Les commutateurs MOSFET constituent une partie importante du monde de l’ingénierie électronique des applications de puissance. Dans le haut de gamme, ces commutateurs sont très polyvalents et peuvent être utilisés de nombreuses manières différentes. Mais bien sûr, il s’agit d’une commutation haute tension, alors comment concevoir un commutateur MOSFET pouvant être utilisé dans de telles applications ? Avantages et inconvénients de l'utilisation des commutateurs MOSFET Eh bien, répondons à ces questions en détail pour avoir une perspective globale sur les commutateurs MOSFET.
Sélectionnez le bon MOSFET : dans les applications haute puissance, l'une des premières phases de la conception d'un circuit de commutation consiste à choisir le bon type de composants mosfet fairchild. Le transistor doit avoir la capacité de supporter la tension et le courant maximum qu’il verra pendant son fonctionnement. Cependant, la résistance à l'état passant (RDS(ON)) et la tension de seuil de grille (VGS(TH)), entre autres paramètres, doivent également être prises en compte.
Après avoir trouvé un bon MOSFET, vous pouvez procéder à la conception des circuits de commande. Le moteur doit être entraîné sous la tension et le courant nécessaires par un circuit d'entraînement, pour une activation/désactivation rapide de la porte MOSFET. Cela se fait généralement à l'aide d'un circuit intégré de commande de grille, qui peut être actionné par un microcontrôleur, une minuterie ou tout autre signal de commande compatible.
Un MOSFET doit être protégé contre les surtensions et également contre les situations de courant élevé, de sorte que l'opération de commutation ne puisse pas fonctionner correctement. L'utilisation d'une diode Schottky est un moyen efficace pour protéger le MOSFET. La diode de roue libre absorbe tout rebond inductif de courant de la charge et assure ainsi une protection contre les problèmes de blocage ultérieurs du MOSFET.
L'utilisation de commutateurs MOSFET présente de nombreux avantages par rapport à d'autres alternatives. Ces avantages incluent une faible résistance à l'état passant, des vitesses de commutation rapides et des exigences réduites en matière de commande de grille. De plus, la résistance d'entrée élevée le rend bien adapté à l'interface avec des circuits de transformateur de commande de faible puissance.
Cela étant dit, il est tout aussi important de mentionner certains des inconvénients qui vont de pair avec les switchguns MOSFET. L’inconvénient flagrant de ceux-ci est qu’ils sont enclins à l’emballement thermique. Faire fonctionner un MOSFET à des tensions et des courants élevés peut générer plus de chaleur, réduisant ainsi la résistance. Lorsque cela se produit, cela provoquera également une surchauffe conduisant à une panne.
Les commutateurs MOSFET présentent un autre inconvénient, qui sont sensibles aux décharges électrostatiques (principalement évoquées par ESD), qui peuvent briser la couche d'oxyde de grille du dispositif MOS lui-même ; cependant, cela détériorera probablement certaines performances ou les détruira.
La sélection entre les différents types de commutateurs implique des facteurs tels que les niveaux de tension et de courant nécessaires, la fréquence à laquelle vous devez les allumer/éteindre, etc. En général, les commutateurs MOSFET fonctionnent bien dans les applications à haute puissance qui nécessitent des vitesses de commutation rapides et un faible ON. -la résistance de l'État.
Pour les applications qui privilégient la capacité de contrôle, BJT peut être une option. Les BJT sont populaires dans les applications à faible consommation car ils ont généralement un gain de courant élevé et une tension de saturation inférieure à celle des MOSFET45, ce qui les rend préférés en fonction de la situation.
Un défi courant avec les commutateurs MOSFET est l’emballement thermique. Le MOSFET ne peut être électrocuté que par une impulsion rapide, sinon il pourrait fonctionner pendant quelques secondes, voire quelques minutes avant de s'éteindre. Utilisez soit un dissipateur thermique sur votre MOSFET pour éviter cela - évalué au nombre de watts avec lequel les résistances chauffent si vous avez l'intention de piloter des cadences de tir continues et rapides (même si elles ne deviendront pas particulièrement optimales) - ou réduisez la tension/courant en service. prolonge,-`ccc
De plus, les décharges électrostatiques accidentelles (ESD) peuvent endommager la couche d'oxyde de grille des commutateurs MOSFET. Le risque est qu'une décharge électrostatique peut se produire si le MOSFET se fissure et entre en contact avec la borne de grille, ce qui nécessite une manipulation prudente.
Tension d'entraînement de porte insuffisante (Vs) Câblage incorrect Courts-circuits Dans tout problème de ce type observé, la recherche des défauts sera effectuée sur les fils et autres composants, car un appel peut être passé dans la remorque pour chercher à identifier un composant confus.
Circuit de commutation MOSFET pour planche à pain pour débutants, tutoriel étape par étape
MOSFET Même si cela peut être assez intimidant pour les passionnés d'électronique débutants, il peut s'agir d'un projet simple qui ne prend que quelques heures avec les bonnes pièces et de la patience. Ce qui suit est un guide plus détaillé 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, un circuit intégré de commande de grille (2 pièces), une diode Sshotky et des étapes de générateur LF.
Connectez le MOSFET : utilisez une résistance en série avec la grille (connectée entre) 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 commande de grille doit être connecté à une source d'alimentation et au signal de commande, avec une résistance de limitation d'appel placée entre eux.
Étape 2 : Connectez la charge LoadAttach avec le mosfet. Assurez-vous que la connexion à la terre est correcte.
Test de circuit : activez le signal de commande d’entraînement du circuit intégré de commande de porte pour vérifier le circuit. Le MOSFET pourra s'allumer et s'éteindre facilement, permettant au courant de projeter la charge.
Conclusion Les commutateurs MOSFET sont des gadgets multi-capacités utilisés pour commuter de grandes quantités d'énergie et se déclinent dans de nombreuses configurations. Ceux-ci incluent des avantages tels qu'une faible résistance à l'état passant, une vitesse de commutation élevée et des demandes de commande de grille très faibles, mais également des défis tels que l'emballement thermique ou la susceptibilité aux décharges électrostatiques. Si vous choisissez le bon type de transistor MOSFET en combinaison avec un circuit bien conçu, tout fonctionnera parfaitement et les pièges habituels pourront être évités.
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