Dodaj ulubione Ustaw Strona główna
Pozycja:Strona główna >> Aktualności

Produkty Kategoria

produkty Tagi

Miejsca Fmuser

Co to są sterowniki MOSFET i MOSFET?

Date:2016/7/29 15:42:24 Hits:
1. Wstęp

Tranzystory są w czterech różnych typów. Mogą być zwiększenie lub tryb wyczerpanie i mogą być z kanałem typu N lub P-kanałowego. Jesteśmy zainteresowani tylko w n-kanałowy MOSFET trybie akcesorium, a te będą jedynymi mówili o od teraz. Istnieją również logika MOSFET poziomie i normalne MOSFET. Możemy użyć dowolnego typu.



Terminal źródłem jest zazwyczaj negatywny, a odpływ jest pozytywna (nazwy odnoszą się do źródła i drenu elektronów). Powyższy diagram pokazuje diody podłączone całej MOSFET. Dioda jest zwana "wewnętrzną diodę", ponieważ jest ona zbudowana w strukturze krzemu MOSFET. Wynika to z drogi Tranzystory mocy są tworzone w warstwie krzemu i mogą być bardzo przydatne. W większości architektur MOSFET, jest oceniany na ten sam prąd jak sam MOSFET.


2. Wybór MOSFET.

Aby zbadać parametry MOSFET, warto mieć pod ręką arkusz przykładowy. Kliknij tutaj aby otworzyć arkusz danych International Rectifier IRF3205, co będziemy mieć na myśli. Najpierw musimy przejść przez niektóre z istotnych parametrów, które będziemy mieć do czynienia z.


2.1. Parametry MOSFET

O oporze R.DS (e).
Jest to rezystancja między zaciskami źródła i drenu, gdy MOSFET jest włączony pełni dalej.

Maksymalny prąd drenu, Id (MAx).
Jest to maksymalny prąd, który może stanąć MOSFET przechodząc z drenażu do źródła. To w dużej mierze zależy od pakietu i RDS (on).

Straty mocy, strd.
Jest to maksymalna zdolność do kontroli mocy MOSFET, która zależy w dużym stopniu od rodzaju opakowania nie znajduje.

Liniowy współczynnik zmniejszający.
To, ile maksymalna parametru rozproszenia mocy powyżej muszą zostać zmniejszone o per ° C, gdy temperatura wzrośnie powyżej 25ºC.

Energia lawinowa E.A
To, ile energii MOSFET może wytrzymać w warunkach lawinowych. Lawinowe występuje wtedy, gdy zostanie przekroczona maksymalna napięcie dren-źródło, a obecny sitowie poprzez MOSFET. To nie powoduje trwałego uszkodzenia Dopóki (moc x czas) energii w lawinie, nie przekracza maksimum.

Szczyt odzysku diody, dv / dt
To, jak szybko wewnętrzna dioda może przejść ze stanu wyłączenia (reverse tendencyjne) do od stanu (dyrygentura). To zależy od tego, ile napięcie było po nim, zanim włączony. Stąd czas potrzebny, t = (napięcie / szczytowe odzyskiwania wsteczny diody).

DNapięcie przebicia deszczu do źródła, V.DSS.
To maksymalne napięcie, które może być umieszczone z odpływem ze źródłem gdy MOSFET jest wyłączony.

Odporność termiczna, θjc.
Aby uzyskać więcej informacji na temat odporności termicznej, patrz rozdział o radiatorów.

Napięcie progowe bramki, V.GS (th)
Jest to minimalne wymagane napięcie między zaciskami brama i źródłowych, aby włączyć na MOSFET. Będzie potrzeba więcej niż to, żeby go wyłączyć całkowicie dalej.

Transconductance do przodu, gfs
Gdy napięcie bramka-źródło jest zwiększana, gdy tranzystor MOSFET dopiero zaczyna obracać się, że ma stosunkowo liniową zależność między Vgs i prądu drenu. Parametr ten jest po prostu (Id / Vgs) w tej części liniowej.

