MOSFET багцын шилжүүлэгч хоолойн сонголт ба хэлхээний диаграммууд

Эхний алхам бол сонголт хийх явдал юмMOSFETs, эдгээр нь N-суваг ба P-суваг гэсэн хоёр үндсэн төрлөөр ирдэг. Эрчим хүчний системд MOSFET-ийг цахилгаан унтраалга гэж үзэж болно. N-сувгийн MOSFET-ийн хаалга ба эх үүсвэрийн хооронд эерэг хүчдэл нэмэгдэхэд түүний унтраалга дамжуулна. Дамжуулах явцад гүйдэл нь шилжүүлэгчээр дамжин ус зайлуулах хоолойноос эх үүсвэр рүү урсаж болно. Ус зайлуулах хоолой ба эх үүсвэрийн хооронд RDS (ON) эсэргүүцэл гэж нэрлэгддэг дотоод эсэргүүцэл байдаг. MOSFET-ийн хаалга нь өндөр эсэргүүцэлтэй терминал тул хаалганд хүчдэл байнга нэмэгддэг нь тодорхой байх ёстой. Энэ нь дараа үзүүлсэн хэлхээний диаграммд хаалгыг холбосон газардуулгын эсэргүүцэл юм. Хэрэв хаалга унжсан байвал төхөөрөмж нь төлөвлөсний дагуу ажиллахгүй бөгөөд тохиромжгүй үед асч унтарч, улмаар системд цахилгаан алдагдах магадлалтай. Эх үүсвэр ба хаалганы хоорондох хүчдэл тэг байх үед унтраалга унтарч, гүйдэл төхөөрөмжөөр дамжихаа болино. Энэ үед төхөөрөмж унтарсан хэдий ч алдагдсан гүйдэл буюу IDSS гэж нэрлэгддэг бага хэмжээний гүйдэл байсаар байна.

 

 

Алхам 1: N суваг эсвэл P суваг сонгоно уу

Загварт тохирох төхөөрөмжийг сонгох эхний алхам бол N суваг эсвэл P суваг MOSFET ашиглах эсэхээ шийдэх явдал юм. ердийн цахилгаан хэрэглээнд MOSFET-ийг газардуулж, ачааллыг их биений хүчдэлд холбосон үед MOSFET нь нам хүчдэлийн хажуугийн унтраалга болдог. Бага хүчдэлийн хажуугийн унтраалгад N-сувагMOSFETтөхөөрөмжийг унтраах, асаахад шаардагдах хүчдэлийг харгалзан үзсэний улмаас ашиглах ёстой. MOSFET-ийг автобусанд холбож, ачааллыг газардуулсан үед өндөр хүчдэлийн хажуугийн унтраалгыг ашиглана. Энэ топологид P-суваг MOSFET-ийг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд энэ нь хүчдэлийн хөтөчийг анхаарч үзэхэд зориулагдсан юм.

Алхам 2: Одоогийн үнэлгээг тодорхойлох

Хоёрдахь алхам бол MOSFET-ийн одоогийн үнэлгээг сонгох явдал юм. Хэлхээний бүтцээс хамааран энэ гүйдлийн үзүүлэлт нь ямар ч нөхцөлд ачааллыг тэсвэрлэх хамгийн их гүйдэл байх ёстой. Хүчдэлийн нэгэн адил загвар зохион бүтээгч нь сонгосон MOSFET нь систем нь огцом гүйдэл үүсгэж байсан ч энэ гүйдлийн үнэлгээг тэсвэрлэх ёстой. Одоо авч үзсэн хоёр тохиолдол нь тасралтгүй горим ба импульсийн огцом өсөлт юм. Энэ параметрийг лавлагаа болгон FDN304P хоолойн DATASHEET дээр үндэслэсэн бөгөөд параметрүүдийг зурагт үзүүлэв.

