Les MOSFET sont largement utilisés dans les circuits analogiques et numériques et sont étroitement liés à nos vies. Les avantages des MOSFET sont les suivants : le circuit de commande est relativement simple. Les MOSFET nécessitent beaucoup moins de courant de commande que les BJT et peuvent généralement être pilotés directement par un CMOS ou un collecteur ouvert. Circuits pilotes TTL. Deuxièmement, les MOSFET commutent plus rapidement et peuvent fonctionner à des vitesses plus élevées car il n’y a pas d’effet de stockage de charge. De plus, les MOSFET ne disposent pas de mécanisme de panne secondaire. Plus la température est élevée, plus l'endurance est souvent forte, plus le risque de claquage thermique est faible, mais aussi dans une plage de température plus large pour offrir de meilleures performances. Les MOSFET ont été utilisés dans un grand nombre d'applications, dans l'électronique grand public, les produits industriels, l'électromécanique. Les équipements, téléphones intelligents et autres produits électroniques numériques portables peuvent être trouvés partout.
Analyse de cas d'application MOSFET
1. Applications d'alimentation à découpage
Par définition, cette application nécessite que les MOSFET fonctionnent et s'arrêtent périodiquement. Dans le même temps, des dizaines de topologies peuvent être utilisées pour l'alimentation à découpage, telles que l'alimentation DC-DC couramment utilisée dans le convertisseur abaisseur de base qui repose sur deux MOSFET pour effectuer la fonction de commutation, ces commutateurs alternativement dans l'inductance pour stocker Énergie, puis ouvrez l'énergie à la charge. Actuellement, les concepteurs choisissent souvent des fréquences de l'ordre de plusieurs centaines de kHz, voire supérieures à 1 MHz, car plus la fréquence est élevée, plus les composants magnétiques sont petits et légers. Les deuxièmes paramètres MOSFET les plus importants dans les alimentations à découpage comprennent la capacité de sortie, la tension de seuil, l'impédance de grille et l'énergie d'avalanche.
2, applications de contrôle de moteur
Les applications de commande de moteur constituent un autre domaine d'application pour l'alimentationMOSFET. Les circuits de commande en demi-pont typiques utilisent deux MOSFET (le pont complet en utilise quatre), mais le temps de repos des deux MOSFET (temps mort) est égal. Pour cette application, le temps de récupération inverse (trr) est très important. Lors du contrôle d'une charge inductive (telle qu'un enroulement de moteur), le circuit de commande fait passer le MOSFET du circuit en pont à l'état désactivé, auquel cas un autre interrupteur du circuit en pont inverse temporairement le courant traversant la diode du corps du MOSFET. Ainsi, le courant circule à nouveau et continue d’alimenter le moteur. Lorsque le premier MOSFET conduit à nouveau, la charge stockée dans l'autre diode MOSFET doit être retirée et déchargée via le premier MOSFET. Il s’agit d’une perte d’énergie, donc plus le trr est court, plus la perte est faible.
3, applications automobiles
L'utilisation des MOSFET de puissance dans les applications automobiles s'est développée rapidement au cours des 20 dernières années. PouvoirMOSFETest sélectionné car il peut résister aux phénomènes transitoires à haute tension provoqués par les systèmes électroniques automobiles courants, tels que le délestage et les changements soudains de l'énergie du système, et son boîtier est simple, utilisant principalement des boîtiers TO220 et TO247. Dans le même temps, des applications telles que les vitres électriques, l'injection de carburant, les essuie-glaces intermittents et le régulateur de vitesse deviennent progressivement la norme dans la plupart des automobiles, et des dispositifs électriques similaires sont requis dans la conception. Au cours de cette période, les MOSFET de puissance automobile ont évolué à mesure que les moteurs, les solénoïdes et les injecteurs de carburant sont devenus plus populaires.
Les MOSFET utilisés dans les appareils automobiles couvrent une large gamme de tensions, de courants et de résistances à l'état passant. Les dispositifs de commande de moteur relient les configurations en utilisant des modèles de tension de claquage de 30 V et 40 V, les dispositifs de 60 V sont utilisés pour piloter des charges où les conditions de déchargement soudaine de charge et de démarrage par surtension doivent être contrôlées, et la technologie 75 V est requise lorsque la norme industrielle passe aux systèmes de batterie de 42 V. Les dispositifs à haute tension auxiliaire nécessitent l'utilisation de modèles de 100 V à 150 V, et les dispositifs MOSFET supérieurs à 400 V sont utilisés dans les unités de commande de moteur et les circuits de commande des phares à décharge à haute intensité (HID).
Les courants de commande des MOSFET automobiles vont de 2 A à plus de 100 A, avec une résistance à l'état passant de 2 mΩ à 100 mΩ. Les charges MOSFET comprennent les moteurs, les vannes, les lampes, les composants chauffants, les assemblages piézoélectriques capacitifs et les alimentations DC/DC. Les fréquences de commutation vont généralement de 10 kHz à 100 kHz, avec la réserve que la commande du moteur n'est pas adaptée aux fréquences de commutation supérieures à 20 kHz. D'autres exigences majeures sont les performances de l'ISU, les conditions de fonctionnement à la limite de température de jonction (-40 degrés à 175 degrés, parfois jusqu'à 200 degrés) et une fiabilité élevée au-delà de la durée de vie de la voiture.
4, lampes LED et pilote de lanternes
Dans la conception des lampes et des lanternes à LED, on utilise souvent du MOSFET, pour le pilote à courant constant de LED, on utilise généralement du NMOS. Le MOSFET de puissance et le transistor bipolaire sont généralement différents. Sa capacité de grille est relativement grande. Le condensateur doit être chargé avant la conduction. Lorsque la tension du condensateur dépasse la tension de seuil, le MOSFET commence à conduire. Par conséquent, il est important de noter lors de la conception que la capacité de charge du pilote de grille doit être suffisamment grande pour garantir que la charge de la capacité de grille équivalente (CEI) soit terminée dans le temps requis par le système.
La vitesse de commutation du MOSFET dépend fortement de la charge et de la décharge de la capacité d'entrée. Bien que l'utilisateur ne puisse pas réduire la valeur de Cin, mais peut réduire la valeur de la résistance interne Rs de la source de signal de boucle de commande de porte, réduisant ainsi les constantes de temps de charge et de décharge de la boucle de porte, pour accélérer la vitesse de commutation, la capacité générale de commande IC se reflète ici principalement, nous disons que le choix deMOSFETfait référence aux circuits intégrés à courant constant du pilote MOSFET externe. Les circuits intégrés MOSFET intégrés n'ont pas besoin d'être pris en compte. De manière générale, le MOSFET externe sera considéré pour les courants supérieurs à 1A. Afin d'obtenir une capacité d'alimentation LED plus grande et plus flexible, le MOSFET externe est le seul moyen de choisir le circuit intégré qui doit être piloté par la capacité appropriée, et la capacité d'entrée du MOSFET est le paramètre clé.
Heure de publication : 29 avril 2024