Pojemność wejściowa, C.ISS
Jest to zalicza pojemność pomiędzy terminalem bramy i zacisków źródła i drenu. Pojemność do odpływu jest najważniejsze.

Jest bardziej szczegółowe wprowadzenie do MOSFET w dokumencie (PDF) International Rectifier Acrobat Podstawy mocy MOSFET. To wyjaśnia, skąd pochodzą niektóre parametry pod względem konstrukcji tranzystora MOSFET.



2.2. Dokonywania wyboru


Energii elektrycznej i cieplnej


Moc, która MOSFET będzie miał do czynienia z jest jednym z głównych czynników decydujących. Moc rozpraszana w MOSFET jest napięcie na nim razy prąd płynący przez nią. Nawet jeśli jest to przełączanie dużych ilości energii, powinno to być dość małe, ponieważ albo napięcie na nim jest bardzo mały (przełącznik jest zamknięty - MOSFET jest włączony), a prąd płynący przez to jest bardzo mały (przełącznik jest otwarty - MOSFET jest poza). Napięcie na MOSFET, kiedy znajduje się on będzie odporność MOSFET RDS (e) czasami prąd płynący dokładne jej. Ten opór, rezystancji Rdson, dobrych MOSFET moc będzie mniejsza niż 0.02 omów. Wtedy moc rozpraszana w MOSFET jest:



Dla prądu 40 amperów, rezystancji Rdson 0.02 omów, moc ta jest 32 Watts. Bez radiatora, MOSFET będzie wypalić rozpraszające to dużo energii. Wybór radiator jest tematem samym w sobie, dlatego znajduje się rozdział poświęcony tym: radiatory.


Oporność nie jest jedyną przyczyną straty mocy w MOSFET. Innym źródłem występuje, gdy MOSFET jest przełączanie pomiędzy stanami. Na krótki okres czasu, MOSFET jest pół na pół i wyłączony. W powyższym przykładzie dane, jak wyżej, prąd może być o połowę wartości, 20 amperów, a napięcie może być w połowie wartości 6 wolt w tym samym czasie. Teraz moc rozpraszana jest 20 x 6 = 120 Watts. Jednakże MOSFET jest rozpraszanie to tylko przez krótki okres czasu, MOSFET jest przejście między stanami. Średnia straty mocy powodowane przez to, w związku z tym o wiele mniej, i zależy od względnych razy MOSFET jest przejście nie przełączania. Średnia Rozproszenie oblicza się według następującego równania:


 
2.3. Przykład:


Problem MOSFET jest włączony w 20kHz i bierze 1 mikrosekundy do przełączania między stanami (na OFF i OFF na ON). Napięcie zasilania jest 12v i prąd 40 Ampery. Obliczyć średnią stratę mocy przełączania, przy założeniu, że napięcie i prąd są co pół wartości w okresie przełączania.


Rozwiązanie: Na 20kHz, istnieje MOSFET przełączania wystąpienie co 25 mikrosekund (przełącznik na każdym 50 mikrosekund, a wyłączanie co 50 mikrosekund). Dlatego też, stosunek czasu przełączania Łączny czas 1 / 25 = 0.04. Straty mocy podczas przełączania jest (12v / 2) x (40A / 2) = 120 Watts. Dlatego średnia strata przełączania wynosi 120W x 0.04 = 4.8 Watts.


Wszelkie straty mocy powyżej około 1 Watt wymaga MOSFET jest zamontowany na radiatorze. Tranzystory MOSFET zasilane są w różnych pakietów, ale zazwyczaj posiadają kartę metalową, która jest umieszczona na radiatorze i służy do przewodzenia ciepła od półprzewodnikowych MOSFET.


