Cales son os escenarios de aplicación dos MOSFET?

Os MOSFET son amplamente utilizados en circuítos analóxicos e dixitais e están intimamente relacionados coas nosas vidas. As vantaxes dos MOSFET son: o circuíto de accionamento é relativamente sinxelo. Os MOSFET requiren moita menos corrente de accionamento que os BJT, e normalmente poden ser accionados directamente por CMOS ou colector aberto. Circuitos controladores TTL. En segundo lugar, os MOSFET cambian máis rápido e poden funcionar a velocidades máis altas porque non hai ningún efecto de almacenamento de carga. Ademais, os MOSFET non teñen un mecanismo de avaría secundario. Canto maior sexa a temperatura, a miúdo máis forte é a resistencia, menor será a posibilidade de que se produza unha ruptura térmica, pero tamén nun rango de temperatura máis amplo para proporcionar un mellor rendemento. Os MOSFET utilizáronse nunha gran cantidade de aplicacións, en produtos electrónicos de consumo, produtos industriais, electromecánicos equipos, teléfonos intelixentes e outros produtos electrónicos dixitais portátiles pódense atopar en todas partes.

Análise de casos de aplicación MOSFET

1 、 Cambio de aplicacións de fonte de alimentación

Por definición, esta aplicación require que os MOSFET realicen e apaguen periodicamente. Ao mesmo tempo, hai decenas de topoloxías que se poden usar para cambiar a fonte de alimentación, como a fonte de alimentación DC-DC que se usa habitualmente no conversor básico buck que depende de dous MOSFET para realizar a función de conmutación, estes interruptores alternativamente no indutor para almacenar enerxía, e despois abrir a enerxía á carga. Actualmente, os deseñadores adoitan escoller frecuencias de centos de kHz e incluso superiores a 1MHz, debido a que canto maior sexa a frecuencia, máis pequenos e lixeiros serán os compoñentes magnéticos. Os segundos parámetros MOSFET máis importantes nas fontes de alimentación conmutadas inclúen a capacidade de saída, a tensión de limiar, a impedancia da porta e a enerxía de avalancha.

2, aplicacións de control de motor

As aplicacións de control de motores son outra área de aplicación da potenciaMOSFET. Os circuítos típicos de control de media ponte usan dous MOSFET (a ponte completa usa catro), pero o tempo de desactivación dos dous MOSFET (tempo morto) é igual. Para esta aplicación, o tempo de recuperación inversa (trr) é moi importante. Cando se controla unha carga indutiva (como un enrolamento do motor), o circuíto de control cambia o MOSFET do circuíto da ponte ao estado apagado, momento no que outro interruptor do circuíto da ponte inverte temporalmente a corrente a través do díodo corporal do MOSFET. Así, a corrente circula de novo e segue alimentando o motor. Cando o primeiro MOSFET conduce de novo, a carga almacenada no outro díodo MOSFET debe ser eliminada e descargada a través do primeiro MOSFET. Esta é unha perda de enerxía, polo que canto máis curto sexa o trr, menor será a perda.

3, aplicacións automotivas

O uso de MOSFET de potencia en aplicacións automotivas creceu rapidamente nos últimos 20 anos. PoderMOSFETé seleccionado porque pode soportar fenómenos transitorios de alta tensión causados ​​polos sistemas electrónicos comúns do automóbil, como o desprendimento de carga e os cambios bruscos de enerxía do sistema, e o seu paquete é sinxelo, empregando principalmente paquetes TO220 e TO247. Ao mesmo tempo, aplicacións como cristais eléctricos, inxección de combustible, limpadores intermitentes e control de crucero están a converterse gradualmente en estándar na maioría dos automóbiles, e son necesarios dispositivos de enerxía similares no deseño. Durante este período, os MOSFET de potencia automotriz evolucionaron a medida que os motores, os solenoides e os inxectores de combustible se fixeron máis populares.

Os MOSFET utilizados en dispositivos de automoción cobren unha ampla gama de voltaxes, correntes e resistencias. Os dispositivos de control de motores permiten conectar as configuracións mediante modelos de tensión de avaría de 30 V e 40 V, os dispositivos de 60 V utilízanse para conducir cargas onde se deben controlar as condicións de descarga repentina de carga e de arranque por sobretensión, e é necesaria a tecnoloxía de 75 V cando o estándar da industria se cambia a sistemas de batería de 42 V. Os dispositivos de alta tensión auxiliar requiren o uso de modelos de 100 V a 150 V, e os dispositivos MOSFET superiores a 400 V utilízanse nas unidades do motor e nos circuítos de control dos faros de descarga de alta intensidade (HID).

As correntes de accionamento MOSFET automotriz varían de 2 A a máis de 100 A, cunha resistencia de activación que varía de 2 mΩ a 100 mΩ. As cargas MOSFET inclúen motores, válvulas, lámpadas, compoñentes de calefacción, conxuntos piezoeléctricos capacitivos e fontes de alimentación DC/DC. As frecuencias de conmutación normalmente oscilan entre 10 kHz e 100 kHz, coa advertencia de que o control do motor non é adecuado para conmutar frecuencias superiores a 20 kHz. Outros requisitos importantes son o rendemento do UIS, as condicións de funcionamento no límite de temperatura da unión (-40 graos a 175 graos, ás veces ata 200 graos) e unha alta fiabilidade máis aló da vida útil do coche.

4, lámpadas LED e controlador de lanternas

No deseño de lámpadas LED e lanternas adoitan usar MOSFET, para o controlador de corrente constante LED, xeralmente usa NMOS. MOSFET de potencia e transistor bipolar adoitan ser diferentes. A súa capacidade de porta é relativamente grande. O capacitor debe ser cargado antes da condución. Cando a tensión do capacitor supera a tensión límite, o MOSFET comeza a conducir. Polo tanto, é importante ter en conta durante o deseño que a capacidade de carga do controlador de porta debe ser o suficientemente grande como para garantir que a carga da capacidade de porta equivalente (CEI) se complete no tempo requirido polo sistema.

A velocidade de conmutación do MOSFET depende moito da carga e descarga da capacidade de entrada. Aínda que o usuario non pode reducir o valor de Cin, pero pode reducir o valor da fonte de sinal do bucle da porta da resistencia interna Rs, reducindo así as constantes de tempo de carga e descarga do loop de porta, para acelerar a velocidade de conmutación, a capacidade xeral da unidade IC reflíctese principalmente aquí, dicimos que a elección deMOSFETrefírese aos CI de corrente constante da unidade MOSFET externa. Non é necesario ter en conta os CI MOSFET integrados. En xeral, o MOSFET externo considerarase para correntes superiores a 1A. Para obter unha capacidade de potencia LED máis grande e flexible, o MOSFET externo é o único xeito de escoller o IC que debe ser dirixido pola capacidade adecuada e a capacidade de entrada MOSFET é o parámetro clave.