MOSFET'lerin uygulama senaryoları nelerdir?

MOSFET'ler analog ve dijital devrelerde yaygın olarak kullanılır ve hayatımızla yakından ilgilidir. MOSFET'lerin avantajları şunlardır: Sürücü devresi nispeten basittir. MOSFET'ler, BJT'lere göre çok daha az sürücü akımı gerektirir ve genellikle doğrudan CMOS veya açık kollektör tarafından çalıştırılabilir. TTL sürücü devreleri. İkincisi, MOSFET'ler daha hızlı geçiş yapar ve şarj depolama etkisi olmadığından daha yüksek hızlarda çalışabilir. Ayrıca MOSFET'lerin ikincil bir arıza arıza mekanizması yoktur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, dayanıklılık da o kadar güçlü olur, termal bozulma olasılığı da o kadar düşük olur, ancak aynı zamanda daha iyi performans sağlamak için daha geniş bir sıcaklık aralığında kullanılır. MOSFET'ler tüketici elektroniği, endüstriyel ürünler, elektromekanik gibi çok sayıda uygulamada kullanılmıştır. ekipmanlar, akıllı telefonlar ve diğer taşınabilir dijital elektronik ürünler her yerde bulunabiliyor.

MOSFET uygulama durum analizi

1、Güç kaynağı uygulamalarını değiştirme

Tanım gereği bu uygulama MOSFET'lerin periyodik olarak çalışmasını ve kapanmasını gerektirir. Aynı zamanda, güç kaynağını değiştirmek için kullanılabilen düzinelerce topoloji vardır; örneğin temel dönüştürücüde yaygın olarak kullanılan DC-DC güç kaynağı, anahtarlama işlevini gerçekleştirmek için iki MOSFET'e dayanır, bu anahtarlar dönüşümlü olarak indüktörde depolanır. Enerji ve daha sonra enerjiyi yüke açın. Şu anda tasarımcılar sıklıkla yüzlerce kHz ve hatta 1MHz'in üzerindeki frekansları seçiyorlar, çünkü frekans ne kadar yüksek olursa, manyetik bileşenler de o kadar küçük ve hafif olur. Güç kaynaklarının değiştirilmesinde ikinci en önemli MOSFET parametreleri arasında çıkış kapasitansı, eşik voltajı, kapı empedansı ve çığ enerjisi bulunur.

2, motor kontrol uygulamaları

Motor kontrol uygulamaları gücün diğer bir uygulama alanıdır.MOSFET'ler. Tipik yarım köprü kontrol devreleri iki MOSFET kullanır (tam köprü dört kullanır), ancak iki MOSFET'in kapalı kalma süresi (ölü zaman) eşittir. Bu uygulama için ters toparlanma süresi (trr) çok önemlidir. Endüktif bir yükü (motor sargısı gibi) kontrol ederken, kontrol devresi köprü devresindeki MOSFET'i kapalı duruma geçirir; bu noktada köprü devresindeki başka bir anahtar, MOSFET'teki gövde diyotu yoluyla akımı geçici olarak tersine çevirir. Böylece akım tekrar dolaşır ve motora güç vermeye devam eder. İlk MOSFET tekrar iletim yaptığında, diğer MOSFET diyotta depolanan yükün çıkarılması ve ilk MOSFET üzerinden deşarj edilmesi gerekir. Bu bir enerji kaybıdır, dolayısıyla trr ne kadar kısa olursa kayıp da o kadar küçük olur.

3, otomotiv uygulamaları

Güç MOSFET'lerinin otomotiv uygulamalarında kullanımı son 20 yılda hızla arttı. GüçMOSFETyük atma ve sistem enerjisindeki ani değişiklikler gibi yaygın otomotiv elektronik sistemlerinin neden olduğu geçici yüksek voltaj olaylarına dayanabilmesi ve paketinin basit olması, esas olarak TO220 ve TO247 paketlerini kullanması nedeniyle seçilmiştir. Aynı zamanda elektrikli camlar, yakıt enjeksiyonu, fasılalı silecekler ve hız sabitleyici gibi uygulamalar çoğu otomobilde giderek standart hale geliyor ve tasarımda benzer elektrikli cihazlara ihtiyaç duyuluyor. Bu dönemde motorlar, solenoidler ve yakıt enjektörleri daha popüler hale geldikçe otomotiv güç MOSFET'leri gelişti.

