电压（介电强度） Breakdown Voltage (Hi-Pot or Dielectric Strength)
在短时间内加在继电器上最高的电压（继电器无损伤），一般同绝缘电阻一起测试，，一般以VMS（有效值）为单位/1分钟。
浪涌耐压 Surge Withstand Voltage
继电器承受外界浪涌电压（高能量脉冲）能力，一般为雷击，汽车上有抛负载LOAD DUMP等情况。
脉冲测试波形一般都是指定的，并规定上升时间，峰值和下降时间。

吸合时间（Pull-In or Pick-Up Time）
从最初线圈开始上电到触点开始闭合的时间，不包括触点反弹。
释放时间（Drop-Out Time）
从最初的搬迁运行时间
从最初的线圈掉电到最后触点断开的时间，不包括触点反弹。



设定时间 Set Time
闭锁（Latch）继电器的工作时间。
复位时间 Reset Time
闭锁（Latch）继电器的释放时间
触点反弹 Contact Bounce (Time)
在继电器吸合或释放过程中，由于移动金属和触点之间的碰撞，会产生间歇性开关的现象，一般为毫秒级。
吸合反弹时间 Operate Bounce Time
工作时间之后的动态时间（间歇性开关）至反弹停止结束。
释放反弹时间 Release Bounce Time
释放时间之后的动态时间（间歇性开关）至反弹停止结束。
破坏性抗冲击性 Shock Resistance, Destructive
在运输和安装过程中，继电器所能承受的最大加速度（继电器不受损害），一般以G为单位。
功能抗冲击性 Shock Resistance, Functional
在工作期间，可以承受的最大加速度，期间不能使闭合的触点转换成断开状态超过指定的时间。
（通常10μs的）
和以上两个参数为破坏性抗振性 Vibration Resistance, Destructive，功能性抗振性Vibration Resistance, Functional。 他们的区别主要是一个是瞬间冲击，第二个是经常性的机械振动。
机械寿命 Mechanical Life
在正常条件下（线圈电压，温度，湿度等）触点无电流情况下，继电器可以操作的最少次数。
电气寿命 Electrical Life
在正常条件下，触点加负载后，继电器可以操作的最少次数。
最大开关频率 Maximum Switching Frequency
在正常条件下，不影响电气和机械寿命的条件下，线圈端能加电压的最大频率。
寿命曲线 Life Curve
用来估算特点电压电流下，继电器所能达到的最小操作次数。




总算弄完了，把所有关于Relay的基本特性都设计到了

发表于 2009/9/9 14:37:00

这个阶段在做Mosfet方面的计算，看到有翻译的文章非常不错，链接如下：
http://www.powersystems.eet-china.com/ART_8800530758_2400003_TA_fb5ff51f_5.HTM
http://www.powersystems.eet-china.com/ART_8800538311_2400003_TA_3aace9bb_2.HTM
美中不足的是，感觉很凌乱，一撮一撮的，大概整理了一下，发在博客上，如果原译者看到，请见谅引用文章的描述，有适当删减。
 第一部分 最大额定参数
最大额定参数，所有数值取得条件(Ta=25℃)


VDSS 最大漏-源电压
在栅源短接，漏-源额定电压(VDSS)是指漏-源未发生雪崩击穿前所能施加的最大电压。根据温度的不同，实际雪崩击穿电压可能低于额定VDSS。关于V(BR)DSS的详细描述请参见静电学特性.

VGS 最大栅源电压
VGS额定电压是栅源两极间可以施加的最大电压。设定该额定电压的主要目的是防止电压过高导致的栅氧化层损伤。实际栅氧化层可承受的电压远高于额定电压，但是会随制造工艺的不同而改变，因此保持VGS在额定电压以内可以保证应用的可靠性。

ID - 连续漏电流
ID定义为芯片在最大额定结温TJ(max)下，管表面温度在25℃或者更高温度下，可允许的最大连续直流电流。该参数为结与管壳之间额定热阻RθJC和管壳温度的函数：

ID中并不包含开关损耗，并且实际使用时保持管表面温度在25℃（Tcase）也很难。因此，硬开关应用中实际开关电流通常小于ID 额定值@ TC = 25℃的一半，通常在1/3～1/4。补充，如果采用热阻JA的话可以估算出特定温度下的ID，这个值更有现实意义。

IDM -脉冲漏极电流
该参数反映了器件可以处理的脉冲电流的高低，脉冲电流要远高于连续的直流电流。定义IDM的目的在于：线的欧姆区。对于一定的栅-源电压，MOSFET导通后，存在最大的漏极电流。如图所示，对于给定的一个栅-源电压，如果工作点位于线性区域内，漏极电流的增大会提高漏-源电压，由此增大导通损耗。长时间工作在大功率之下，将导致器件失效。因此，在典型栅极驱动电压下，需要将额定IDM设定在区域之下。区域的分界点在Vgs和曲线相交点。