 

 

 

Тасралтгүй дамжуулалтын горимд төхөөрөмжөөр гүйдэл тасралтгүй урсах үед MOSFET нь тогтвортой байдалд байна. Импульсийн огцом өсөлт нь төхөөрөмжөөр их хэмжээний өсөлт (эсвэл огцом гүйдэл) урсах үед үүсдэг. Эдгээр нөхцлүүдийн хамгийн их гүйдлийг тодорхойлсны дараа энэ нь хамгийн их гүйдлийг тэсвэрлэх төхөөрөмжийг шууд сонгох явдал юм.

Нэрлэсэн гүйдлийг сонгосны дараа дамжуулалтын алдагдлыг тооцоолох хэрэгтэй. ПрактиктMOSFETЭнэ нь хамгийн тохиромжтой төхөөрөмж биш юм, учир нь дамжуулалтын явцад цахилгаан алдагдал гарах бөгөөд үүнийг дамжуулалтын алдагдал гэж нэрлэдэг. MOSFET нь төхөөрөмжийн RDS (ON) -оор тодорхойлогддог хувьсах эсэргүүцэлтэй адил "асаалттай" бөгөөд температур, мэдэгдэхүйц өөрчлөлттэй байдаг. Төхөөрөмжийн эрчим хүчний зарцуулалтыг Iload2 x RDS(ON)-оос тооцоолж болох ба асаалттай эсэргүүцэл нь температураас хамаарч өөр өөр байдаг тул эрчим хүчний зарцуулалт нь пропорциональ байдлаар өөрчлөгддөг. MOSFET-д хэрэглэсэн VGS хүчдэл өндөр байх тусам RDS(ON) бага байх болно; эсрэгээр RDS(ON) өндөр байх болно. Системийн зохион бүтээгчийн хувьд энэ нь системийн хүчдэлээс шалтгаалж харилцан тохиролцоонд хүрдэг. Зөөврийн загварын хувьд бага хүчдэлийг ашиглах нь илүү хялбар (мөн илүү түгээмэл) байдаг бол үйлдвэрлэлийн дизайны хувьд илүү өндөр хүчдэлийг ашиглаж болно. RDS(ON) эсэргүүцэл нь гүйдэлд бага зэрэг нэмэгддэг гэдгийг анхаарна уу. RDS(ON) резисторын янз бүрийн цахилгаан параметрүүдийн өөрчлөлтийг үйлдвэрлэгчээс нийлүүлсэн техникийн мэдээллийн хуудаснаас харж болно.

 

 

 

Алхам 3: Дулааны шаардлагыг тодорхойлох

MOSFET-ийг сонгох дараагийн алхам бол системийн дулааны шаардлагыг тооцоолох явдал юм. Дизайнер нь хамгийн муу тохиолдол ба бодит тохиолдол гэсэн хоёр өөр хувилбарыг авч үзэх ёстой. Энэ үр дүн нь илүү аюулгүй байдлыг хангаж, систем бүтэлгүйтэхгүй байх баталгаа болдог тул хамгийн муу хувилбарын тооцоог хийхийг зөвлөж байна. MOSFET мэдээллийн хуудсан дээр зарим хэмжилтийг анхаарч үзэх хэрэгтэй; савласан төхөөрөмжийн хагас дамжуулагчийн уулзвар ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл, уулзварын хамгийн их температур гэх мэт.

 

Төхөөрөмжийн уулзварын температур нь орчны хамгийн их температур дээр дулааны эсэргүүцэл ба цахилгаан зарцуулалтын бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна (уулзалтын температур = орчны хамгийн их температур + [дулааны эсэргүүцэл × цахилгаан зарцуулалт]). Энэ тэгшитгэлээс системийн хамгийн их эрчим хүчний зарцуулалтыг шийдэж болох бөгөөд энэ нь тодорхойлолтоор I2 x RDS(ON)-тэй тэнцүү байна. Ажилтнууд төхөөрөмжөөр дамжин өнгөрөх хамгийн их гүйдлийг тодорхойлсон тул өөр өөр температурт RDS(ON)-ыг тооцоолж болно. Энгийн дулааны загвартай ажиллахдаа загвар зохион бүтээгч нь хагас дамжуулагчийн уулзвар/төхөөрөмжийн гэр, гэр/орчны дулааны багтаамжийг харгалзан үзэх ёстой гэдгийг анхаарах нь чухал юм; өөрөөр хэлбэл, хэвлэмэл хэлхээний самбар болон багцыг нэн даруй халаахгүй байхыг шаарддаг.

