Интихоби қубурҳои коммутатсионӣ бастаи MOSFET ва диаграммаҳои схемаҳо

Қадами аввал интихоби он астMOSFETs, ки дар ду намуди асосӣ меоянд: N-канал ва P-канал. Дар системаҳои энергетикӣ, MOSFET-ро метавон ҳамчун коммутаторҳои барқӣ баррасӣ кард. Вақте ки дар байни дарвоза ва манбаи N-канали MOSFET шиддати мусбат илова карда мешавад, гузариши он мегузарад. Ҳангоми интиқол ҷараён метавонад тавассути коммутатор аз дренаж ба манбаъ гузарад. Дар байни дренаж ва манбаъ муқовимати дохилӣ мавҷуд аст, ки онро RDS (ON) муқовимат меноманд. Бояд возеҳ бошад, ки дарвозаи MOSFET як терминали импеданси баланд аст, бинобар ин ҳамеша ба дарвоза шиддат илова карда мешавад. Ин муқовимат ба замин аст, ки дарвоза дар диаграммаи схемаи баъдтар пешниҳодшуда ба он пайваст карда шудааст. Агар дарвоза овезон монад, дастгоҳ мувофиқи тарҳрезӣ кор намекунад ва метавонад дар лаҳзаҳои номуносиб фурӯзон ё хомӯш шавад, ки боиси талафоти эҳтимолии нерӯи барқ ​​дар система мегардад. Вақте ки шиддат байни манбаъ ва дарвоза сифр мешавад, коммутатор хомӯш мешавад ва ҷараёни ҷараён тавассути дастгоҳ қатъ мешавад. Гарчанде ки дастгоҳ дар ин лаҳза хомӯш карда шудааст, ҳанӯз ҳам ҷараёни хурд вуҷуд дорад, ки ҷараёни ихроҷ ё IDSS номида мешавад.

Қадами 1: Канали N ё P-каналро интихоб кунед

Қадами аввал дар интихоби дастгоҳи дуруст барои тарҳ ин қарор аст, ки оё канали N ё P-канали MOSFET истифода мешавад. дар як барномаи маъмулии барқ, вақте ки MOSFET ба замин пайваст карда мешавад ва сарборӣ ба шиддати магистралӣ пайваст мешавад, он MOSFET гузариши паҳлӯи шиддати пастро ташкил медиҳад. Дар гузариши паҳлӯи шиддати паст, канали NMOSFETбояд бо назардошти шиддати барои хомӯш кардан ё фурӯзон кардани дастгоҳ истифода шавад. Вақте ки MOSFET ба автобус пайваст мешавад ва сарборӣ ба замин пайваст карда мешавад, бояд гузаргоҳи паҳлӯи баландшиддати баланд истифода шавад. Одатан дар ин топология канали P MOSFET истифода мешавад, боз барои баррасии гардонандаи шиддат.

Қадами 2: Муайян кардани рейтинги ҷорӣ

Қадами дуюм интихоби рейтинги кунунии MOSFET мебошад. Вобаста аз сохтори схема, ин рейтинги ҷорӣ бояд ҳадди аксаре бошад, ки сарборӣ дар ҳама ҳолатҳо тоб оварда метавонад. Ба монанди ҳолати шиддат, тарроҳ бояд боварӣ ҳосил кунад, ки MOSFET интихобшуда метавонад ба ин рейтинги ҷорӣ тоб оварад, ҳатто вақте ки система ҷараёнҳои хӯшаҳоро тавлид мекунад. Ду ҳолати кунунии баррасишаванда режими доимӣ ва суръатҳои набз мебошанд. Ин параметр ба найчаи FDN304P DATASHEET ҳамчун истинод асос ёфтааст ва параметрҳо дар расм нишон дода шудаанд:

Дар ҳолати интиқоли доимӣ, MOSFET дар ҳолати устувор қарор дорад, вақте ки ҷараён пайваста тавассути дастгоҳ мегузарад. Хӯшаҳои набзи он вақтест, ки тавассути дастгоҳ миқдори зиёди ҷараён (ё ҷараёнҳои шадид) ҷорӣ мешавад. Пас аз муайян кардани ҷараёнҳои максималӣ дар ин шароит, ин танҳо масъалаи бевосита интихоб кардани дастгоҳест, ки ба ин ҳадди аксар тоб оварда метавонад.