Posługiwanie się moc opakowania bez dodatkowego radiatora jest bardzo mała. Na niektórych MOSFET, zakładka metal jest wewnętrznie podłączone do jednego z zacisków Tranzystory MOSFET - zwykle w błoto. Jest to niekorzystne, ponieważ oznacza to, że nie zmieści się więcej niż jeden MOSFET do radiatora bez elektrycznie izolować pakiet MOSFET z metalowym radiatorem. Może to być wykonane z cienkich arkuszy miki umieszczonych pomiędzy pakietem a radiatorem. Niektóre MOSFET mają pakiet odizolowane od zacisków, co jest lepsze. Pod koniec dnia, Twoja decyzja może być oparta na cenie jednak!


2.3.1. Pobór prądu

Tranzystory są powszechnie reklamowane przez ich maksymalnego prądu drenu. Blurb reklamy, a lista funkcji na przedniej stronie arkusza mogą zacytować ciągły prąd spustowy, ID, z 70 amperów i impulsowy prąd spustowy 350 amperów. Musisz być bardzo ostrożny z tych liczb. Oni nie są ogólne wartości średnie, ale maksymalna MOSFET będzie prowadzić w możliwie najlepszych warunkach. Po pierwsze, są one zazwyczaj podane do stosowania w temperaturze paczki 25 ºC. Jest wysoce prawdopodobne, jeśli jesteś przejazdem 70 Amps, że sprawa nadal będzie się 25ºC! W arkuszu powinno być wykres jak ta ograniczenie wartość znamionowego wraz ze wzrostem temperatury.

Impulsowy prąd drenu jest zawsze podawany w przełączania warunków w czasie przełączanie w bardzo małej pisania, w dolnej strony! To może być maksymalna szerokość impulsu kilkuset mikrosekund, a cykl pracy (procent czasu ON OFF) z tylko 2%, co nie jest zbyt praktyczne. Aby uzyskać więcej informacji na temat aktualnych ratingów MOSFET, rzucić okiem na ten dokument International Rectifier.

Jeśli nie można znaleźć jednego MOSFET o wysokiej wystarczająco maksymalnego prądu drenu, można podłączyć więcej niż jeden równolegle. Zobacz później dowiedzieć się, jak to zrobić.


2.3.2. Prędkość

Będziesz za pomocą MOSFET w impulsowe do sterowania prędkością silników. Jak widzieliśmy wcześniej, już, że MOSFET jest w stanie, w którym nie jest ona ani on, ani wyłączyć, tym więcej mocy będzie rozpraszać. Niektóre Tranzystory są szybsze niż inne. Najnowocześniejszych łatwo będzie wystarczająco szybki, aby przełączyć się na kilkudziesięciu kHz, ponieważ jest to prawie zawsze jak są one wykorzystywane. Na stronie 2 w arkuszu danych, powinieneś zobaczyć parametry Turn-On Delay Time, czas narastania, Turn Off Delay raz po upadku. Jeżeli te są sumowane, to daje przybliżoną minimalny okres fali kwadratowej, które mogłyby zostać wykorzystane do przełączania ten MOSFET: 229ns. Stanowi to częstotliwość 4.3MHz. Zauważ, że to było bardzo gorąco chociaż ponieważ byłoby poświęcić dużo swojego czasu na przełączenie stanu.


3. Przykład z projektowania

Aby uzyskać pewne wyobrażenie o tym, jak korzystać z parametrów, a wykresy w arkuszu danych, będziemy przechodzić przez przykładzie projektu:
Problem: Pełny mostek obwodu regulatora prędkości jest przeznaczony do sterowania silnikiem 12v. Częstotliwość przełączania musi być powyżej granicy słyszalnym (20kHz). Silnik posiada całkowitą odporność 0.12 omów. Wybierz odpowiednie MOSFET do mostka, w rozsądnym limitem ceny, i sugerują żadnej heatsinking które mogą być wymagane. Temperatura otoczenia wyniesie 25ºC.

Rozwiązanie: Pozwala rzucić okiem na IRF3205 i sprawdzić, czy jest ona odpowiednia. Pierwszy odpływ obecny wymóg. Na stoisku, silnik odbędzie 12v / 0.12 Ohm = 100 amperów. Będziemy najpierw odgadnąć w temperaturze przyłączeniowej, co 125ºC Musimy znaleźć to maksymalny prąd drenu jest 125ºC pierwszy. Wykres na rys 9 pokazuje nam, że w 125ºC, maksymalny pobór prądu wynosi około 65 amperów. Dlatego też 2 IRF3205s równolegle powinien być w stanie w tym względzie.

