Bei der Auswahl des MOSFET-Geräts müssen alle Faktoren berücksichtigt werden, von klein bis N-Typ oder P-Typ, Gehäusetyp, groß, MOSFET-Spannung, Einschaltwiderstand usw., die unterschiedlichen Anwendungsanforderungen variieren.Der folgende Artikel fasst die drei Hauptregeln für die Auswahl von MOSFET-Geräten zusammen. Ich glaube, dass Sie nach dem Lesen eine Menge haben werden.
1. Schritt eins bei der Auswahl eines Leistungs-MOSFET: P-Röhre oder N-Röhre?
Es gibt zwei Arten von Leistungs-MOSFETs: N-Kanal und P-Kanal. Wählen Sie im Prozess des Systemdesigns die N-Röhre oder die P-Röhre aus, um die tatsächliche spezifische Anwendung zu wählen, und wählen Sie das N-Kanal-MOSFET-Modell aus. niedrige Kosten;P-Kanal-MOSFETs zur Auswahl des Modells weniger, hohe Kosten.
Wenn die Spannung am S-Pol-Anschluss des Leistungs-MOSFET nicht mit der Bezugsmasse des Systems übereinstimmt, benötigt der N-Kanal eine erdfreie Stromversorgung, einen Transformatorantrieb oder einen Bootstrap-Antrieb sowie eine komplexe Antriebsschaltung.P-Kanal kann direkt angesteuert werden, einfache Ansteuerung.
Zu berücksichtigen sind vor allem die N-Kanal- und P-Kanal-Anwendungen
A.Notebook-Computer, Desktops und Server werden verwendet, um CPU- und Systemkühlventilatoren, Motorantriebssystemen für Druckerzufuhrsysteme, Staubsaugern, Luftreinigern, elektrischen Ventilatoren und anderen Haushaltsgeräten Motorsteuerkreise zu geben. Diese Systeme verwenden eine Vollbrückenschaltungsstruktur, jeder Brückenarm Auf dem Rohr kann ein P-Rohr verwendet werden, es kann auch ein N-Rohr verwendet werden.
B.Kommunikationssystem 48-V-Eingangssystem mit Hot-Plug-MOSFETs am oberen Ende, Sie können P-Röhren verwenden, Sie können auch N-Röhren verwenden.
C.In Reihe geschaltete Eingangsschaltungen des Notebook-Computers spielen die Rolle der Verpolungs- und Lastschaltung zweier Back-to-Back-Leistungs-MOSFETs. Der N-Kanal muss zur Steuerung der integrierten Chip-Antriebsladungspumpe verwendet werden, und der P-Kanal wird verwendet direkt antreibbar.
2. Auswahl des Pakettyps
Der zweite Schritt zur Bestimmung des Pakets besteht darin, den Kanaltyp des Leistungs-MOSFET zu bestimmen. Dabei handelt es sich um die Prinzipien der Paketauswahl.
A.Temperaturanstieg und thermisches Design sind die grundlegendsten Anforderungen für die Auswahl des Gehäuses
Unterschiedliche Gehäusegrößen haben unterschiedliche Wärmewiderstände und Leistungsverluste. Darüber hinaus werden die thermischen Bedingungen des Systems und die Umgebungstemperatur berücksichtigt, z. B. ob Luftkühlung, Einschränkungen bei der Form und Größe des Kühlkörpers, ob die Umgebung geschlossen ist und andere Faktoren. Das Grundprinzip besteht darin, den Temperaturanstieg des Leistungs-MOSFET und die Systemeffizienz sicherzustellen, wobei die Parameterauswahl und das Paket allgemeinerer Leistungs-MOSFETs sind.
Manchmal besteht aufgrund anderer Bedingungen die Notwendigkeit, mehrere MOSFETs parallel zu verwenden, um das Problem der Wärmeableitung zu lösen, wie z. B. in PFC-Anwendungen, Motorsteuerungen für Elektrofahrzeuge, Kommunikationssystemen, wie z. B. sekundären Synchrongleichrichtungsanwendungen für die Stromversorgung von Modulen parallel mit mehreren Rohren.
Wenn eine Parallelschaltung mit mehreren Röhren nicht möglich ist, kann neben der Auswahl eines Leistungs-MOSFET mit besserer Leistung auch ein größeres Gehäuse oder ein neuer Gehäusetyp verwendet werden, z. B. in einigen AC/DC-Netzteilen TO220 auf TO247-Paket umgestellt werden;In einigen Stromversorgungen für Kommunikationssysteme wird das neue DFN8*8-Gehäuse verwendet.
B.Größenbeschränkung des Systems
Einige elektronische Systeme sind durch die Größe der Leiterplatte und die Höhe des Innenraums begrenzt, z. B. das Modul zur Stromversorgung von Kommunikationssystemen. Aufgrund der Höhenbeschränkungen werden normalerweise DFN5 * 6- und DFN3 * 3-Gehäuse verwendet.In einigen ACDC-Netzteilen ist die Verwendung eines ultradünnen Designs oder aufgrund der Einschränkungen des Gehäuses die Montage der Leistungs-MOSFET-Pins im TO220-Gehäuse direkt in der Wurzel erforderlich. Aufgrund der Höhenbeschränkungen kann das TO247-Gehäuse nicht verwendet werden.
Bei einigen ultradünnen Designs werden die Gerätestifte direkt flach gebogen, wodurch dieser Design-Produktionsprozess komplex wird.
Beim Design von Schutzplatinen für Lithiumbatterien mit großer Kapazität verwenden die meisten aufgrund der extrem strengen Größenbeschränkungen jetzt CSP-Gehäuse auf Chipebene, um die thermische Leistung so weit wie möglich zu verbessern und gleichzeitig die kleinste Größe sicherzustellen.
