Le choix deMOSFETest très important, un mauvais choix peut affecter la consommation d'énergie de l'ensemble du circuit, maîtriser les nuances des différents composants et paramètres MOSFET dans différents circuits de commutation peut aider les ingénieurs à éviter beaucoup de problèmes, voici quelques-unes des recommandations de Guanhua Weiye pour la sélection des MOSFET.
Premièrement, canal P et canal N
La première étape consiste à déterminer l’utilisation de MOSFET à canal N ou à canal P. dans les applications de puissance, lorsqu'une masse MOSFET et que la charge est connectée à la tension principale, leMOSFETconstitue un interrupteur latéral basse tension. Dans la commutation côté basse tension, des MOSFET à canal N sont généralement utilisés, ce qui prend en compte la tension requise pour éteindre ou allumer l'appareil. Lorsque le MOSFET est connecté au bus et à la masse de charge, un interrupteur côté haute tension est utilisé. Les MOSFET à canal P sont généralement utilisés pour des raisons de tension. Pour sélectionner les composants adaptés à l'application, il est important de déterminer la tension requise pour piloter l'appareil et la facilité de mise en œuvre dans la conception. L'étape suivante consiste à déterminer la tension nominale requise, ou la tension maximale que le composant peut supporter. Plus la tension nominale est élevée, plus le coût de l'appareil est élevé. En pratique, la tension nominale doit être supérieure à la tension du réseau ou du bus. Cela fournira une protection suffisante pour que le MOSFET ne tombe pas en panne. Pour la sélection du MOSFET, il est important de déterminer la tension maximale pouvant être supportée du drain à la source, c'est-à-dire le VDS maximum. Il est donc important de savoir que la tension maximale que le MOSFET peut supporter varie en fonction de la température. Les concepteurs doivent tester la plage de tension sur toute la plage de températures de fonctionnement. La tension nominale doit avoir une marge suffisante pour couvrir cette plage afin de garantir que le circuit ne tombe pas en panne. De plus, d’autres facteurs de sécurité doivent être pris en compte lors des transitoires de tension induite.
Deuxièmement, déterminez la note actuelle
Le courant nominal du MOSFET dépend de la structure du circuit. Le courant nominal est le courant maximum que la charge peut supporter en toutes circonstances. Comme dans le cas de la tension, le concepteur doit s'assurer que le MOSFET sélectionné est capable de supporter ce courant nominal, même lorsque le système génère un courant de pointe. Les deux scénarios actuels à considérer sont le mode continu et les pics d’impulsions. le MOSFET est dans un état stable en mode de conduction continue, lorsque le courant traverse continuellement l'appareil. Les pointes d'impulsion font référence à un grand nombre de surtensions (ou pointes de courant) circulant à travers l'appareil, auquel cas, une fois le courant maximum déterminé, il s'agit simplement de sélectionner directement un appareil capable de supporter ce courant maximum.
Après avoir sélectionné le courant nominal, la perte de conduction est également calculée. Dans des cas précis,MOSFETne sont pas des composants idéaux en raison des pertes électriques qui se produisent pendant le processus de conduction, appelées pertes par conduction. Lorsqu'il est « activé », le MOSFET agit comme une résistance variable, qui est déterminée par le RDS(ON) de l'appareil et change de manière significative avec la température. La perte de puissance de l'appareil peut être calculée à partir de Iload2 x RDS(ON), et comme la résistance à l'état passant varie en fonction de la température, la perte de puissance varie proportionnellement. Plus la tension VGS appliquée au MOSFET est élevée, plus le RDS(ON) est faible ; à l’inverse, plus le RDS(ON) est élevé. Pour le concepteur du système, c'est là que les compromis entrent en jeu en fonction de la tension du système. Pour les conceptions portables, des tensions inférieures sont plus faciles (et plus courantes), tandis que pour les conceptions industrielles, des tensions plus élevées peuvent être utilisées. Notez que la résistance RDS(ON) augmente légèrement avec le courant.
La technologie a un impact considérable sur les caractéristiques des composants, et certaines technologies ont tendance à entraîner une augmentation du RDS(ON) lors de l'augmentation du VDS maximum. Pour de telles technologies, une augmentation de la taille des plaquettes est nécessaire si l'on veut réduire les valeurs VDS et RDS(ON), augmentant ainsi la taille du boîtier qui va avec et le coût de développement correspondant. Il existe un certain nombre de technologies dans l'industrie qui tentent de contrôler l'augmentation de la taille des plaquettes, les plus importantes étant les technologies de tranchée et d'équilibrage de charge. Dans la technologie des tranchées, une tranchée profonde est intégrée dans la tranche, généralement réservée aux basses tensions, pour réduire la résistance à l'état passant RDS(ON).
III. Déterminer les exigences de dissipation thermique
L'étape suivante consiste à calculer les besoins thermiques du système. Deux scénarios différents doivent être envisagés : le pire des cas et le cas réel. TPV recommande de calculer les résultats pour le pire des cas, car ce calcul offre une plus grande marge de sécurité et garantit que le système ne tombera pas en panne.
IV. Performances de commutation
Enfin, les performances de commutation du MOSFET. De nombreux paramètres affectent les performances de commutation, les plus importants étant la capacité grille/drain, grille/source et drain/source. Ces capacités forment des pertes de commutation dans le composant en raison de la nécessité de les charger à chaque commutation. En conséquence, la vitesse de commutation du MOSFET diminue et l'efficacité du dispositif diminue. Afin de calculer les pertes totales dans l'appareil lors de la commutation, le concepteur doit calculer les pertes lors de la mise sous tension (Eon) et les pertes lors de la désactivation (Eoff). Cela peut être exprimé par l'équation suivante : Psw = (Eon + Eoff) x fréquence de découpage. Et la charge de grille (Qgd) a le plus grand impact sur les performances de commutation.
Heure de publication : 22 avril 2024
