3 、IAR和EAS的电热评估方法

下面，一步步地指导，评估IAR和EAS在实际表现和安全裕量之间如何达到平衡。

3.1 EAS的功率/热评估方法

规格书里的EAS值的测试条件，规定了Tc=25℃，和ID的值。

第一步，来评估MOSFET在单雪崩发生时必须耗散的最大能量。在Flyback电源里，MOSFET D-S之间的脉冲电压会上升到V_（BR）DSS，如果没有嵌位网络，漏电感产生的能量EIk，只能有MOSFET消耗掉。

举例一种650V/5.4A的产品，电参数如下：

表1 电参数，绝对最大值

从一个30W Flayback电源，可以得到下面条件：

最大雪崩电流：4A

起始温度：25℃

初级电感量：550μH

漏电感：约13μH

变压器匝比：N=2

输出电压：48V

根据这些条件，可得出漏电感储存的能量为123μJ，这也是MOSFET在击穿期间必须能承受的能量。我们假设壳温是25℃，通过下面公式评估一下这个能量给MOSFET带来的温升。

这里：△t～100ns，是雪崩脉冲宽度。

而且：

公式5Zth_j-c（△t）=K（△t）×Rth_j-c

K是和脉冲宽度相关的热瞬态系数，它可使用下面公式通过热阻抗曲线评估出来。

图4 Zthj-c thermal impedance

这样，由雪崩引起的温升和最后的结温为：

在这种工作条件下，MOSFET是安全的，因为最终的结温和最大雪崩能量都远远低于规范值。

按照这个观点，可以通过计算重复脉冲的雪崩能量，来理解究竟多少个脉冲可以使结温从25℃升到最高结温（150℃），。

图5 Zthj-a thermal impedance

因此，如果重复性雪崩能量的脉冲宽度只要不超过7mS，MOSFET就是安全的。

下面，举例说明如何评估MOSFETEAS的安全裕量？

使用前面30W电源的技术条件，我们可以计算理论上的最大电流（不考虑瞬态的I_AR）和最大漏电感，这时，认为E_AS=100mJ。由公式3得到

可以看到，规定了E_AS=100mJ，可以得出很大的I_P和L_lK，这与电源的实际情况不符合。这就意味着，MOSFET不太可能因E_AS而损坏。

3.2 I_AR的电评估

IAR定义了在寄生三极管还没有发生栓锁效应时的最大雪崩电流。这个参数不倚赖雪崩能量，这就意味着，只要实际的雪崩能量低于EAS和雪崩电流IAR低于规范值，MOSFET就是安全的。公式15的计算值，是任何一个电源的漏电感也达不到的值。

如前面所述，建议是监控IAR比EAS更重要。

在单端反激电源里面，最坏的情况是磁芯饱和。如果磁芯饱和，电流会非常大，若接近IAR值，是非常危险的。

为避免这种情况发生，给出两点建议。1）优化驱动和网络电路，如增加缓冲、嵌位电路，增加输入电容；2）选择饱和电流限值大的变压器。这些都是为避免出现不好控制的磁芯饱和现象。

然而，如果变压器不好改变，建议变压器增加气隙。这种方法，由于漏电感稍微增加会减少饱和现象，系统效率会轻微降低，但增加了IAR的安全裕量还是值得的。