Ile mocy będą dwie równoległe MOSFET być rozpraszające? Zacznijmy od straty mocy podczas gdy na silniku i zablokowanym lub dopiero zaczynają. To jest obecne czasy kwadratowe oporność. Czym jest RDS (on) w 125ºC? Rysunek 4 pokazuje jak to jest obniżany od wartości pierwszej stronie z 0.008 omów, przez współczynnik o 1.6. Dlatego zakładamy, RDS (on) będzie 0.008 x 1.6 = 0.0128. Dlatego PD = 50 x 50 x 0.0128 = 32 Watts. Ile czasu będzie silnik być albo wstrzymane lub uruchamiania? Jest to niemożliwe, aby powiedzieć, więc będziemy musieli zgadywać. 20% czasu jest dość konserwatywna sylwetka - to może być o wiele mniej. Ponieważ siła powoduje ciepła i przewodzenie ciepła jest dość powolny proces, w wyniku rozpraszania energii ma tendencję do uśrednioną dość długie okresy czasu, w regionie sekund. Możemy zatem należy obniżyć pobór mocy z cytowanego 20%, do osiągnięcia średniego straty mocy 32W x 20% = 6.4W.

Teraz musimy dodać mocy wydzielanej na skutek przełączania. Nastąpi to w czasie wzrostu i spadku razy, które podane są w tabeli Parametry elektryczne jak 100ns i 70ns odpowiednio. Zakładając sterownik MOSFET może dostarczyć wystarczającą ilość prądu, aby spełnić wymagania tych figur (brama rezystancja źródła napędu prądu 2.5 Ohm = napęd wyjście impulsowe z 12v / 2.5 omów = 4.8 amperów), to stosunek czasu przełączania do osiągnięcia stanu równowagi jest godzina 170ns * 20kHz = 3.4mW który jest negligable. Te czasy na starcie są nieco surowy jednak aby uzyskać więcej informacji na temat włączania i wyłączania razy, zobacz tutaj.

Teraz jakie są wymagania przełączania? Statek sterownik MOSFET używamy poradzi sobie z większością z nich, ale jego sprawdzenie warte. Przełom na napięcia Vgs (th), z wykresami rysunku 3 wynosi nieco ponad 5 woltów. Już widoczne, że kierowca powinien być zdolny do źródła 4.8 amperów w bardzo krótkim okresie czasu.

Teraz co z radiatorem. Możesz przeczytać rozdział o radiatorów przed tym rozdziale. Chcemy, aby utrzymać temperaturę na skrzyżowaniu półprzewodnikowych poniżej 125ºC i zostaliśmy poinformowani, że temperatura otoczenia jest 25ºC. W związku z tym, z MOSFET rozpraszających 6.4W średnio całkowity opór cieplny musi być mniejsza niż (125 - 25) / 6.4 = 15.6 ºC / W. Opór cieplny od skrzyżowania do sprawy nadrabia 0.75 ° C / W to, typowy przypadek wartościom radiatora (z użyciem związku termiczny) są 0.2 ºC / W, co pozostawia 15.6 - 0.75 - 0.2 = 14.7 ºC / W dla samego radiatora. Radiatory tego θjc wartości są dość małe i tanie. Należy zauważyć, że ten sam radiator może być stosowany zarówno dla tranzystorów MOSFET do lewej lub do prawej strony obciążenia w mostku H-, ponieważ te dwa tranzystory MOSFET nie oba są w tym samym czasie, a więc nie może być zarówno rozpraszanie mocy przy o tym samym czasie. Przypadki nich musi być odizolowane elektrycznie jednak. Zobacz stronę radiatory, aby uzyskać więcej informacji na temat wymaganej izolacji elektrycznej.