Ихэвчлэн PMOSFET-д шимэгч диод байх бөгөөд диодын үүрэг нь эх үүсвэрийг гадагшлуулах урвуу холболтоос урьдчилан сэргийлэх явдал юм. PMOS-ийн хувьд NMOS-ээс давуу тал нь түүний асаах хүчдэл 0 байж болох ба хүчдэлийн зөрүү нь DS хүчдэл нь тийм ч их биш, харин NMOS нь VGS-ийг босго хэмжээнээс их байлгахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь хяналтын хүчдэл шаардлагатай хүчдэлээс зайлшгүй их байх бөгөөд шаардлагагүй асуудал гарах болно. PMOS-ийг дараах хоёр програмын удирдлагын шилжүүлэгч болгон сонгосон:

 

Төхөөрөмжийн уулзварын температур нь орчны хамгийн их температур дээр дулааны эсэргүүцэл ба цахилгаан зарцуулалтын бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна (уулзалтын температур = орчны хамгийн их температур + [дулааны эсэргүүцэл × цахилгаан зарцуулалт]). Энэ тэгшитгэлээс системийн хамгийн их эрчим хүчний зарцуулалтыг шийдэж болох бөгөөд энэ нь тодорхойлолтоор I2 x RDS(ON)-тэй тэнцүү байна. Зохион бүтээгч төхөөрөмжөөр дамжин өнгөрөх хамгийн их гүйдлийг тодорхойлсон тул RDS(ON)-ийг өөр өөр температурт тооцоолж болно. Энгийн дулааны загвартай ажиллахдаа загвар зохион бүтээгч нь хагас дамжуулагчийн уулзвар/төхөөрөмжийн гэр, гэр/орчны дулааны багтаамжийг харгалзан үзэх ёстой гэдгийг анхаарах нь чухал юм; өөрөөр хэлбэл, хэвлэмэл хэлхээний самбар болон багцыг нэн даруй халаахгүй байхыг шаарддаг.

Ихэвчлэн PMOSFET-д шимэгч диод байх бөгөөд диодын үүрэг нь эх үүсвэрийг гадагшлуулах урвуу холболтоос урьдчилан сэргийлэх явдал юм. PMOS-ийн хувьд NMOS-ээс давуу тал нь түүний асаах хүчдэл 0 байж болох ба хүчдэлийн зөрүү нь DS хүчдэл нь тийм ч их биш, харин NMOS нь VGS-ийг босго хэмжээнээс их байлгахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь хяналтын хүчдэл шаардлагатай хүчдэлээс зайлшгүй их байх бөгөөд шаардлагагүй асуудал гарах болно. PMOS-ийг дараах хоёр програмын удирдлагын шилжүүлэгч болгон сонгосон:

Энэ хэлхээг харахад PGC хяналтын дохио нь V4.2 нь P_GPRS-д тэжээл өгч байгаа эсэхийг хянадаг. Энэ хэлхээ, эх үүсвэр ба ус зайлуулах терминалууд нь урвуутай холбогдоогүй, R110 ба R113 нь R110 хяналтын хаалганы гүйдэл нь тийм ч том биш, R113 нь хэвийн хаалгыг хянадаг, R113 нь PMOS-ийн дагуу өндөр хүртэл татдаг. , гэхдээ бас MCU дотоод тээглүүр болон татах, өөрөөр хэлбэл гаралт нь задгай ус зайлуулах үед задгай ус зайлуулах, мөн PMOS жолоодох боломжгүй үед хяналтын дохиог татах гэж харж болно. унтарсан, энэ үед татах үед гаднах хүчдэл шаардлагатай тул R113 резистор нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг. Татаж авахын тулд гаднах хүчдэл шаардлагатай тул R113 резистор нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг. r110 нь бага, 100 Ом хүртэл байж болно.