因此需要设定电流密度上限，防止芯片温度过高而烧毁。这本质上是为了防止过高电流流经封装引线，因为在某些情况下，整个芯片上最“薄弱的连接”不是芯片，而是封装引线。
考虑到热效应对于IDM的限制，温度的升高依赖于脉冲宽度，脉冲间的时间间隔，散热状况，RDS(on)以及脉冲电流的波形和幅度。单纯满足脉冲电流不超出IDM上限并不能保证结温不超过最大允许值。可以参考热性能与机械性能中关于瞬时热阻的讨论，来估计脉冲电流下结温的情况。

PD -容许沟道总功耗

容许沟道总功耗标定了器件可以消散的最大功耗，可以表示为最大结温和管壳温度为25℃时热阻的函数。

TJ, TSTG-工作温度和存储环境温度的范围

这两个参数标定了器件工作和存储环境所允许的结温区间。设定这样的温度范围是为了满足器件最短工作寿命的要求。如果确保器件工作在这个温度区间内，将极大地延长其工作寿命。

EAS-单脉冲雪崩击穿能量

如果电压过冲值(通常由于漏电流和杂散电感造成)未超过击穿电压，则器件不会发生雪崩击穿，因此也就不需要消散雪崩击穿的能力。雪崩击穿能量标定了器件可以容忍的瞬时过冲电压的安全值，其依赖于雪崩击穿需要消散的能量。
定义额定雪崩击穿能量的器件通常也会定义额定EAS。额定雪崩击穿能量与额定UIS具有相似的意义。EAS标定了器件可以安全吸收反向雪崩击穿能量的高低。
L是电感值，iD为电感上流过的电流峰值，其会突然转换为测量器件的漏极电流。电感上产生的电压超过MOSFET击穿电压后，将导致雪崩击穿。雪崩击穿发生时，即使 MOSFET处于关断状态，电感上的电流同样会流过MOSFET器件。电感上所储存的能量与杂散电感上存储，由MOSFET消散的能量类似。
MOSFET并联后，不同器件之间的击穿电压很难完全相同。通常情况是：某个器件率先发生雪崩击穿，随后所有的雪崩击穿电流(能量)都从该器件流过。

EAR -重复雪崩能量
重复雪崩能量已经成为“工业标准”，但是在没有设定频率，其它损耗以及冷却量的情况下，该参数没有任何意义。散热(冷却)状况经常制约着重复雪崩能量。对于雪崩击穿所产生的能量高低也很难预测。
额定EAR的真实意义在于标定了器件所能承受的反复雪崩击穿能量。该定义的前提条件是：不对频率做任何限制，从而器件不会过热，这对于任何可能发生雪崩击穿的器件都是现实的。在验证器件设计的过程中，最好可以测量处于工作状态的器件或者热沉的温度，来观察MOSFET器件是否存在过热情况，特别是对于可能发生雪崩击穿的器件。

IAR - 雪崩击穿电流
对于某些器件，雪崩击穿过程中芯片上电流集边的倾向要求对雪崩电流IAR进行限制。这样，雪崩电流变成雪崩击穿能量规格的“精细阐述”；其揭示了器件真正的能力。

 第二部分 静态电特性

V(BR)DSS：漏-源击穿电压(破坏电压)
V(BR)DSS（有时候叫做BVDSS）是指在特定的温度和栅源短接情况下，流过漏极电流达到一个特定值时的漏源电压。这种情况下的漏源电压为雪崩击穿电压。
V(BR)DSS是正温度系数，温度低时V(BR)DSS小于25℃时的漏源电压的最大额定值。在-50℃, V(BR)DSS大约是25℃时最大漏源额定电压的90%。

VGS(th)，VGS(off)：阈值电压
VGS(th)是指加的栅源电压能使漏极开始有电流，或关断MOSFET时电流消失时的电压，测试的条件（漏极电流，漏源电压，结温）也是有规格的。正常情况下，所有的MOS栅极器件的阈值电压都会有所不同。因此，VGS(th)的变化范围是规定好的。VGS(th)是负温度系数，当温度上升时，MOSFET将会在比较低的栅源电压下开启。

RDS(on)：导通电阻
RDS(on)是指在特定的漏电流（通常为ID电流的一半）、栅源电压和25℃的情况下测得的漏-源电阻。

IDSS：零栅压漏极电流
IDSS是指在当栅源电压为零时，在特定的漏源电压下的漏源之间泄漏电流。既然泄漏电流随着温度的增加而增大，IDSS在室温和高温下都有规定。漏电流造成的功耗可以用IDSS乘以漏源之间的电压计算，通常这部分功耗可以忽略不计。