Пас аз интихоби ҷараёни номиналӣ, шумо инчунин бояд талафоти интиқолро ҳисоб кунед. Дар амал, баMOSFETдастгоҳи идеалӣ нест, зеро дар ҷараёни гузаронанда талафоти қувва ба амал меояд, ки онро талафоти ноқилӣ меноманд. MOSFET дар "дар" ба монанди муқовимати тағйирёбанда, ки аз ҷониби RDS (ON) дастгоҳ ва бо ҳарорат ва тағироти назаррас муайян карда мешавад. Пардохти қувваи дастгоҳро метавон аз Iload2 x RDS(ON) ҳисоб кард ва азбаски муқовимат бо ҳарорат фарқ мекунад, тақсимоти нерӯ мутаносибан фарқ мекунад. Чӣ қадаре ки шиддати VGS ба MOSFET истифода шавад, ҳамон қадар RDS(ON) хурдтар мешавад; баръакс баландтар RDS (ON) хоҳад буд. Барои тарроҳони система, дар ин ҷо мубодилаи вобаста ба шиддати система ба амал меояд. Барои тарҳҳои сайёр истифода бурдани шиддатҳои камтар осонтар (ва маъмултар) аст, дар ҳоле ки барои намунаҳои саноатӣ шиддатҳои баландтар метавонанд истифода шаванд. Дар хотир доред, ки муқовимати RDS(ON) бо ҷараёни ҷорӣ каме баланд мешавад. Тағйирот дар параметрҳои гуногуни электрикии муқовимати RDS(ON)-ро дар варақаи маълумоти техникие, ки истеҳсолкунанда пешниҳод кардааст, пайдо кардан мумкин аст.

Қадами 3: Муайян кардани талаботи гармидиҳӣ

Қадами навбатӣ дар интихоби MOSFET ин ҳисоб кардани талаботи гармии система мебошад. Дизайнер бояд ду сенарияи гуногунро баррасӣ кунад, бадтарин ҳолат ва ҳолати воқеӣ. Ҳисоб кардани сенарияи бадтарин тавсия дода мешавад, зеро ин натиҷа маржаи бештари бехатариро таъмин мекунад ва кафолат медиҳад, ки система аз кор набарояд. Дар варақаи маълумоти MOSFET низ баъзе андозагирӣ мавҷуданд; ба монанди муқовимати гармии байни пайванди нимноқилҳои дастгоҳи басташуда ва муҳити зист ва ҳарорати максималии пайвастшавӣ.

Ҳарорати пайвастшавии дастгоҳ ба ҳарорати максималии муҳити зист ва ҳосили муқовимати гармӣ ва тақсими қувва баробар аст (ҳарорати пайвастшавӣ = ҳарорати ҳадди ниҳоии муҳити зист + [муқовимати гармӣ × паҳншавии нерӯ]). Аз ин муодила ҳадди аксар тақсимоти нерӯи системаро метавон ҳал кард, ки аз рӯи таъриф ба I2 x RDS(ON) баробар аст. Азбаски кормандон ҳадди аксар ҷараёнро, ки аз дастгоҳ мегузарад, муайян кардаанд, RDS(ON) -ро барои ҳароратҳои гуногун ҳисоб кардан мумкин аст. Бояд қайд кард, ки ҳангоми кор бо моделҳои оддии гармӣ, конструктор инчунин бояд иқтидори гармии гузаргоҳи нимноқилҳо / парвандаи дастгоҳ ва корпус / муҳити атрофро ба назар гирад; яъне, талаб карда мешавад, ки платаи чопй ва баста фавран гарм нашавад.

