Sélection du dispositif MOSFET pour prendre en compte tous les aspects des facteurs, du petit au choix du type N ou du type P, du type de boîtier, du grand à la tension MOSFET, de la résistance à l'état passant, etc., les différentes exigences d'application varient.L'article suivant résume la sélection des appareils MOSFET des 3 règles principales, je pense qu'après avoir lu, vous en aurez beaucoup.
1. Première étape de sélection du MOSFET de puissance : tube P ou tube N ?
Il existe deux types de MOSFET de puissance : le canal N et le canal P, en cours de conception du système pour sélectionner le tube N ou le tube P, en fonction de l'application réelle spécifique à choisir, les MOSFET à canal N pour choisir le modèle, faible coût;MOSFET canal P pour choisir le modèle moins cher, coût élevé.
Si la tension à la connexion du pôle S du MOSFET de puissance n'est pas la masse de référence du système, le canal N nécessite un variateur d'alimentation à terre flottante, un variateur de transformateur ou un variateur d'amorçage, un complexe de circuits de pilotage ;Le canal P peut être directement piloté, simple à conduire.
Il faut considérer que les applications des canaux N et P sont principalement
un.Ordinateurs portables, ordinateurs de bureau et serveurs utilisés pour fournir au processeur et au système un ventilateur de refroidissement, un entraînement moteur du système d'alimentation de l'imprimante, des aspirateurs, des purificateurs d'air, des ventilateurs électriques et d'autres circuits de commande de moteur d'appareils électroménagers, ces systèmes utilisent une structure de circuit en pont complet, chaque bras de pont sur le tube, vous pouvez utiliser un tube P, vous pouvez également utiliser un tube N.
b.Système de communication Système d'entrée 48 V de MOSFET hot-plug placés haut de gamme, vous pouvez utiliser des tubes P, vous pouvez également utiliser des tubes N.
c.Circuit d'entrée d'ordinateur portable en série, joue le rôle de connexion anti-inverse et de commutation de charge deux MOSFET de puissance dos à dos, l'utilisation du canal N doit contrôler la pompe de charge d'entraînement intégrée interne de la puce, l'utilisation du canal P peut être directement conduit.
2. Sélection du type de colis
Type de canal MOSFET de puissance pour déterminer la deuxième étape pour déterminer le package, les principes de sélection du package sont.
un.L'augmentation de la température et la conception thermique sont les exigences les plus fondamentales pour la sélection du package
Différentes tailles de boîtier ont une résistance thermique et une dissipation de puissance différentes, en plus de prendre en compte les conditions thermiques du système et la température ambiante, par exemple s'il y a un refroidissement par air, la forme du dissipateur thermique et les restrictions de taille, si l'environnement est fermé et d'autres facteurs, le principe de base est d'assurer l'augmentation de la température du MOSFET de puissance et l'efficacité du système, la prémisse de la sélection des paramètres et du package du MOSFET de puissance plus général.
Parfois, en raison d'autres conditions, la nécessité d'utiliser plusieurs MOSFET en parallèle pour résoudre le problème de dissipation thermique, comme dans les applications PFC, les contrôleurs de moteur de véhicules électriques, les systèmes de communication, tels que les applications de rectification synchrone secondaire d'alimentation de module, sont sélectionnés dans parallèle à plusieurs tubes.
Si la connexion parallèle multitube ne peut pas être utilisée, en plus de sélectionner un MOSFET de puissance avec de meilleures performances, un boîtier de plus grande taille ou un nouveau type de boîtier peut être utilisé, par exemple, dans certaines alimentations AC/DC, le TO220 sera être remplacé par le package TO247 ;dans certaines alimentations de systèmes de communication, le nouveau boîtier DFN8*8 est utilisé.
b.Limitation de taille du système
Certains systèmes électroniques sont limités par la taille du PCB et la hauteur de l'intérieur, comme l'alimentation du module des systèmes de communication en raison de la hauteur des restrictions, utilisez généralement un boîtier DFN5 * 6, DFN3 * 3 ;dans certaines alimentations ACDC, l'utilisation d'une conception ultra-mince ou en raison des limitations de la coque, l'assemblage des broches MOSFET d'alimentation du boîtier TO220 directement dans la racine, la hauteur des restrictions ne peut pas utiliser le boîtier TO247.
Certains modèles ultra-fins plient directement les broches de l'appareil à plat, ce processus de production de conception deviendra complexe.