IGSS ―栅源漏电流
IGSS是指在特定的栅源电压情况下流过栅极的漏电流。

第三部分 动态电特性

Ciss ：输入电容
将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容就是输入电容。Ciss是由栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs并联而成，或者Ciss = Cgs +Cgd。当输入电容充电致阈值电压时器件才能开启，放电致一定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss对器件的开启和关断延时有着直接的影响。
Coss ：输出电容
将栅源短接，用交流信号测得的漏极和源极之间的电容就是输出电容。Coss是由漏源电容Cds和栅漏电容Cgd并联而成，或者Coss = Cds +Cgd对于软开关的应用，Coss非常重要，因为它可能引起电路的谐振
Crss ：反向传输电容
在源极接地的情况下，测得的漏极和栅极之间的电容为反向传输电容。反向传输电容等同于栅漏电容。Cres =Cgd，反向传输电容也常叫做米勒电容，对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数，他还影响这关断延时时间。电容随着漏源电压的增加而减小，尤其是输出电容和反向传输电容。

Qgs, Qgd, 和 Qg ：栅电荷
栅电荷值反应存储在端子间电容上的电荷，既然开关的瞬间，电容上的电荷随电压的变化而变化，所以设计栅驱动电路时经常要考虑栅电荷的影响。
Qgs从0电荷开始到第一个拐点处，Qgd是从第一个拐点到第二个拐点之间部分（也叫做“米勒”电荷），Qg是从0点到vGS等于一个特定的驱动电压的部分。

漏电流和漏源电压的变化对栅电荷值影响比较小，而且栅电荷不随温度的变化。测试条件是规定好的。栅电荷的曲线图体现在数据表中，包括固定漏电流和变化漏源电压情况下所对应的栅电荷变化曲线。在图中平台电压VGS(pl)随着电流的增大增加的比较小（随着电流的降低也会降低）。平台电压也正比于阈值电压，所以不同的阈值电压将会产生不同的平台电压。
下面这个图更加详细，应用一下：


td(on) ：导通延时时间
导通延时时间是从当栅源电压上升到10%栅驱动电压时到漏电流升到规定电流的10%时所经历的时间。

td(off) ：关断延时时间
关断延时时间是从当栅源电压下降到90%栅驱动电压时到漏电流降至规定电流的90%时所经历的时间。这显示电流传输到负载之前所经历的延迟。

tr ：上升时间
上升时间是漏极电流从10%上升到90%所经历的时间。

tf ：下降时间
下降时间是漏极电流从90%下降到10%所经历的时间。

参考文献：
Fairchild_AN9010_MOSFET Basics.pdf
Renesus_Power MOS FET Application Note.pdf

本文多有整理，如有不妥，请尽快告知。

发表于 2009/9/6 22:59:00

简短的说明一下LDO的功耗计算，算是定量分析：
前面看到EDN的文章有很多，大致回顾一下LDO的分类：



LDO功耗分成两个部分，漏电流功耗和供电电流引起的功耗，计算方法和原理如下:
接下来我们要定义一个接受标准
按照汽车电子的要求，电压可以分为三种
9~16V 正常电压范围，在这个范围内，环境温度按照模块的定义，一般认为-40~85DegC。我们在这个温度，在16V(电压越高，功耗也越大)能够接受的结温其实不能定义为150度，如果温度接近150度，等于LDO在最坏情况下，每时每刻都工作在满负荷下，这样基本用个几个月就挂了，突然增加个负荷，LDO就烧毁了，这是我们无法接受的。
16~18V 过压状态。这个状态下是ISO16750规定的，在这种状态下，结温150度是可以接受的，因为毕竟已经是错误状态了。环境温度和上面温度是一样的。
24V 上电超压（Jump start），这个要求比较特殊，我们只需要在55摄氏度时候衡量此时功耗的情况，这个功耗看上去比较恐怖，不过此时很多负荷没有工作，所以也需要校核这个状态的情况。
在参数层面，I.Q为所有VCC系统的耗电，一般来说就是单片机的供电电流不太好算，不过后面会介绍这个算法的，大概把工作频率作为一个参数，得到工作电流+IO出入电流。
I.q静态电流，这个电流其实和I.Q是相关的，和输入电压也是相关的。简单的方法就是直接套最大值：（一定要注意看测试数据的温度范围，不要用常温的就搞大了）
VCC输出电压：这个直接下表格就可以得到，注意温度范围和负载电流。

