Ostatnio, gdy wielu klientów przyjeżdża do Olukey, aby zasięgnąć porady na temat tranzystorów MOSFET, zadają pytanie, jak wybrać odpowiedni MOSFET? Jeśli chodzi o to pytanie, Olukey odpowie na nie każdemu.
Przede wszystkim musimy zrozumieć zasadę MOSFET. Szczegóły dotyczące MOSFET-u zostały szczegółowo opisane w poprzednim artykule „Co to jest tranzystor polowy MOS”. Jeśli nadal nie jesteś pewien, możesz najpierw się o tym dowiedzieć. Mówiąc najprościej, MOSFET należy do komponentów półprzewodnikowych sterowanych napięciem i ma zalety: wysoką rezystancję wejściową, niski poziom hałasu, niskie zużycie energii, duży zakres dynamiki, łatwą integrację, brak wtórnej awarii i duży bezpieczny zakres pracy.
Jak więc powinniśmy wybrać dobroMOSFET?
1. Określ, czy zastosować MOSFET z kanałem N, czy z kanałem P
Najpierw powinniśmy ustalić, czy zastosować MOSFET z kanałem N, czy z kanałem P, jak pokazano poniżej:
Jak widać na powyższym rysunku, istnieją oczywiste różnice między tranzystorami MOSFET z kanałem N i P. Na przykład, gdy MOSFET jest uziemiony, a obciążenie jest podłączone do napięcia gałęzi, MOSFET tworzy boczny przełącznik wysokiego napięcia. W tym momencie należy zastosować N-kanałowy MOSFET. I odwrotnie, gdy MOSFET jest podłączony do magistrali, a obciążenie jest uziemione, używany jest przełącznik strony niskiego napięcia. Tranzystory MOSFET z kanałem P są zwykle stosowane w określonej topologii, co wynika również z uwarunkowań związanych z napędem napięciowym.
2. Dodatkowe napięcie i dodatkowy prąd MOSFET-u
(1). Określ dodatkowe napięcie wymagane przez MOSFET
Po drugie, określimy dodatkowe napięcie wymagane do napędu napięciowego, czyli maksymalne napięcie, jakie urządzenie może zaakceptować. Im większe jest dodatkowe napięcie MOSFET-u. Oznacza to, że im większe wymagania należy wybrać dla MOSFET-u, szczególnie ważne jest dokonanie różnych pomiarów i wyborów w oparciu o maksymalne napięcie, jakie może zaakceptować MOSFET. Oczywiście, ogólnie rzecz biorąc, sprzęt przenośny ma napięcie 20 V, zasilanie FPGA wynosi 20 ~ 30 V, a 85 ~ 220 V AC to 450 ~ 600 V. MOSFET produkowany przez WINSOK ma dużą odporność na napięcie i szeroki zakres zastosowań i jest preferowany przez większość użytkowników. Jeśli masz jakiekolwiek potrzeby, skontaktuj się z obsługą klienta online.
(2) Określ dodatkowy prąd wymagany przez MOSFET
Jeżeli wybrane zostaną również warunki napięcia znamionowego, konieczne jest określenie prądu znamionowego wymaganego przez MOSFET. Tak zwany prąd znamionowy jest w rzeczywistości maksymalnym prądem, jaki obciążenie MOS może wytrzymać w każdych okolicznościach. Podobnie jak w przypadku napięcia, upewnij się, że wybrany MOSFET może obsłużyć pewną ilość dodatkowego prądu, nawet jeśli system generuje skoki prądu. Dwa aktualne warunki, które należy wziąć pod uwagę, to wzorce ciągłe i skoki impulsów. W trybie ciągłego przewodzenia MOSFET jest w stanie ustalonym, gdy prąd nadal przepływa przez urządzenie. Skok impulsu oznacza niewielką ilość udaru (lub prądu szczytowego) przepływającego przez urządzenie. Po określeniu maksymalnego prądu w środowisku wystarczy bezpośrednio wybrać urządzenie, które wytrzyma określony maksymalny prąd.
