導語
MOSFET是電路中非常常見的元件,常用于信號開關、功率開關、電平轉換等各種用途。由于MOSFET的型號眾多,應用面廣,所以MOSFET的選型需要考慮的因素也比較多,許多工程師在選型時感覺無從下手。今天小編就來分享一下MOSFET的選型技巧。
我們以一個具體的項目來舉例,現有一個直流有刷電機調速器項目。需要控制一個額定電壓24V,額定電流2A的直流電機,實現調速。
選型的第一步,是要確定要用P溝道MOSFET還是N溝道MOSFET,這兩種類型的MOSFET驅動電壓是完全不同的。
P溝道的MOSFET由于制造工藝的原因,通常來說導通電阻會比N溝道的MOSFET大,也就意味著導通功耗會比較大。這個是選型的時候需要注意的地方。
一般來說,如果是低邊開關應用,用N溝道MOSFET是首選,驅動方便,選型靈活。如果是高邊開關應用,用P溝道MOSFET驅動比較簡單,但導通電阻相對較大,價格相對較高。用N溝道MOSFET驅動比較復雜,一般需要額外電源或者是自舉驅動。
在這個具體的案例中,我們選擇用N溝道的MOSFET來實現電機驅動,電路如圖所示
N溝道MOSFET-在售常用型號
品牌 | 型號 | 封裝/描述 |
佳訊電子(SDJX) | 2N7002 | SOT-23 |
佳訊電子(SDJX) | 3408 | SOT-23 |
佳訊電子(SDJX) | JX2302D | SOT-23 |
佳訊電子(SDJX) | JX2302A | SOT-23 |
佳訊電子(SDJX) | JX3400B | SOT-23 |
在選擇好了MOSFET類型之后,接下來就需要根據具體的參數來選型了。
1、選擇MOSFET的耐壓
MOSFET的耐壓,一般根據負載的類型來考慮余量。比如是純阻性負載,開關頻率很低,那么余量可以小一些。如果是感性負載,或者是開關頻率比較高,這種情況容易出現較大的感應電動勢,需要考慮比較大的余量。我們這個案例中,24V控制電機,屬于感性復雜,而且需要調速,則開關頻率也比較高。所以選擇30V以上耐壓比較合適。
2、選擇工作電流
選擇工作電流,許多工程師都在這里踩過大坑。這里需要注意,MOSFET規格書標稱的電流值是在理想狀況下才能達到的值,不能作為選型時直接使用。通常用于功率開關,電流比較大的MOSFET,在選型時都是以導通電阻來考慮的。比如我們這次需要的實際工作電流是2A,假設選擇導通電阻為100mR的MOSFET,則在MOSFET上的散耗功率是2*2*0.1=0.4W。如果是比較小的封裝,散熱條件不太好的話,那么這個發熱就比較嚴重了。我們暫定導通電阻在100mR以下。
3、選擇開關性能
MOSFET雖然是電壓控制元件,但由于Cgs等結電容的存在,對驅動電流還是有要求的。驅動效果決定了MOSFET開關過程中的損耗。在驅動能力一定的情況下,選擇結電容(柵極電荷)越小的MOSFET,則開關損耗越小。
4、選擇封裝
封裝的選擇,首先是由項目本身的安裝形式,散熱條件來定。比如這次我們計劃選擇TO-220封裝,采用鋁散熱片。那么從這個反推導通電阻的選擇,TO-220在有散熱片的情況下,可以達到好幾瓦的散耗功率,因此0.4W的功率是完全能夠承受的。
以上就是一個MOSFET的基本選型過程了,希望通過本文的介紹,能為相關領域的技術人員提供有益的參考。如果您有任何疑問或經驗分享,歡迎在評論區留言交流!我們始終致力于為大家帶來更多有趣和實用的內容,敬請期待!
審核編輯 黃宇
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