Одатан, дар PMOSFET як диоди паразитӣ мавҷуд хоҳад буд, вазифаи диод пешгирии пайвасти баръакси манбаъ-дренаж мебошад, барои PMOS, бартарият аз NMOS дар он аст, ки шиддати фаъолшавии он метавонад 0 бошад ва фарқияти шиддат байни Шиддати DS он қадар зиёд нест, дар ҳоле ки NMOS ба шарте талаб мекунад, ки VGS аз ҳадди баландтар бошад, ки ин боиси ногузир шиддати назорат мегардад. аз шиддати зарурӣ зиёдтар аст ва мушкилоти нолозим ба миён меояд. PMOS ҳамчун калиди идоракунӣ барои ду барномаи зерин интихоб карда мешавад:

Ҳарорати пайвастшавии дастгоҳ ба ҳарорати максималии муҳити зист ва ҳосили муқовимати гармӣ ва тақсими қувва баробар аст (ҳарорати пайвастшавӣ = ҳарорати ҳадди ниҳоии муҳити зист + [муқовимати гармӣ × паҳншавии нерӯ]). Аз ин муодила ҳадди аксар тақсимоти нерӯи системаро метавон ҳал кард, ки аз рӯи таъриф ба I2 x RDS(ON) баробар аст. Азбаски конструктор ҷараёнро, ки аз дастгоҳ мегузарад, муайян кардааст, RDS(ON) -ро барои ҳароратҳои гуногун ҳисоб кардан мумкин аст. Бояд қайд кард, ки ҳангоми кор бо моделҳои оддии гармӣ, конструктор инчунин бояд иқтидори гармии гузаргоҳи нимноқилҳо / парвандаи дастгоҳ ва корпус / муҳити атрофро ба назар гирад; яъне, талаб карда мешавад, ки платаи чопй ва баста фавран гарм нашавад.

Одатан, дар PMOSFET як диоди паразитӣ мавҷуд хоҳад буд, вазифаи диод пешгирии пайвасти баръакси манбаъ-дренаж мебошад, барои PMOS, бартарият аз NMOS дар он аст, ки шиддати фаъолшавии он метавонад 0 бошад ва фарқияти шиддат байни Шиддати DS он қадар зиёд нест, дар ҳоле ки NMOS ба шарте талаб мекунад, ки VGS аз ҳадди баландтар бошад, ки ин боиси ногузир шиддати назорат мегардад. аз шиддати зарурӣ зиёдтар аст ва мушкилоти нолозим ба миён меояд. PMOS ҳамчун калиди идоракунӣ барои ду барномаи зерин интихоб карда мешавад:

Ба ин схема нигоҳ карда, сигнали назоратӣ PGC назорат мекунад, ки оё V4.2 ба P_GPRS барқ ​​медиҳад ё не. Ин схема, терминалҳои манбаъ ва дренаж ба баръакс пайваст карда нашудаанд, R110 ва R113 ба он маъно вуҷуд доранд, ки ҷараёни назорати R110 он қадар калон нест, R113 дарвозаи муқаррариро назорат мекунад, R113 кашидан то баланд, аз рӯи PMOS , балки инчунин метавонад ҳамчун кашолакунӣ дар сигнали назоратӣ дида шавад, вақте ки пинҳои дохилии MCU ва кашидан, яъне баромади кушода-дренажӣ, вақте ки баромади кушода-дренажӣ аст ва наметавонад PMOS-ро хомӯш кунад, дар айни замон, ба шиддати беруна, ки кашидани он дода мешавад, зарур аст, бинобар ин резистор R113 ду нақш мебозад. Барои кашидан ба он шиддати беруна лозим аст, бинобар ин резистор R113 ду нақш мебозад. r110 метавонад хурдтар бошад, то 100 Ом низ метавонад.