Aké sú scenáre aplikácie MOSFETov?

MOSFETy sú široko používané v analógových a digitálnych obvodoch a úzko súvisia s našimi životmi. Výhody MOSFETov sú: riadiaci obvod je relatívne jednoduchý. MOSFETy vyžadujú oveľa menší hnací prúd ako BJT a zvyčajne môžu byť riadené priamo CMOS alebo otvoreným kolektorom TTL budiace obvody. Po druhé, MOSFETy sa prepínajú rýchlejšie a môžu pracovať pri vyšších rýchlostiach, pretože nedochádza k ukladaniu náboja. Okrem toho MOSFETy nemajú sekundárny mechanizmus zlyhania zlyhania. Čím vyššia je teplota, tým je často väčšia odolnosť, tým nižšia je možnosť tepelného rozpadu, ale aj v širšom teplotnom rozsahu, aby sa zabezpečil lepší výkon. MOSFETy sa používajú vo veľkom množstve aplikácií, v spotrebnej elektronike, priemyselných výrobkoch, elektromechanických zariadenia, inteligentné telefóny a iné prenosné digitálne elektronické produkty nájdete všade.

Analýza prípadov aplikácie MOSFET

1、Prepínanie aplikácií napájania

Podľa definície táto aplikácia vyžaduje, aby MOSFETy vykonávali a pravidelne vypínali. Súčasne existujú desiatky topológií, ktoré je možné použiť na spínané napájanie, ako napríklad napájanie DC-DC bežne používané v základnom konvertore buck sa spolieha na dva MOSFETy na vykonávanie spínacej funkcie, tieto prepínače striedavo v tlmivke ukladajú energie a potom otvorte energiu záťaži. V súčasnosti konštruktéri často volia frekvencie v stovkách kHz a dokonca aj nad 1MHz, a to z toho dôvodu, že čím vyššia frekvencia, tým menšie a ľahšie magnetické súčiastky. Medzi druhé najdôležitejšie parametre MOSFET v spínaných zdrojoch patrí výstupná kapacita, prahové napätie, impedancia hradla a lavínová energia.

2, aplikácie riadenia motora

Aplikácie riadenia motora sú ďalšou oblasťou použitia energieMOSFETy. Typické riadiace obvody s polovičným mostíkom používajú dva MOSFETy (plný mostík používa štyri), ale čas vypnutia dvoch MOSFETov (mŕtvy čas) je rovnaký. Pre túto aplikáciu je veľmi dôležitý čas spätného zotavenia (trr). Pri riadení indukčnej záťaže (napríklad vinutia motora) riadiaci obvod prepne MOSFET v mostíkovom obvode do vypnutého stavu, kedy ďalší spínač v mostíkovom obvode dočasne obráti prúd cez diódu tela v MOSFET. Prúd teda opäť cirkuluje a naďalej poháňa motor. Keď prvý MOSFET opäť vedie, náboj uložený v druhej MOSFET dióde musí byť odstránený a vybitý cez prvý MOSFET. Ide o stratu energie, takže čím je trr kratší, tým je strata menšia.

3, automobilové aplikácie

Používanie výkonových MOSFETov v automobilových aplikáciách za posledných 20 rokov rýchlo vzrástlo. SilaMOSFETje vybraný, pretože dokáže odolať prechodným vysokonapäťovým javom spôsobeným bežnými automobilovými elektronickými systémami, ako je odpojenie záťaže a náhle zmeny v systémovej energii, a jeho balík je jednoduchý, hlavne s použitím balíkov TO220 a TO247. Zároveň sa aplikácie ako elektrické ovládanie okien, vstrekovanie paliva, prerušované stierače a tempomat postupne stávajú štandardom vo väčšine automobilov a pri návrhu sú potrebné podobné energetické zariadenia. Počas tohto obdobia sa automobilové výkonové MOSFETy vyvinuli, keď sa motory, solenoidy a vstrekovače paliva stali populárnejšie.

MOSFETy používané v automobilových zariadeniach pokrývajú široký rozsah napätí, prúdov a odporu. Zariadenia na ovládanie motora premosťujú konfigurácie s použitím modelov prierazného napätia 30 V a 40 V, zariadenia s napätím 60 V sa používajú na pohon záťaží, kde je potrebné kontrolovať podmienky náhleho vyloženia záťaže a prudkého spustenia, a keď sa priemyselný štandard presunie na 42 V batériové systémy, vyžaduje sa 75 V technológia. Zariadenia s vysokým pomocným napätím vyžadujú použitie modelov 100 V až 150 V a zariadenia MOSFET nad 400 V sa používajú v jednotkách pohonu motora a riadiacich obvodoch pre svetlomety s vysokou intenzitou (HID).

Automobilové pohonné prúdy MOSFET sa pohybujú od 2A do viac ako 100A, s odporom v rozmedzí od 2mΩ do 100mΩ. MOSFET záťaže zahŕňajú motory, ventily, lampy, vykurovacie komponenty, kapacitné piezoelektrické zostavy a DC/DC napájacie zdroje. Spínacie frekvencie sa zvyčajne pohybujú od 10 kHz do 100 kHz s upozornením, že ovládanie motora nie je vhodné na spínanie frekvencií nad 20 kHz. Ďalšími hlavnými požiadavkami sú výkon UIS, prevádzkové podmienky na hranici teplôt križovatky (-40 stupňov až 175 stupňov, niekedy až 200 stupňov) a vysoká spoľahlivosť po životnosti auta.

4, ovládač LED svietidiel a svietidiel

Pri konštrukcii LED lámp a svietidiel sa často používa MOSFET, pre LED ovládač s konštantným prúdom sa všeobecne používa NMOS. výkonový MOSFET a bipolárny tranzistor je zvyčajne odlišný. Jeho kapacita brány je pomerne veľká. Pred vedením je potrebné nabiť kondenzátor. Keď napätie kondenzátora prekročí prahové napätie, MOSFET začne viesť. Preto je dôležité pri návrhu poznamenať, že zaťažiteľnosť pohonu brány musí byť dostatočne veľká, aby sa zabezpečilo, že nabíjanie ekvivalentnej kapacity brány (CEI) sa dokončí v čase, ktorý systém vyžaduje.

Rýchlosť spínania MOSFET je vysoko závislá od nabíjania a vybíjania vstupnej kapacity. Aj keď používateľ nemôže znížiť hodnotu Cin, ale môže znížiť hodnotu vnútorného odporu zdroja signálu Rs hradlovej slučky, čím sa zníži časová konštanta nabíjania a vybíjania hradlovej slučky, aby sa urýchlila rýchlosť spínania, všeobecná schopnosť pohonu IC sa tu odráža hlavne, hovoríme, že výber zMOSFETsa vzťahuje na externé integrované obvody MOSFET s konštantným prúdom. vstavané MOSFET integrované obvody nie je potrebné brať do úvahy. Všeobecne povedané, externý MOSFET sa bude brať do úvahy pre prúdy presahujúce 1A. Na získanie väčšej a flexibilnejšej schopnosti napájania LED je externý MOSFET jediný spôsob, ako zvoliť, že IC musí byť riadený vhodnou schopnosťou a kľúčovým parametrom je vstupná kapacita MOSFET.