Uchaguzi wa Kifurushi cha MOSFET cha Kubadilisha Tube na Michoro ya Mzunguko

Hatua ya kwanza ni kufanya uteuzi waMOSFETs, ambayo huja katika aina mbili kuu: N-chaneli na P-chaneli. Katika mifumo ya nguvu, MOSFETs zinaweza kuzingatiwa kama swichi za umeme. Wakati voltage nzuri imeongezwa kati ya lango na chanzo cha MOSFET ya N-channel, kubadili kwake kunafanya. Wakati wa uendeshaji, sasa inaweza kutiririka kwa njia ya kubadili kutoka kwa kukimbia hadi kwenye chanzo. Kuna upinzani wa ndani kati ya bomba na chanzo kinachoitwa on-resistance RDS(ON). Ni lazima iwe wazi kwamba lango la MOSFET ni terminal ya juu ya impedance, hivyo voltage daima huongezwa kwenye lango. Huu ni upinzani wa ardhi ambayo lango limeunganishwa kwenye mchoro wa mzunguko uliowasilishwa baadaye. Lango likiachwa likining'inia, kifaa hakitafanya kazi jinsi kilivyoundwa na kinaweza kuwasha au kuzima wakati usiofaa, na hivyo kusababisha hasara ya nishati katika mfumo. Wakati voltage kati ya chanzo na lango ni sifuri, kubadili huzima na sasa huacha inapita kupitia kifaa. Ingawa kifaa kimezimwa wakati huu, bado kuna sasa ndogo, ambayo inaitwa leakage current, au IDSS.

Hatua ya 1: Chagua N-chaneli au P-chaneli

Hatua ya kwanza ya kuchagua kifaa sahihi kwa muundo ni kuamua ikiwa utatumia N-channel au P-channel MOSFET. katika matumizi ya kawaida ya nguvu, wakati MOSFET inapowekwa msingi na mzigo umeunganishwa kwenye voltage ya shina, MOSFET hiyo inajumuisha kubadili upande wa voltage ya chini. Katika kubadili upande wa voltage ya chini, N-chaneliMOSFETinapaswa kutumika kutokana na kuzingatia voltage inayohitajika kuzima au kugeuka kifaa. Wakati MOSFET imeunganishwa kwenye basi na mzigo umewekwa chini, kubadili upande wa voltage ya juu inapaswa kutumika. MOSFET ya P-channel kawaida hutumiwa katika topolojia hii, tena kwa kuzingatia kiendeshi cha voltage.

Hatua ya 2: Amua ukadiriaji wa sasa

Hatua ya pili ni kuchagua rating ya sasa ya MOSFET. Kulingana na muundo wa mzunguko, rating hii ya sasa inapaswa kuwa kiwango cha juu cha sasa ambacho mzigo unaweza kuhimili chini ya hali zote. Sawa na kesi ya voltage, mbuni lazima ahakikishe kuwa MOSFET iliyochaguliwa inaweza kuhimili ukadiriaji huu wa sasa, hata wakati mfumo unazalisha mikondo ya spike. Kesi mbili za sasa zinazozingatiwa ni hali ya kuendelea na mipigo ya mapigo. Kigezo hiki kinatokana na DATASHEET ya bomba la FDN304P kama rejeleo na vigezo vinaonyeshwa kwenye takwimu:

Katika hali ya uendeshaji inayoendelea, MOSFET iko katika hali ya kutosha, wakati sasa inapita kwa kuendelea kupitia kifaa. Miiba ya kunde ni wakati kuna kiasi kikubwa cha kuongezeka (au sasa ya spike) inapita kupitia kifaa. Mara tu kiwango cha juu cha sasa chini ya hali hizi kimeamua, ni suala la kuchagua moja kwa moja kifaa ambacho kinaweza kuhimili kiwango hiki cha juu cha sasa.

Baada ya kuchagua sasa iliyopimwa, lazima pia uhesabu hasara ya uendeshaji. Katika mazoezi,MOSFETsio kifaa bora, kwa sababu katika mchakato wa conductive kutakuwa na kupoteza nguvu, ambayo inaitwa kupoteza conduction. MOSFET katika "kuwasha" kama upinzani wa kutofautiana, unaoamuliwa na RDS ya kifaa (ON), na halijoto na mabadiliko makubwa. Utoaji wa nguvu wa kifaa unaweza kuhesabiwa kutoka kwa Iload2 x RDS(ON), na kwa kuwa upinzani wa on-upinzani hutofautiana na joto, uharibifu wa nguvu hutofautiana sawia. Ya juu ya VGS ya voltage inayotumiwa kwa MOSFET, ndogo ya RDS (ON) itakuwa; kinyume chake ndivyo RDS(ON) itakavyokuwa juu. Kwa mbuni wa mfumo, hapa ndipo mabadiliko yanatokea kulingana na voltage ya mfumo. Kwa miundo ya portable, ni rahisi (na zaidi ya kawaida) kutumia voltages ya chini, wakati kwa miundo ya viwanda, voltages ya juu inaweza kutumika. Kumbuka kwamba upinzani wa RDS (ON) huongezeka kidogo na sasa. Tofauti katika vigezo mbalimbali vya umeme vya upinzani wa RDS(ON) zinaweza kupatikana katika karatasi ya data ya kiufundi iliyotolewa na mtengenezaji.