Dans la conception de cartes de protection de batterie au lithium de grande capacité, en raison des restrictions de taille extrêmement strictes, la plupart utilisent désormais un boîtier CSP au niveau de la puce pour améliorer autant que possible les performances thermiques, tout en garantissant la plus petite taille.
c.Contrôle des coûts
Au début de nombreux systèmes électroniques utilisant un boîtier enfichable, ces années-là, en raison de l'augmentation des coûts de main-d'œuvre, de nombreuses entreprises ont commencé à passer au boîtier CMS, bien que le coût de soudage des CMS soit élevé par rapport au plug-in, mais le degré élevé d'automatisation du soudage CMS, le le coût global peut toujours être contrôlé dans une fourchette raisonnable.Dans certaines applications telles que les cartes mères de bureau et les cartes extrêmement sensibles aux coûts, les MOSFET de puissance des boîtiers DPAK sont généralement utilisés en raison du faible coût de ce boîtier.
Par conséquent, lors de la sélection du package MOSFET de puissance, il convient de combiner le style et les caractéristiques du produit de leur propre entreprise, en tenant compte des facteurs ci-dessus.
3. Sélectionnez la résistance à l'état passant RDSON, remarque : pas de courant
Les ingénieurs s'inquiètent souvent du RDSON, car le RDSON et la perte de conduction sont directement liés : plus le RDSON est petit, plus la perte de conduction du MOSFET de puissance est faible, plus l'efficacité est élevée, plus l'augmentation de la température est faible.
De même, les ingénieurs suivent autant que possible le projet précédent ou les composants existants dans la bibliothèque de matériaux, car le RDSON de la méthode de sélection réelle n'a pas grand chose à considérer.Lorsque l'augmentation de température du MOSFET de puissance sélectionné est trop faible, pour des raisons de coût, on passera à des composants RDSON plus grands ;lorsque l'augmentation de température du MOSFET de puissance est trop élevée, l'efficacité du système est faible, passera à des composants RDSON plus petits, ou en optimisant le circuit d'entraînement externe, améliorera la façon d'ajuster la dissipation thermique, etc.
S'il s'agit d'un tout nouveau projet, il n'y a pas de projet précédent à suivre, alors comment sélectionner le MOSFET de puissance RDSON ?Voici une méthode à vous présenter : méthode de répartition de la consommation électrique.
Lors de la conception d'un système d'alimentation, les conditions connues sont : plage de tension d'entrée, tension de sortie/courant de sortie, efficacité, fréquence de fonctionnement, tension de commande, bien sûr, il existe d'autres indicateurs techniques et MOSFET de puissance liés principalement à ces paramètres.Les étapes sont les suivantes.
un.En fonction de la plage de tension d'entrée, de la tension de sortie/du courant de sortie, de l'efficacité, calculez la perte maximale du système.
b.Pertes parasites du circuit de puissance, pertes statiques des composants du circuit non électrique, pertes statiques des circuits intégrés et pertes de commande, pour faire une estimation approximative, la valeur empirique peut représenter 10 % à 15 % des pertes totales.
Si le circuit d'alimentation est doté d'une résistance d'échantillonnage de courant, calculez la consommation électrique de la résistance d'échantillonnage de courant.Perte totale moins ces pertes ci-dessus, la partie restante est la perte de puissance du dispositif de puissance, du transformateur ou de l'inductance.
La perte de puissance restante sera allouée au dispositif de puissance et au transformateur ou à l'inductance dans une certaine proportion, et si vous n'êtes pas sûr, la répartition moyenne par nombre de composants, afin que vous obteniez la perte de puissance de chaque MOSFET.
c.La perte de puissance du MOSFET est attribuée à la perte de commutation et à la perte de conduction dans une certaine proportion, et en cas d'incertitude, la perte de commutation et la perte de conduction sont réparties de manière égale.
d.En fonction de la perte de conduction du MOSFET et du courant RMS circulant, calculez la résistance de conduction maximale autorisée, cette résistance est le MOSFET à la température de jonction de fonctionnement maximale RDSON.
Fiche technique du MOSFET de puissance RDSON marqué avec des conditions de test définies, dans différentes conditions définies ont des valeurs différentes, la température de test : TJ = 25 ℃, RDSON a un coefficient de température positif, donc selon la température de jonction de fonctionnement la plus élevée du MOSFET et Coefficient de température RDSON, à partir de la valeur calculée RDSON ci-dessus, pour obtenir le RDSON correspondant à une température de 25 ℃.
e.RDSON à partir de 25 ℃ pour sélectionner le type de MOSFET de puissance approprié, en fonction des paramètres réels du MOSFET RDSON, down ou up trim.
Grâce aux étapes ci-dessus, la sélection préliminaire du modèle MOSFET de puissance et des paramètres RDSON.
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Heure de publication : 19 avril 2022