Os interruptores MOSFET são uma parte importante do mundo da engenharia eletrônica de aplicações de energia. Na extremidade superior, esses switches têm muita versatilidade e podem ser usados de muitas maneiras diferentes. Mas é claro, esta é uma comutação de alta tensão, então como você projeta uma chave MOSFET que pode ser usada em tais aplicações? Prós e contras do uso de switches MOSFET Bem, vamos responder a essas perguntas em detalhes para buscar uma perspectiva geral sobre os switches MOSFET.
Selecione o MOSFET certo: Em aplicações de alta potência, uma das primeiras fases no projeto de um circuito de comutação é escolher o tipo certo de componentes Fairchild do mosfet. O transistor deve ter capacidade para suportar a tensão e a corrente máximas que verá durante a operação. A resistência de ligação (RDS(ON)) e a tensão limite da porta (VGS(TH)), entre outros parâmetros, também devem ser considerados.
Depois de encontrar um bom MOSFET, você pode prosseguir com o projeto do circuito do drive. O motor precisa ser acionado sob a tensão e corrente necessárias pelo circuito de acionamento, para ligar/desligar rapidamente a porta MOSFET. Isso geralmente é feito usando um IC driver de portão, que pode ser operado por microcontrolador, temporizador ou qualquer outro sinal de controle compatível.
Um MOSFET precisa ser protegido contra sobretensão e também evitado em situações de alta corrente, para que a operação de comutação não funcione corretamente. O uso de um diodo Schottky é um meio eficaz de proteger o MOSFET. O diodo de roda livre absorve qualquer retrocesso indutivo de corrente da carga e, assim, garante uma proteção para problemas de bloqueio direto do MOSFET.
Existem muitas vantagens quando se trata de usar switches MOSFET em comparação com outras alternativas. Esses benefícios incluem baixa resistência no estado ON, velocidades de comutação rápidas e requisitos reduzidos de acionamento do portão. Além disso, a alta resistência de entrada o torna adequado para interface com circuitos de transformadores de controle de baixa potência.
Dito isto, é igualmente importante mencionar também algumas das desvantagens que acompanham os interruptores MOSFET. A desvantagem gritante disso é que eles tendem a entrar em fuga térmica. Operar um MOSFET em altas tensões e correntes pode gerar mais calor, reduzindo assim a resistência. Quando isso acontece, também causará superaquecimento, levando à falha.
Há outra desvantagem nos interruptores MOSFET, que são sensíveis à descarga eletrostática (principalmente referida como ESD), que pode quebrar a camada de óxido da porta do próprio dispositivo MOS; no entanto, isso provavelmente deteriorará algum desempenho ou o destruirá.
A seleção entre os vários tipos de interruptores envolve fatores como níveis de tensão e corrente necessários, frequência na qual você precisa ligá-los/desligá-los, etc. Em geral, os interruptores MOSFET funcionam bem em aplicações de alta potência que exigem velocidades de comutação rápidas e baixas velocidades de comutação. -resistência estatal.
Para aplicações que priorizam a capacidade de controle, o BJT pode ser uma opção. Os BJTs são populares em aplicações de baixa potência, pois geralmente apresentam alto ganho de corrente e uma tensão de saturação mais baixa que os MOSFETs45, tornando-os preferidos dependendo da situação.
Um desafio comum com interruptores MOSFET é a fuga térmica. O MOSFET só pode ser eletrocutado por um pulso rápido, caso contrário, poderá funcionar por segundos ou até minutos antes de queimar. Use um dissipador de calor em seu MOSFET para evitar isso - avaliado em quantos watts os resistores esquentam se você pretende acionar taxas de disparo contínuas e rápidas (embora elas não se tornem especialmente ideais) - ou reduza a tensão / corrente quando estiver em serviço prolonga, -`ccc
Além disso, ataques acidentais de descarga eletrostática (ESD) podem danificar a camada de óxido da porta nos interruptores MOSFET. O risco é que a ESD possa ocorrer se o MOSFET quebrar e entrar em contato com o terminal do portão, o que exige um manuseio cuidadoso.
Tensão de acionamento do portão insuficiente (Vs) Fiação incorreta Curtos-circuitos Em qualquer problema observado, o rastreamento de falhas será feito nos fios e outros componentes, pois a chamada pode ser feita enquanto estiver no trailer procurando identificar um componente confuso.
Circuito de comutação MOSFET de placa de ensaio para iniciantes Tutorial passo a passo
MOSFET Embora isso possa ser bastante intimidante para os entusiastas da eletrônica novatos que estão apenas começando, mas pode ser um projeto simples que leva apenas horas com as peças corretas e paciência. A seguir está um guia mais detalhado sobre como construir seu próprio circuito de comutação MOSFET básico, passo a passo.
O que você precisa: Aqui está o que você precisa: um transistor MOSFET, IC driver de porta (2 peças), diodo Sshotky e etapas do gerador LF.
Conecte o MOSFET: Use um resistor em série com a porta (conectada) e a fonte do seu IGBT/MOSFET para limitar a corrente do inversor. Insira o diodo Schottky paralelamente ao MOSFET.
O CI do gate driver deve ser conectado a uma fonte de energia e ao sinal de controle, com um resistor limitador de inrush colocado entre eles.
Etapa 2: Conecte a carga LoadAttach com mosfet Certifique-se de que a conexão de aterramento esteja adequada.
Teste de circuito: Ative o sinal de controle do drive do IC do gate driver para verificar o circuito. O MOSFET será capaz de ligar e desligar com facilidade, permitindo que a corrente atinja a carga.
Conclusão Os switches MOSFET são dispositivos com múltiplas capacidades usados para alternar grandes quantidades de energia e vêm em muitas configurações. Isso inclui benefícios como baixa resistência no estado ON, alta velocidade de comutação e demandas muito baixas de acionamento de porta, mas também desafios como fuga térmica ou suscetibilidade a descargas eletrostáticas. Se você escolher o tipo certo de transistor MOSFET em combinação com um circuito bem projetado, tudo funcionará perfeitamente e as armadilhas usuais poderão ser evitadas.
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