MOSFET се използват широко в аналогови и цифрови схеми и са тясно свързани с живота ни. Предимствата на MOSFET са: задвижващата верига е сравнително проста. MOSFET изискват много по-малко задвижващ ток от BJT и обикновено могат да се управляват директно от CMOS или отворен колектор TTL схеми на драйвери. Второ, MOSFET превключват по-бързо и могат да работят при по-високи скорости, тъй като няма ефект на съхранение на заряда. Освен това MOSFET нямат вторичен механизъм за повреда при повреда. Колкото по-висока е температурата, често толкова по-голяма е издръжливостта, толкова по-малка е възможността за термичен срив, но също и в по-широк температурен диапазон, за да се осигури по-добра производителност. MOSFETs са използвани в голям брой приложения, в потребителската електроника, промишлени продукти, електромеханични оборудване, смарт телефони и други преносими цифрови електронни продукти могат да бъдат намерени навсякъде.
Анализ на случая на приложение на MOSFET
1、Приложения за превключване на захранване
По дефиниция, това приложение изисква MOSFETs да провеждат и изключват периодично. В същото време има десетки топологии, които могат да се използват за превключващо захранване, като например DC-DC захранване, което обикновено се използва в основния преобразувател на долара, разчита на два MOSFET транзистори за изпълнение на превключващата функция, тези превключватели се редуват в индуктора за съхраняване енергия и след това отворете енергията към товара. В момента дизайнерите често избират честоти от стотици kHz и дори над 1MHz, поради факта, че колкото по-висока е честотата, толкова по-малки и по-леки са магнитните компоненти. Вторите по важност параметри на MOSFET в импулсните захранвания включват изходен капацитет, прагово напрежение, импеданс на гейт и енергия на лавината.
2, приложения за управление на двигателя
Приложенията за управление на мотори са друга област на приложение на мощносттаMOSFET транзистори. Типичните полумостови схеми за управление използват два MOSFET (пълният мост използва четири), но времето за изключване на двата MOSFET (мъртво време) е равно. За това приложение времето за обратно възстановяване (trr) е много важно. Когато управлявате индуктивен товар (като намотка на двигател), управляващата верига превключва MOSFET в мостовата верига в изключено състояние, в който момент друг превключвател в мостовата верига временно обръща тока през основния диод в MOSFET. Така токът отново циркулира и продължава да захранва двигателя. Когато първият MOSFET провежда отново, зарядът, съхраняван в другия MOSFET диод, трябва да бъде отстранен и разреден през първия MOSFET. Това е загуба на енергия, така че колкото по-къс е trr, толкова по-малка е загубата.
3, автомобилни приложения
Използването на мощни MOSFET в автомобилни приложения нарасна бързо през последните 20 години. мощностMOSFETе избран, защото може да издържи на преходни явления с високо напрежение, причинени от обикновените автомобилни електронни системи, като изхвърляне на натоварване и внезапни промени в енергийната система, и пакетът му е прост, използвайки главно пакети TO220 и TO247. В същото време приложения като електрически стъкла, впръскване на гориво, чистачки с прекъсване и круиз контрол постепенно се превръщат в стандарт в повечето автомобили и подобни захранващи устройства са необходими в дизайна. През този период автомобилните мощни MOSFET транзистори се развиха, тъй като двигателите, соленоидите и горивните инжектори станаха по-популярни.
MOSFET, използвани в автомобилни устройства, покриват широк диапазон от напрежения, токове и съпротивление при включване. Мостови конфигурации на устройствата за управление на мотора, използващи 30V и 40V модели на пробивно напрежение, 60V устройства се използват за задвижване на товари, при които трябва да се контролира внезапно разтоварване на товара и стартови условия на пренапрежение, а 75V технология се изисква, когато индустриалният стандарт се пренасочи към 42V батерийни системи. Устройствата с високо спомагателно напрежение изискват използването на модели от 100 V до 150 V, а MOSFET устройствата над 400 V се използват в модулите на драйвера на двигателя и управляващите вериги за фарове с разряд с висок интензитет (HID).
Автомобилните MOSFET задвижващи токове варират от 2A до над 100A, като съпротивлението при включване варира от 2mΩ до 100mΩ. Натоварванията на MOSFET включват двигатели, вентили, лампи, нагревателни компоненти, капацитивни пиезоелектрически възли и DC/DC захранвания. Честотите на превключване обикновено варират от 10 kHz до 100 kHz, с уговорката, че управлението на двигателя не е подходящо за честоти на превключване над 20 kHz. Други основни изисквания са производителността на UIS, условията на работа при границата на температурата на кръстовището (-40 градуса до 175 градуса, понякога до 200 градуса) и висока надеждност след живота на автомобила.
4, драйвер за LED лампи и фенери
При проектирането на LED лампи и фенери често се използва MOSFET, за LED драйвер с постоянен ток обикновено се използва NMOS. мощност MOSFET и биполярен транзистор обикновено е различен. Капацитетът на портата му е сравнително голям. Кондензаторът трябва да се зареди преди проводимост. Когато напрежението на кондензатора надвиши праговото напрежение, MOSFET започва да провежда. Поради това е важно да се отбележи по време на проектирането, че капацитетът на натоварване на драйвера на гейта трябва да бъде достатъчно голям, за да се гарантира, че зареждането на еквивалентния капацитет на гейта (CEI) е завършено в рамките на времето, изисквано от системата.
Скоростта на превключване на MOSFET е силно зависима от зареждането и разреждането на входния капацитет. Въпреки че потребителят не може да намали стойността на Cin, но може да намали стойността на вътрешното съпротивление Rs на източника на сигнал на веригата на задвижването на портата, като по този начин намали времевите константи за зареждане и разреждане на веригата на вратата, за да ускори скоростта на превключване, общата способност на IC задвижването се отразява главно тук, казваме, че изборът наMOSFETсе отнася до външните интегрални схеми с постоянен ток на задвижване MOSFET. вградените MOSFET ИС не трябва да се вземат предвид. Най-общо казано, външният MOSFET ще се разглежда за токове над 1A. За да се получи по-голяма и по-гъвкава мощност на светодиода, външният MOSFET е единственият начин за избор на IC, който трябва да бъде управляван от подходящата способност, а входният капацитет на MOSFET е ключовият параметър.
Време на публикуване: 29 април 2024 г
