Les interrupteurs MOSFET sont une partie importante du domaine de l'ingénierie électronique des applications de puissance. Dans les gammes supérieures, ces interrupteurs offrent beaucoup de polyvalence et peuvent être utilisés de nombreuses manières différentes. Mais bien sûr, il s'agit de commutation haute tension, alors comment concevoir un interrupteur MOSFET qui peut être utilisé dans de telles applications ? Avantages et inconvénients de l'utilisation d'interrupteurs MOSFET. Eh bien, répondons en détail à ces questions pour avoir une vue d'ensemble sur les interrupteurs MOSFET.
Sélectionnez le bon MOSFET : Dans les applications à haute puissance, l'une des premières étapes de la conception d'un circuit de commutation est de choisir le bon type de composants mosfet fairchild. Le transistor doit avoir la capacité de supporter la tension et le courant maximum qu'il rencontrera pendant son fonctionnement. La résistance en conduction (RDS(ON)) et la tension seuil de la grille (VGS(TH)), parmi d'autres paramètres, doivent également être pris en compte.
Après avoir trouvé un bon MOSFET, vous pouvez passer à la conception de la partie de pilotage du circuit. Le moteur doit être alimenté avec la tension et l'intensité nécessaires par le circuit de pilotage pour une activation/désactivation rapide de la grille du MOSFET. Cela est généralement réalisé à l'aide d'un circuit intégré pilote de grille, qui peut être contrôlé par un microcontrôleur, un minuteur ou tout autre signal de contrôle compatible.
Un MOSFET doit être protégé contre les surtensions et il faut également éviter les situations de courant élevé, car celles-ci peuvent empêcher le bon fonctionnement de l'opération de commutation. L'utilisation d'une diode Schottky est un moyen efficace pour protéger le MOSFET. La diode de roue libre absorbe toute l'induction de courant provenant de la charge et assure ainsi une protection contre les problèmes de blocage en avant du MOSFET.
Il existe de nombreux avantages lorsqu'il s'agit d'utiliser des interrupteurs MOSFET par rapport aux autres alternatives. Ces avantages incluent une faible résistance en état ON, des vitesses de commutation rapides et des exigences de commande de porte réduites. De plus, la haute résistance d'entrée le rend bien adapté pour interfacer avec des circuits de transformateur de contrôle à faible puissance.
Cela étant dit, il est tout aussi important de mentionner certains des inconvénients liés aux interrupteurs MOSFET. L'inconvénient majeur de ceux-ci est leur tendance à entrer en fuite thermique. Faire fonctionner un MOSFET à haute tension et intensité peut générer plus de chaleur, réduisant ainsi la résistance ; lorsque cela se produit, cela provoque également une surchauffe menant à un dysfonctionnement.
Il existe un autre inconvénient lié aux interrupteurs MOSFET, qui sont sensibles aux décharges électrostatiques (souvent appelées ESD), pouvant endommager la couche d'oxyde de la grille du dispositif MOS lui-même ; cependant, cela risque de détériorer certaines performances ou de le détruire complètement.
Le choix entre les différents types d'interrupteurs implique des facteurs tels que les niveaux de tension et de courant nécessaires, la fréquence à laquelle il faut les commuter, etc. En général, les interrupteurs MOSFET fonctionnent bien dans les applications à haute puissance nécessitant des vitesses de commutation rapides et une faible résistance en état ON.
Pour les applications qui privilégient la contrôlabilité, le TBJ peut être une option. Les TBJ sont populaires dans les applications à faible puissance car ils ont généralement un fort gain de courant et une tension de saturation plus basse que les MOSFET45, ce qui les rend préférés selon les situations.
Un défi courant avec les interrupteurs MOSFET est l'échauffement thermique incontrôlé. Le MOSFET ne peut être électrocuté que par un impulsions rapide, sinon il pourrait fonctionner pendant quelques secondes ou même quelques minutes avant de se consumer. Utilisez soit un dissipateur de chaleur sur votre MOSFET pour éviter cela - évalué à autant de watts que les résistances deviennent chaudes si vous prévoyez de piloter en continu et à des fréquences d'impulsions rapides (bien qu'ils ne deviendront pas particulièrement optimaux) - soit réduisez la tension/courant lorsque la durée s'allonge,-`ccc
De plus, les décharges électrostatiques accidentelles (DEA) peuvent endommager la couche d'oxyde de la grille des interrupteurs MOSFET. Le risque est que la DEA peut se produire si le MOSFET se fissure et entre en contact avec la borne de la grille, ce qui nécessite un maniement soigneux.
Tension de commande insuffisante (Vs) Câblage incorrect Courts-circuits Dans chacun de ces problèmes observés, le dépannage sera effectué sur les fils et autres composants, comme cela peut être fait lorsqu'on est en remorque pour identifier un composant défaillant.
Circuit de commutation MOSFET sur breadboard pour les débutants tutoriel étape par étape
MOSFET Bien que cela puisse être assez intimidant pour les amateurs delectronique novices qui viennent de commencer, cela peut être un projet simple qui ne prend que quelques heures avec les bonnes pièces et de la patience. Voici un guide plus approfondi sur la façon de construire votre propre circuit de commutation MOSFET de base, étape par étape.
Ce dont vous avez besoin : Voici ce dont vous aurez besoin, un transistor MOSFET, une puce de pilote de grille (2 pièces), un diode Schottky et un générateur LF.
Connectez le MOSFET : Utilisez une résistance en série avec (connectée entre) la grille et la source de votre IGBT/MOSFET pour limiter le courant de commande. Insérez la diode Schottky en parallèle avec le MOSFET.
Le circuit intégré de pilote de porte doit être connecté à une source d'alimentation et au signal de contrôle, avec une résistance limitant l'inrush placée entre eux.
Étape 2 : Connectez la charge LoadAttach avec un mosfet. Assurez-vous que la connexion de mise à la terre est correcte.
Test du circuit : Activez le signal de contrôle de pilotage du circuit intégré de pilote de porte pour tester le circuit. Le MOSFET pourra s'allumer et s'éteindre facilement, permettant le passage du courant à travers la charge.
Conclusion : Les interrupteurs MOSFET sont des dispositifs multifonctions utilisés pour commuter de grandes quantités de puissance et existent en plusieurs configurations. Parmi leurs avantages figurent une faible résistance en état ON, une vitesse de commutation élevée et des exigences de pilotage très faibles, mais ils présentent également des défis tels que l'échappement thermique ou la sensibilité aux décharges électrostatiques. Si vous choisissez le bon type de transistor MOSFET associé à un circuit bien conçu, tout fonctionnera sans problème et les pièges habituels pourront être évités.
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