C.Kostenkontrolle
Früher verwendeten viele elektronische Systeme Plug-in-Pakete. In diesen Jahren begannen viele Unternehmen aufgrund der gestiegenen Arbeitskosten, auf SMD-Pakete umzusteigen. Obwohl die Schweißkosten von SMD höher sind als von Plug-in-Paketen, ist der Automatisierungsgrad des SMD-Schweißens jedoch hoch Die Gesamtkosten können immer noch in einem angemessenen Bereich kontrolliert werden.In einigen Anwendungen wie Desktop-Motherboards und Boards, die äußerst kostensensibel sind, werden aufgrund der geringen Kosten dieser Pakete normalerweise die Leistungs-MOSFETs in DPAK-Gehäusen verwendet.
Daher ist es bei der Auswahl des Leistungs-MOSFET-Gehäuses wichtig, den Stil und die Produktmerkmale des eigenen Unternehmens unter Berücksichtigung der oben genannten Faktoren zu kombinieren.
3. Wählen Sie den Einschaltwiderstand RDSON, Hinweis: nicht aktuell
Ingenieure sind oft besorgt über RDSON, da RDSON und Leitungsverlust in direktem Zusammenhang stehen: Je kleiner RDSON, desto geringer der Leitungsverlust des Leistungs-MOSFET, desto höher der Wirkungsgrad, desto geringer der Temperaturanstieg.
In ähnlicher Weise folgt der Ingenieur so weit wie möglich dem vorherigen Projekt oder den vorhandenen Komponenten in der Materialbibliothek, sodass für die eigentliche Auswahlmethode von RDSON nicht viel berücksichtigt werden muss.Wenn der Temperaturanstieg des ausgewählten Leistungs-MOSFET aus Kostengründen zu gering ist, wird auf größere RDSON-Komponenten umgestellt.Wenn der Temperaturanstieg des Leistungs-MOSFET zu hoch ist, ist der Wirkungsgrad des Systems gering, es werden kleinere RDSON-Komponenten verwendet oder durch Optimierung der externen Antriebsschaltung die Möglichkeit zur Anpassung der Wärmeableitung usw. verbessert.
Wenn es sich um ein brandneues Projekt handelt und es kein vorheriges Projekt gibt, dem man folgen könnte, wie wählt man dann den Leistungs-MOSFET RDSON aus? Hier ist eine Methode zur Einführung: Methode zur Verteilung des Stromverbrauchs.
Beim Entwurf eines Stromversorgungssystems sind die folgenden bekannten Bedingungen bekannt: Eingangsspannungsbereich, Ausgangsspannung/Ausgangsstrom, Wirkungsgrad, Betriebsfrequenz, Antriebsspannung. Natürlich gibt es noch andere technische Indikatoren und Leistungs-MOSFETs, die sich hauptsächlich auf diese Parameter beziehen.Die Schritte sind wie folgt.
A.Berechnen Sie anhand des Eingangsspannungsbereichs, der Ausgangsspannung / des Ausgangsstroms und des Wirkungsgrads den maximalen Verlust des Systems.
B.Nebenverluste im Stromkreis, statische Verluste bei Komponenten außerhalb des Stromkreises, statische IC-Verluste und Antriebsverluste. Um eine grobe Schätzung vorzunehmen, kann der empirische Wert 10 bis 15 % der Gesamtverluste ausmachen.
Wenn der Stromkreis über einen Stromabtastwiderstand verfügt, berechnen Sie den Stromverbrauch des Stromabtastwiderstands.Gesamtverlust abzüglich dieser oben genannten Verluste, der verbleibende Teil ist der Leistungsverlust des Leistungsgeräts, des Transformators oder der Induktivität.
Der verbleibende Leistungsverlust wird in einem bestimmten Verhältnis dem Leistungsgerät und dem Transformator oder der Induktivität zugeordnet. Wenn Sie sich nicht sicher sind, erfolgt die durchschnittliche Verteilung nach der Anzahl der Komponenten, sodass Sie den Leistungsverlust jedes MOSFET erhalten.
C.Der Leistungsverlust des MOSFET wird in einem bestimmten Verhältnis dem Schaltverlust und dem Leitungsverlust zugeordnet. Bei Unsicherheit werden Schaltverlust und Leitungsverlust zu gleichen Teilen zugeordnet.
D.Berechnen Sie anhand des MOSFET-Leitungsverlusts und des fließenden Effektivstroms den maximal zulässigen Leitungswiderstand. Dieser Widerstand ist der MOSFET bei der maximalen Betriebssperrschichttemperatur RDSON.
Das Datenblatt des Leistungs-MOSFET RDSON ist mit definierten Testbedingungen gekennzeichnet. Unter verschiedenen definierten Bedingungen gibt es unterschiedliche Werte. Die Testtemperatur beträgt TJ = 25 °C. RDSON hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, sodass die höchste Betriebssperrschichttemperatur des MOSFET entsprechend ist RDSON-Temperaturkoeffizient, aus dem oben berechneten RDSON-Wert, um den entsprechenden RDSON bei einer Temperatur von 25 °C zu erhalten.
e.RDSON von 25 ℃ zur Auswahl des geeigneten Leistungs-MOSFET-Typs entsprechend den tatsächlichen Parametern des MOSFET RDSON, Abwärts- oder Aufwärtstrimmung.
Durch die oben genannten Schritte erfolgt die vorläufige Auswahl des Leistungs-MOSFET-Modells und der RDSON-Parameter.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. April 2022