Otomotiv cihazlarında kullanılan MOSFET'ler geniş bir voltaj, akım ve direnç aralığını kapsar. Motor kontrol cihazları, 30V ve 40V arıza gerilimi modellerini kullanarak konfigürasyonları köprüler, 60V cihazlar, ani yük boşaltma ve dalgalanma başlatma koşullarının kontrol edilmesi gereken yükleri sürmek için kullanılır ve endüstri standardı 42V akü sistemlerine kaydırıldığında 75V teknolojisi gereklidir. Yüksek yardımcı voltajlı cihazlar 100V ila 150V arası modellerin kullanımını gerektirir ve yüksek yoğunluklu deşarjlı (HID) farlar için motor sürücü ünitelerinde ve kontrol devrelerinde 400V'un üzerindeki MOSFET cihazları kullanılır.

Otomotiv MOSFET sürücü akımları 2A ila 100A arasında değişir ve açık direnç 2mΩ ila 100mΩ arasında değişir. MOSFET yükleri arasında motorlar, vanalar, lambalar, ısıtma bileşenleri, kapasitif piezoelektrik düzenekler ve DC/DC güç kaynakları bulunur. Anahtarlama frekansları tipik olarak 10kHz ila 100kHz arasında değişir; ancak motor kontrolünün 20kHz'in üzerindeki frekansları değiştirmek için uygun olmadığı uyarısı yapılır. Diğer önemli gereksinimler, UIS performansı, bağlantı noktası sıcaklık sınırındaki çalışma koşulları (-40 derece ila 175 derece, bazen 200 dereceye kadar) ve aracın ömrünün ötesinde yüksek güvenilirliktir.

4, LED lambalar ve fenerler sürücüsü

LED lambaların ve fenerlerin tasarımında genellikle MOSFET kullanılır, LED sabit akım sürücüsü için genellikle NMOS kullanılır. güç MOSFET ve bipolar transistör genellikle farklıdır. Geçit kapasitesi nispeten büyüktür. Kondansatörün iletimden önce şarj edilmesi gerekir. Kapasitör voltajı eşik voltajını aştığında MOSFET iletime başlar. Bu nedenle, tasarım sırasında kapı sürücüsünün yük kapasitesinin, eşdeğer kapı kapasitansının (CEI) şarjının sistemin gerektirdiği süre içinde tamamlanmasını sağlayacak kadar büyük olması gerektiğine dikkat etmek önemlidir.

MOSFET'in anahtarlama hızı büyük ölçüde giriş kapasitansının şarj ve deşarjına bağlıdır. Kullanıcı Cin'in değerini azaltamasa da, kapı tahrik döngüsü sinyal kaynağının iç direnci Rs'nin değerini düşürebilir, böylece anahtarlama hızını hızlandırmak için kapı döngüsü şarj ve deşarj zaman sabitlerini azaltır, genel IC sürücü kapasitesi esas olarak buraya yansıyor, diyoruz ki seçimMOSFETharici MOSFET sürücüsü sabit akım IC'lerini ifade eder. yerleşik MOSFET IC'lerin dikkate alınmasına gerek yoktur. Genel olarak konuşursak, 1A'yı aşan akımlar için harici MOSFET dikkate alınacaktır. Daha büyük ve daha esnek bir LED güç kapasitesi elde etmek için, harici MOSFET, uygun yetenek tarafından çalıştırılacak IC'yi seçmenin tek yoludur ve MOSFET giriş kapasitansı anahtar parametredir.