Σημεία Επιλογής MOSFET

Η επιλογή τουMOSFETείναι πολύ σημαντικό, μια κακή επιλογή μπορεί να επηρεάσει τη χρήση ισχύος ολόκληρου του κυκλώματος, να κυριαρχήσει στις αποχρώσεις των διαφορετικών εξαρτημάτων και παραμέτρων MOSFET σε διαφορετικά κυκλώματα μεταγωγής μπορεί να βοηθήσει τους μηχανικούς να αποφύγουν πολλά προβλήματα, οι παρακάτω είναι μερικές από τις συστάσεις της Guanhua Weiye για την επιλογή των MOSFET.

Πρώτον, το κανάλι P και το N-κανάλι

Το πρώτο βήμα είναι να προσδιορίσετε τη χρήση των MOSFET N-καναλιών ή καναλιών P. σε εφαρμογές ισχύος, όταν μια γείωση MOSFET και το φορτίο είναι συνδεδεμένο στην τάση κορμού,MOSFETαποτελεί έναν πλευρικό διακόπτη χαμηλής τάσης. Στην πλευρική μεταγωγή χαμηλής τάσης, χρησιμοποιούνται γενικά MOSFET N καναλιών, κάτι που λαμβάνεται υπόψη για την τάση που απαιτείται για την απενεργοποίηση ή την ενεργοποίηση της συσκευής. Όταν το MOSFET είναι συνδεδεμένο με το δίαυλο και τη γείωση φορτίου, χρησιμοποιείται ένας πλευρικός διακόπτης υψηλής τάσης. Συνήθως χρησιμοποιούνται MOSFET καναλιού P, λόγω κριτηρίων κίνησης τάσης. Για να επιλέξετε τα σωστά εξαρτήματα για την εφαρμογή, είναι σημαντικό να προσδιορίσετε την τάση που απαιτείται για την οδήγηση της συσκευής και πόσο εύκολο είναι να εφαρμοστεί στη σχεδίαση. Το επόμενο βήμα είναι να προσδιορίσετε την απαιτούμενη ονομαστική τάση ή τη μέγιστη τάση που μπορεί να μεταφέρει το εξάρτημα. Όσο υψηλότερη είναι η ονομαστική τάση, τόσο υψηλότερο είναι το κόστος της συσκευής. Στην πράξη, η ονομαστική τάση πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την τάση του κορμού ή του διαύλου. Αυτό θα παρέχει αρκετή προστασία έτσι ώστε το MOSFET να μην αποτύχει. Για την επιλογή MOSFET, είναι σημαντικό να προσδιορίσετε τη μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει από την αποχέτευση στην πηγή, δηλαδή τη μέγιστη VDS, επομένως είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει το MOSFET ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Οι σχεδιαστές πρέπει να δοκιμάσουν το εύρος τάσης σε ολόκληρο το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας. Η ονομαστική τάση πρέπει να έχει αρκετό περιθώριο για να καλύψει αυτό το εύρος για να διασφαλιστεί ότι το κύκλωμα δεν θα αποτύχει. Επιπλέον, άλλοι παράγοντες ασφάλειας πρέπει να θεωρούνται ως μεταβατικοί παράγοντες επαγόμενης τάσης.

Δεύτερον, καθορίστε την τρέχουσα βαθμολογία

Η τρέχουσα βαθμολογία του MOSFET εξαρτάται από τη δομή του κυκλώματος. Η ονομαστική τιμή ρεύματος είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να αντέξει το φορτίο υπό όλες τις συνθήκες. Παρόμοια με την περίπτωση τάσης, ο σχεδιαστής πρέπει να βεβαιωθεί ότι το επιλεγμένο MOSFET είναι ικανό να μεταφέρει αυτό το ονομαστικό ρεύμα, ακόμη και όταν το σύστημα παράγει ρεύμα αιχμής. Τα δύο τρέχοντα σενάρια που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι η συνεχής λειτουργία και οι αιχμές παλμού. το MOSFET βρίσκεται σε σταθερή κατάσταση σε λειτουργία συνεχούς αγωγιμότητας, όταν το ρεύμα περνά συνεχώς μέσα από τη συσκευή. Οι αιχμές παλμών αναφέρονται σε μεγάλο αριθμό υπερτάσεων (ή αιχμές ρεύματος) που ρέουν μέσω της συσκευής, οπότε, αφού καθοριστεί το μέγιστο ρεύμα, είναι απλώς θέμα άμεσης επιλογής μιας συσκευής που μπορεί να αντέξει αυτό το μέγιστο ρεύμα.

