Když se v poslední době mnoho zákazníků přijede do Olukey poradit ohledně MOSFETů, položí si otázku, jak vybrat vhodný MOSFET? Pokud jde o tuto otázku, Olukey na ni odpoví všem.
Nejprve musíme pochopit princip MOSFET. Podrobnosti o MOSFETu jsou podrobně uvedeny v předchozím článku "Co je MOS Field Effect Transistor". Pokud stále nemáte jasno, můžete se o tom nejprve dozvědět. Jednoduše řečeno, MOSFET patří k Napěťově řízeným polovodičovým součástkám, které mají výhody vysokého vstupního odporu, nízkého šumu, nízké spotřeby energie, velkého dynamického rozsahu, snadné integrace, bez sekundárních poruch a velkého bezpečného provozního rozsahu.
Jak bychom tedy měli správně vybratMOSFET?
1. Určete, zda použít N-kanálový nebo P-kanálový MOSFET
Nejprve bychom měli určit, zda použít N-kanálový nebo P-kanálový MOSFET, jak je znázorněno níže:
Jak je vidět z obrázku výše, existují zřejmé rozdíly mezi MOSFETy s N a P kanálem. Například, když je MOSFET uzemněn a zátěž je připojena k napětí větve, MOSFET tvoří vysokonapěťový boční spínač. V tomto okamžiku by měl být použit N-kanálový MOSFET. Naopak, když je MOSFET připojen ke sběrnici a zátěž je uzemněna, je použit přepínač na nízké straně. P-kanálové MOSFETy se obecně používají v určité topologii, což je také způsobeno úvahami o napěťovém pohonu.
2. Extra napětí a extra proud MOSFETu
(1). Určete dodatečné napětí požadované MOSFETem
Za druhé, dále určíme dodatečné napětí potřebné pro napěťový pohon nebo maximální napětí, které může zařízení přijmout. Čím větší je dodatečné napětí MOSFETu. To znamená, že čím vyšší jsou požadavky na MOSFETVDS, které je třeba zvolit, je obzvláště důležité provádět různá měření a výběry na základě maximálního napětí, které může MOSFET akceptovat. Samozřejmě obecně platí, že přenosné zařízení je 20V, napájení FPGA je 20~30V a 85~220VAC je 450~600V. MOSFET vyráběný společností WINSOK má silnou napěťovou odolnost a širokou škálu aplikací a je oblíben většinou uživatelů. Pokud máte nějaké potřeby, obraťte se na online zákaznický servis.
(2) Určete dodatečný proud požadovaný MOSFETem
Když jsou také zvoleny podmínky jmenovitého napětí, je nutné určit jmenovitý proud požadovaný MOSFETem. Takzvaný jmenovitý proud je vlastně maximální proud, který zátěž MOS za jakýchkoliv okolností vydrží. Podobně jako v případě napětí se ujistěte, že zvolený MOSFET zvládne určité množství proudu navíc, i když systém generuje proudové špičky. Dvě aktuální podmínky, které je třeba zvážit, jsou nepřetržité vzory a pulzní špičky. V režimu kontinuálního vedení je MOSFET v ustáleném stavu, kdy proud dále protéká zařízením. Pulzní špička označuje malé množství rázu (nebo špičkového proudu) protékající zařízením. Jakmile je stanoven maximální proud v prostředí, stačí přímo vybrat zařízení, které vydrží určitý maximální proud.
Po volbě přídavného proudu je třeba zvážit i spotřebu vedení. Ve skutečných situacích není MOSFET skutečným zařízením, protože kinetická energie se spotřebovává během procesu vedení tepla, který se nazývá ztráta vedení. Když je MOSFET "on", chová se jako proměnný rezistor, který je určen RDS(ON) zařízení a výrazně se mění s měřením. Spotřebu energie stroje lze vypočítat pomocí Iload2×RDS(ON). Protože se zpětný odpor mění s měřením, příslušně se změní i spotřeba energie. Čím vyšší je napětí VGS aplikované na MOSFET, tím menší bude RDS(ON); naopak, čím vyšší bude RDS(ON). Všimněte si, že odpor RDS(ON) mírně klesá s proudem. Změny každé skupiny elektrických parametrů pro rezistor RDS (ON) lze nalézt v tabulce výběru produktů výrobce.
3. Určete požadavky na chlazení požadované systémem
Další podmínkou, kterou je třeba posoudit, jsou požadavky na odvod tepla vyžadované systémem. V tomto případě je třeba zvážit dvě totožné situace, a to nejhorší případ a reálnou situaci.
Pokud jde o odvod tepla MOSFET,Olukeyupřednostňuje řešení podle nejhoršího scénáře, protože určitý efekt vyžaduje větší pojistnou marži, aby systém neselhal. V datovém listu MOSFET jsou některá naměřená data, která vyžadují pozornost; teplota přechodu zařízení je rovna maximálnímu naměřenému stavu plus součinu tepelného odporu a ztrátového výkonu (teplota přechodu = maximální měření stavu + [tepelný odpor × ztrátový výkon] ). Maximální ztrátový výkon systému lze řešit podle určitého vzorce, který je z definice stejný jako I2×RDS (ON). Již jsme vypočítali maximální proud, který projde zařízením a můžeme vypočítat RDS (ON) při různých měřeních. Navíc je třeba dbát na odvod tepla plošného spoje a jeho MOSFETu.
Lavinový průraz znamená, že zpětné napětí na polosupravodivé součástce překročí maximální hodnotu a vytvoří silné magnetické pole, které zvýší proud v součástce. Zvětšení velikosti třísek zlepší schopnost zabránit kolapsu větrem a v konečném důsledku zlepší stabilitu stroje. Volba většího balení tedy může účinně zabránit lavinám.
4. Určete spínací výkon MOSFET
Konečnou podmínkou posouzení je spínací výkon MOSFET. Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují spínací výkon MOSFET. Nejdůležitější jsou tři parametry elektroda-odvod, elektroda-zdroj a odtok-zdroj. Kondenzátor se nabíjí při každém sepnutí, což znamená, že v kondenzátoru dochází ke spínacím ztrátám. Proto se rychlost spínání MOSFETu sníží, což ovlivní účinnost zařízení. Proto je v procesu výběru MOSFET také nutné posoudit a vypočítat celkovou ztrátu zařízení během procesu spínání. Je nutné vypočítat ztrátu při procesu zapínání (Eon) a ztrátu při procesu vypínání. (Eoff). Celkový výkon MOSFET spínače lze vyjádřit následující rovnicí: Psw = (Eon + Eoff) × spínací frekvence. Na spínací výkon má největší vliv hradlový náboj (Qgd).
Abychom to shrnuli, pro výběr vhodného MOSFETu je třeba provést odpovídající posouzení ze čtyř hledisek: extra napětí a extra proud N-kanálového MOSFETu nebo P-kanálového MOSFETu, požadavky na odvod tepla systému zařízení a spínací výkon MOSFET.
To je pro dnešek vše o tom, jak vybrat ten správný MOSFET. Doufám, že vám to pomůže.
Čas odeslání: 12. prosince 2023