Po wybraniu dodatkowego prądu należy również wziąć pod uwagę zużycie przewodzenia. W rzeczywistych sytuacjach MOSFET nie jest rzeczywistym urządzeniem, ponieważ energia kinetyczna jest zużywana podczas procesu przewodzenia ciepła, co nazywa się stratą przewodzenia. Kiedy MOSFET jest „włączony”, działa jak rezystor zmienny, który jest określany przez RDS (ON) urządzenia i zmienia się znacząco wraz z pomiarem. Zużycie energii przez urządzenie można obliczyć za pomocą Iload2×RDS(ON). Ponieważ rezystancja powrotu zmienia się wraz z pomiarem, pobór mocy również ulegnie odpowiedniej zmianie. Im wyższe napięcie VGS przyłożone do MOSFET-u, tym mniejszy będzie RDS(ON); i odwrotnie, im wyższy będzie poziom RDS(ON). Należy pamiętać, że rezystancja RDS(ON) nieznacznie maleje wraz z prądem. Zmiany poszczególnych grup parametrów elektrycznych rezystora RDS (ON) można znaleźć w tabeli doboru produktu producenta.
3. Określ wymagania dotyczące chłodzenia wymagane przez system
Kolejnym warunkiem, który należy ocenić, są wymagania dotyczące odprowadzania ciepła wymagane przez system. W tym przypadku należy wziąć pod uwagę dwie identyczne sytuacje, a mianowicie najgorszy przypadek i sytuację rzeczywistą.
Jeśli chodzi o rozpraszanie ciepła MOSFET,Olukeypriorytetowo traktuje rozwiązanie w przypadku najgorszego scenariusza, ponieważ określony efekt wymaga większej marży ubezpieczeniowej, aby mieć pewność, że system nie zawiedzie. Istnieją pewne dane pomiarowe, które wymagają uwagi w arkuszu danych MOSFET; temperatura złącza urządzenia jest równa maksymalnemu pomiarowi stanu plus iloczyn oporu cieplnego i straty mocy (temperatura złącza = maksymalny pomiar stanu + [opór cieplny × rozpraszanie mocy]). Maksymalne straty mocy systemu można obliczyć według pewnego wzoru, który z definicji jest taki sam jak I2×RDS (ON). Obliczyliśmy już maksymalny prąd, który przejdzie przez urządzenie i możemy obliczyć RDS (ON) przy różnych pomiarach. Ponadto należy zadbać o odprowadzanie ciepła z płytki drukowanej i jej MOSFET-u.
Przebicie lawinowe oznacza, że napięcie wsteczne na elemencie półnadprzewodzącym przekracza wartość maksymalną i tworzy silne pole magnetyczne, które zwiększa prąd w elemencie. Zwiększenie rozmiaru wiórów poprawi zdolność zapobiegania zapadaniu się pod wpływem wiatru i ostatecznie poprawi stabilność maszyny. Dlatego wybór większego pakietu może skutecznie zapobiec lawinom.
4. Określ wydajność przełączania MOSFET-u
Ostatecznym warunkiem oceny jest wydajność przełączania MOSFET-u. Istnieje wiele czynników wpływających na wydajność przełączania MOSFET-u. Najważniejsze z nich to trzy parametry: elektroda-dren, elektroda-źródło i dren-źródło. Kondensator jest ładowany przy każdym przełączeniu, co oznacza, że w kondensatorze występują straty przełączania. Dlatego prędkość przełączania MOSFET-u spadnie, co wpłynie na wydajność urządzenia. Dlatego w procesie wyboru MOSFET-u należy również ocenić i obliczyć całkowite straty urządzenia podczas procesu przełączania. Należy obliczyć stratę w procesie włączania (Eon) i stratę w procesie wyłączania. (Eoff). Całkowitą moc przełącznika MOSFET można wyrazić za pomocą następującego równania: Psw = (Eon + Eoff) × częstotliwość przełączania. Ładunek bramki (Qgd) ma największy wpływ na wydajność przełączania.
Podsumowując, aby wybrać odpowiedni MOSFET, należy dokonać odpowiedniej oceny na podstawie czterech aspektów: dodatkowego napięcia i dodatkowego prądu tranzystora MOSFET z kanałem N lub MOSFET z kanałem P, wymagań dotyczących rozpraszania ciepła przez system urządzenia oraz wydajności przełączania MOSFET.
To wszystko na dzisiaj, jak wybrać odpowiedni MOSFET. Mam nadzieję, że może ci pomóc.
Czas publikacji: 12 grudnia 2023 r