4. sterowniki MOSFET

Aby włączyć MOSFET mocy, to zacisk Brama musi być ustawiony na napięcie co najmniej 10 woltów większe niż terminala źródłowego (około 4 wolt dla MOSFET poziom logiczny). Jest wygodnie powyżej (TH) parametru Vgs.

Cechą mocy MOSFET jest to, że mają one dużą kondensatorów między bramą i innych terminali, Ciss. Efektem tego jest to, że gdy impuls do zacisku suwakowego przybywa musi naładować tej pojemności, zanim napięcie bramki można osiągnąć V 10 konieczne. Terminal Brama następnie skutecznie bierze prąd. Dlatego obwód, który napędza terminal brama powinna być w stanie dostarczyć wystarczającą prąd więc kondensatorów można ładować się tak szybko, jak to możliwe. Najlepszym sposobem, aby to zrobić jest użycie dedykowanego procesor sterownika MOSFET.

Istnieje wiele żetonów kierowcy MOSFET dostępne z kilku firm. Niektóre z nich są pokazane wraz z linkami do arkuszy danych w poniższej tabeli. Niektóre wymagają terminal źródło MOSFET być uziemiony (dla niższych 2 MOSFET w pełnym mostu lub po prostu prosty obwód Switching). Niektóre z nich mogą prowadzić MOSFET ze źródła o wyższym napięciu. Czynniki te mają pompy ładowania on-chip, który oznacza, że ​​mogą generować woltów 22 wymagany obrócić górną MOSFET w pełnym brifge dalej. TDA340 nawet kontroluje kolejność swicthing dla Ciebie. Niektóre mogą dostarczyć tyle, ile prądu 6 Amps jako bardzo krótkim impulsem do opłat bezpańskie pojemność bramki.



Aby uzyskać więcej informacji na temat MOSFET i jak je prowadzić, International Rectifier posiada zbiór dokumentów technicznych dotyczących ich zakresu HEXFET tutaj.

Często widać rezystor niskiej wartości między kierowcą a zaciskiem MOSFET MOSFET bramy. Ma to na celu tłumienia dół jakieś dźwięki drgań wywołanych przez wiodącego indukcyjności i pojemności, które inaczej brama może przekroczyć maksymalnego napięcia pozwoliło na terminalu bramy. spowalnia ona również tempo, w jakim MOSFET włącza się i wyłącza. Może to być przydatne, jeśli wewnętrzne diody w MOSFET nie włącza się wystarczająco szybko. Więcej szczegółów na ten temat można znaleźć w dokumentach technicznych International Rectifier.


5. Tranzystory MOSFET PARALELOMETRU

Tranzystory mogą być umieszczone równolegle do poprawy prądową manipulacyjną. Wystarczy dołączyć do Bramy, źródło i terminale spustowe razem. Dowolna ilość MOSFET można łączyć równolegle w górę, ale należy pamiętać, że pojemność bramy sumuje jak równolegle więcej tranzystorów, a ostatecznie sterownik MOSFET nie będzie w stanie ich prowadzić. Należy pamiętać, że nie można parellel tranzystory bipolarne jak ten. Przyczyny tego są omówione w dokumencie technicznym tutaj.
 

Zostaw wiadomość 

Imię *
E-mail *
Telefon
Adres
Code Zobacz kod weryfikacyjny? Kliknij odświeżyć!
Wiadomość
 

Lista komunikatów

Komentarze Ładowanie ...
Strona główna| O nas| Produkty| Aktualności| Do pobrania| Wsparcie| Informacje zwrotne| Skontaktuj się z nami| Usługi

Kontakt: Zoey Zhang Strona internetowa: www.fmuser.net

Whatsapp / Wechat: +86 183 1924 4009

Skype: tomleequan E-mail: [email chroniony] 

Facebook: FMUSERBADCAST Youtube: FMUSER ZOEY

Adres w języku angielskim: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, TianHe District., GuangZhou, Chiny, 510620 Adres w języku chińskim: 广州市天河区黄埔大道西273号惠兰阁305(3E)