Αφού επιλέξετε το ονομαστικό ρεύμα, υπολογίζεται και η απώλεια αγωγιμότητας. Σε συγκεκριμένες περιπτώσεις,MOSFETδεν είναι ιδανικά εξαρτήματα λόγω των ηλεκτρικών απωλειών που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της αγώγιμης διαδικασίας, τις λεγόμενες απώλειες αγωγιμότητας. Όταν είναι "on", το MOSFET λειτουργεί ως μεταβλητή αντίσταση, η οποία καθορίζεται από το RDS(ON) της συσκευής και αλλάζει σημαντικά με τη θερμοκρασία. Η απώλεια ισχύος της συσκευής μπορεί να υπολογιστεί από το Iload2 x RDS(ON) και εφόσον η αντίσταση ενεργοποίησης ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, η απώλεια ισχύος ποικίλλει αναλογικά. Όσο υψηλότερη είναι η τάση VGS που εφαρμόζεται στο MOSFET, τόσο χαμηλότερο είναι το RDS(ON). αντίστροφα, όσο υψηλότερο είναι το RDS(ON). Για τον σχεδιαστή του συστήματος, εδώ μπαίνουν στο παιχνίδι οι ανταλλαγές ανάλογα με την τάση του συστήματος. Για φορητά σχέδια, οι χαμηλότερες τάσεις είναι ευκολότερες (και πιο συνηθισμένες), ενώ για βιομηχανικά σχέδια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν υψηλότερες τάσεις. Σημειώστε ότι η αντίσταση RDS(ON) αυξάνεται ελαφρώς με το ρεύμα.

Η τεχνολογία έχει τεράστιο αντίκτυπο στα χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων και ορισμένες τεχνολογίες τείνουν να οδηγούν σε αύξηση του RDS(ON) όταν αυξάνουν το μέγιστο VDS. Για τέτοιες τεχνολογίες, απαιτείται αύξηση του μεγέθους της πλακέτας εάν πρόκειται να μειωθούν τα VDS και RDS(ON), αυξάνοντας έτσι το μέγεθος της συσκευασίας που συνοδεύει και το αντίστοιχο κόστος ανάπτυξης. Υπάρχει ένας αριθμός τεχνολογιών στον κλάδο που προσπαθούν να ελέγξουν την αύξηση του μεγέθους της γκοφρέτας, οι σημαντικότερες από τις οποίες είναι οι τεχνολογίες τάφρου και ισορροπίας φόρτισης. Στην τεχνολογία τάφρων, μια βαθιά τάφρο είναι ενσωματωμένη στη γκοφρέτα, που συνήθως προορίζεται για χαμηλές τάσεις, για τη μείωση της αντίστασης RDS(ON).

III. Προσδιορίστε τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας

Το επόμενο βήμα είναι ο υπολογισμός των θερμικών απαιτήσεων του συστήματος. Πρέπει να εξεταστούν δύο διαφορετικά σενάρια, το χειρότερο και το πραγματικό. Η TPV συνιστά τον υπολογισμό των αποτελεσμάτων για το χειρότερο σενάριο, καθώς αυτός ο υπολογισμός παρέχει μεγαλύτερο περιθώριο ασφάλειας και διασφαλίζει ότι το σύστημα δεν θα αποτύχει.

IV. Απόδοση εναλλαγής

Τέλος, η απόδοση μεταγωγής του MOSFET. Υπάρχουν πολλές παράμετροι που επηρεάζουν την απόδοση μεταγωγής, οι σημαντικές είναι η πύλη/αποχέτευση, η πύλη/πηγή και η χωρητικότητα αποστράγγισης/πηγής. Αυτές οι χωρητικότητες σχηματίζουν απώλειες μεταγωγής στο εξάρτημα λόγω της ανάγκης να φορτίζονται κάθε φορά που αλλάζουν. Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα μεταγωγής του MOSFET μειώνεται και η απόδοση της συσκευής μειώνεται. Για να υπολογίσει τις συνολικές απώλειες στη συσκευή κατά την ενεργοποίηση, ο σχεδιαστής πρέπει να υπολογίσει τις απώλειες κατά την ενεργοποίηση (Eon) και τις απώλειες κατά την απενεργοποίηση (Eoff). Αυτό μπορεί να εκφραστεί με την ακόλουθη εξίσωση: Psw = (Eon + Eoff) x συχνότητα μεταγωγής. Και η φόρτιση πύλης (Qgd) έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην απόδοση μεταγωγής.