Hatua ya 3: Amua Mahitaji ya Joto

Hatua inayofuata katika kuchagua MOSFET ni kuhesabu mahitaji ya joto ya mfumo. Muumbaji lazima azingatie matukio mawili tofauti, kesi mbaya zaidi na kesi ya kweli. Hesabu ya hali mbaya zaidi inapendekezwa kwa sababu matokeo haya hutoa kiwango kikubwa cha usalama na huhakikisha kuwa mfumo hautashindwa. Pia kuna baadhi ya vipimo vya kufahamu kwenye karatasi ya data ya MOSFET; kama vile upinzani wa joto kati ya makutano ya semicondukta ya kifaa kilichofungwa na mazingira, na kiwango cha juu cha joto cha makutano.

Joto la makutano ya kifaa ni sawa na kiwango cha juu cha joto cha mazingira pamoja na bidhaa ya upinzani wa joto na uharibifu wa nguvu (joto la makutano = joto la juu la mazingira + [upinzani wa joto × upotezaji wa nguvu]). Kutoka kwa equation hii upeo wa uharibifu wa nguvu wa mfumo unaweza kutatuliwa, ambayo ni kwa ufafanuzi sawa na I2 x RDS (ON). Kwa kuwa wafanyikazi wameamua kiwango cha juu cha sasa ambacho kitapita kwenye kifaa, RDS(ON) inaweza kuhesabiwa kwa halijoto tofauti. Ni muhimu kutambua kwamba wakati wa kushughulika na mifano rahisi ya joto, mtengenezaji lazima pia azingatie uwezo wa joto wa makutano ya semiconductor / kesi ya kifaa na kesi / mazingira; yaani, inahitajika kwamba bodi ya mzunguko iliyochapishwa na kifurushi zisipate joto mara moja.

Kawaida, PMOSFET, kutakuwa na diode ya vimelea iliyopo, kazi ya diode ni kuzuia uunganisho wa reverse wa chanzo, kwa PMOS, faida zaidi ya NMOS ni kwamba voltage yake ya kugeuka inaweza kuwa 0, na tofauti ya voltage kati ya Voltage ya DS sio nyingi, wakati NMOS kwa hali inahitaji VGS kuwa kubwa kuliko kizingiti, ambayo itasababisha voltage ya kudhibiti ni kubwa zaidi kuliko voltage inayohitajika, na kutakuwa na shida isiyo ya lazima. PMOS imechaguliwa kama swichi ya kudhibiti kwa programu mbili zifuatazo:

Joto la makutano ya kifaa ni sawa na kiwango cha juu cha joto cha mazingira pamoja na bidhaa ya upinzani wa joto na uharibifu wa nguvu (joto la makutano = joto la juu la mazingira + [upinzani wa joto × upotezaji wa nguvu]). Kutoka kwa equation hii upeo wa uharibifu wa nguvu wa mfumo unaweza kutatuliwa, ambayo ni kwa ufafanuzi sawa na I2 x RDS (ON). Kwa kuwa mbuni ameamua kiwango cha juu cha sasa ambacho kitapita kwenye kifaa, RDS(ON) inaweza kuhesabiwa kwa halijoto tofauti. Ni muhimu kutambua kwamba wakati wa kushughulika na mifano rahisi ya joto, mtengenezaji lazima pia azingatie uwezo wa joto wa makutano ya semiconductor / kesi ya kifaa na kesi / mazingira; yaani, inahitajika kwamba bodi ya mzunguko iliyochapishwa na kifurushi zisipate joto mara moja.

Kawaida, PMOSFET, kutakuwa na diode ya vimelea iliyopo, kazi ya diode ni kuzuia uunganisho wa reverse wa chanzo, kwa PMOS, faida zaidi ya NMOS ni kwamba voltage yake ya kugeuka inaweza kuwa 0, na tofauti ya voltage kati ya Voltage ya DS sio nyingi, wakati NMOS kwa hali inahitaji VGS kuwa kubwa kuliko kizingiti, ambayo itasababisha voltage ya kudhibiti ni kubwa zaidi kuliko voltage inayohitajika, na kutakuwa na shida isiyo ya lazima. PMOS imechaguliwa kama swichi ya kudhibiti kwa programu mbili zifuatazo:

Ukiangalia saketi hii, mawimbi ya udhibiti PGC hudhibiti iwapo V4.2 inatoa nguvu kwa P_GPRS au la. Mzunguko huu, vituo vya chanzo na mifereji ya maji havijaunganishwa kwa nyuma, R110 na R113 zipo kwa maana ya kwamba lango la kudhibiti R110 sio kubwa sana, R113 kudhibiti lango la kawaida, R113 kuvuta hadi juu, kama ya PMOS. , lakini pia inaweza kuonekana kama kivuta-juu kwenye ishara ya kudhibiti, wakati pini za ndani za MCU na kuvuta-juu, ambayo ni, pato la bomba wazi wakati pato limefunguliwa, na haiwezi kuendesha PMOS mbali, kwa wakati huu, ni muhimu kwa voltage ya nje kutokana na kuvuta-up, hivyo resistor R113 ina majukumu mawili. Itahitaji voltage ya nje ili kutoa kuvuta-up, hivyo resistor R113 ina majukumu mawili. r110 inaweza kuwa ndogo, hadi ohms 100 pia inaweza.