另外一个重要的参数就是热阻了，不同封装不一样，简单方法就是看数据：

如果实际PCB空间有限，可以折算一下，根据图表得出数据


如果需要很准确的知道Iq，那么就需要找出几个图表
Iq和IQ的曲线（一般是给出25degC）
Iq和输入电压的关系（25degC）

然后根据这两个图表得出，当前输入电压和输出电流条件下，典型值的Iq，给它加上一个比例就可以估算出相对精确一些的Iq。

结语：这个估算比较简单，主要是一般Datasheet也不会有太多信息，美国的同行非常幸福，找美国那边一个email就能要来一些没有release出来的，在我们这基本拿不到数据。
题外话：美国人预算一般比较多（车厂给的钱就多），所以很多估算都是两头值。我们这属于车厂给的钱少，成本少，实验费用也少，不得已只能算得更细一些（测试要花不少钱），数据还警察拿不到。

发表于 2009/8/31 15:01:42

在瑞萨的网站上找到一份应用指南，关于Power Mosfet的。

引用 Ford的电子设计检查有详细的问题检查，有空我会就这些东西做一些整理工作。就此做个预告吧。


非常可惜，似乎在硬件这个领域，有的只是应用指南和计算方法，没有一丁点的原创，最近公司没有什么实际的项目，天天埋头于文档工作，也就没有什么测试和调试经验可言，整理些资料文档聊以自慰。

不好意思，竟然太大了，压缩分卷后放入。
../upload/2009/9/1/8e94d42c-3aee-4955-9982-6963796c8204.rarhttp://space.ednchina.com/upload/2009/9/1/2623f2c6-2782-4946-9865-953972d19945.rar../upload/2009/9/1/73f44970-d0d8-4074-b8c9-aad77b10cc1b.rar

发表于 2009/8/17 20:58:54

二极管电流公式：

注意的参数：

Peak Inverse Voltage(PIV rating)         最大反向电压（绝对值）
The maximum reverse-bias voltage        ====>withstand without breaking down
Maximum repetitive reverse voltage[Vrrm]    最大反向电压（重复脉冲）
the maximum reverse-bias voltage        ====>withstand in repeated pulses
Maximum DC reverse voltage  [Vr]        最大反向电压（直流）
the maximum reverse-bias voltage        ====>withstand on a continual basis
Maximum forward voltage [Vf]            最大正向电压
Maximum (average) forward current        最大正向电流（平均）
the maximum average current[If]            ====>conduct in forward bias mode. 
Maximum (peak or surge) forward current     最大正向电流（峰值或者脉冲）
the maximum peak current [If]            ====>conduct in forward bias mode.
Maximum reverse current leakage current     最大反向泄露电流
the current                    ====>in reverse-bias operation with the maximum rated inverse voltage applied
Maximum total dissipation            最大散热功耗
Operating junction temperature [TJ]             运行结温
maximum allowable temperature for the diode's PN junction
must be kept cool to function properly and give long service life.
Storage temperature range [TSTG]                储存温度
the range of allowable temperatures for storing a diode (unpowered).
Thermal resistance                热阻
the temperature difference between junction and outside air or between junction and leads for a given power dissipation.
Reverse recovery time [Trr]             反向恢复时间
the amount of time it takes for a diode to "turn off" when the voltage across it alternates from forward-bias to reverse-bias polarity.

Forward-bias（正向偏置恢复时间）

The transition (switching) time from conduction to open circuit when the bias is reversed. the diode bias is switched from forward to reverse.
At the switch time, the current reverses and stays at a constant level for a period of time called the storage time, ts. During this time the diode acts essentially as a short circuit.
Then the current decreases to the reverse leakage current value. This latter time is called the transition time.
The conditions which need to be specified are:（影响条件）
Steady-state forward current (IF); high currents increase recovery time. 正向电流（电流越大反向时间越长）
Reverse bias voltage (VR); low reverse voltage increases recovery time.  反向电压（电压越小反向时间越长）
Rate of fall of anode current (dIF/dt); high rates of fall reduce recovery time, but increase stored charge.（电流变化速度，速度越快减小恢复时间却会加长存储时间）
Junction temperature (Tj); high temperatures increase both recovery time and stored charge.（结温越高同时增加恢复时间和存储时间）

reverse-bias（反向偏置）

At the instant a semiconductor rectifier diode is switched into forward conduction there are no carriers present at the junction, hence the forward voltage drop may be instantaneously of a high value. As the stored charge builds up, conductivity modulation takes place and the forward voltage rapidly falls to the steady state value. The peak value of forward voltage drop is known as the forward recovery voltage (Vfr). The time from the instant the current reaches 10% of its steady-state value to the time the forward voltage drops below a given value ( usually 5V or 2V)isknown as the forward recovery time (tfr).
The conditions which need to be specified are:
Forward current (IF); high currents give high recovery voltages.正向电流（电流越大正向电压越大）
Current pulse rise time (tr); short rise times give high recovery voltages.电流脉冲上升时间（脉冲越陡正向电压越大）
Junction temperature (Tj); The influence of temperature is slight. 温度影响不大
综合整个过程


计算结温过程（对于脉冲电流的计算方法）