Bir MOSFET seçerken veri sayfasında nelere dikkat edilmelidir?


14

LED şeridim için doğru MOSFET'i seçmenin kaç farklı model olduğunu keşfetene kadar kolay olacağını düşündüm.

Temelde PWM ile 12V 6A (MAX) ledli bir şeridi kontrol etmemi sağlayan bir MOSFET istiyorum, ancak Vgs'yi her gördüğümde + -20V gibi sayılar yüzünden kafam karıştığında .. (ATtiny13A veya ATtiny85 - 5V pin çıkışı)

IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L ve daha bir sürü farklı modelle karşılaştım ve çok daha fazlasını aradım. Ama işi yapacaklar mı emin değilim

Hangi MOSFET'i kullanmalıyım ve veri sayfasında neden bunun iyi bir seçim olduğunu nasıl okurum?

Hobi elektroniğinde yeniyim.


LED'lere darbe uygulayacağınız gerçek ortalama akım nedir? LED şeridinin alabileceği maksimum 6A akım için değil, bunun için enerji kaybına ve akım işlemeye sahip bir transistöre ihtiyacınız vardır.
Kaz

Bu kolay kesilmiş LED şeritlerden birine (her 3. RGB LED için kesme şeridi) sahibim ve ihtiyaçlarıma uygun olan uzunlukta kesmek istiyorum.
Norfeldt

Yanıtlar:


19

12V ve 6A iyi bir başlangıç ​​noktasıdır. Bu, maksimum tahliye kaynağı voltajı 12V'den daha yüksek bir mosfet'e ihtiyacınız olduğunu söylüyor, bu nedenle 20V bunun için minimum kriterler olacak.

6A'yı değiştirmek istiyorsunuz ve bunu minimum volt-drop ile yapmak isteyeceksiniz - tıpkı bir röle kontağı gibi, böylece 0,1 ohm'un altında Rds (açık) arıyorsunuz. Bu, 6A'da 0.6V (ohm yasası) cihazında küçük bir voltaj geliştireceği anlamına gelir.

Bununla birlikte, bu, 6 x 6 x 0,1 W = 3,6 W'lık bir güç kesintisi üretecektir, bu nedenle yüzeye monte bir cihaz arıyorsanız, maksimum 0,5W'lık daha düşük bir dağılım tercih edersiniz.

Bu, Rds (açık) değerinin 0,014 ohm'a benzer olduğu anlamına gelir.

Şimdiye kadar, uygulamanızın 20A transistöre ihtiyacı var, 6A'yı 0,014 ohm'dan fazla olmayan bir dirençle değiştirebilir.

Vgs bir röledeki bobin voltajını "gibidir" - bir FET için AMA'ya geçmek için bobine ne kadar voltaj uygulamanız gerekir, bu doğrusal bir şeydir ve eğer yeterli voltaj uygulamazsanız, mosfet düzgün açılmıyor - açık direnci çok yüksek olacak, yük altında ısınacak ve hoş bir düşük direnç istediğinizde üzerinde bir veya iki volt olacak.

Daha sonra, istediğiniz düşük direnç oranını garanti etmek için ne kadar başvurmanız gerektiğini görmek için spesifikasyonun ayrıntılarını incelemeniz gerekir. Bu konuda biraz daha aşağı.

IRFZ44N veri sayfasının ön sayfasındadır: -

Vdss = 55V, Rds (açık) = 17.5 mili ohm ve Id = 49A

Yüzeye monte edilen bir cihaz değildir, bu nedenle üretilen biraz daha fazla ısı çok fazla önemli değildir (soğutucu ile), bu yüzden yapmak istediğinizi yapar, ancak daha küçük Vds'li bir cihazı araştırırım (20V diyelim) ve muhtemelen 10 mili ohm'dan daha az dirençli bir tane bulacaksınız.

Sayfa 2'deki elektriksel özelliklere bakarsanız, dirençte 17,5 mili ohm'un kapı üzerinde 10V sürücü voltajı gerektirdiğini göreceksiniz (tabloda 3. satır aşağı). Bu tahrik seviyesinden daha az ve üretilen ısı gibi direnç açıktır.

Bu noktada artık sizin için karar veremiyorum ama bence mantık seviyelerinden çalışacak bir cihaz arıyor olabilirsiniz. Bu durumda IRFZ44N yapmaz.

STB36NF06L, dirençle biraz daha yüksek, ancak spesifikasyon , kapıdaki 5V'lik bir sürücüden çalışacağını gösteriyor - elektriksel özelliklere (AÇIK) bakın, ancak yine de daha uygun olanı bulmak için cazip olurum.

Ben tarafından cazip olacaktır bu . PH2520U, geçit voltajı 4,5V olduğunda 20V, 100A, 2,7 mili ohm'luk bir cihazdır. Mantık seviyeleriniz 3V3 ise, 3V3'te iyi çalışacağını görmek için şekil 9'u kontrol edin.

Bir şey hakkında son bir düşünce - bir yük PWM istiyorsun ve frekans yüksekse, kapı kapasitansının hızla yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlamak için kapıya bir miktar sürücü akımı aldığını göreceksiniz. Bazen daha düşük Vgs kapasitansına sahip bir cihaz bulmak için direnç üzerinde işlem yapmak daha iyidir. Artık at ticareti yapıyorsunuz. Anahtarlama frekansı üzerinde olabildiğince düşük tutun ve 5V mantık piminden tamam olmalıdır.


2
@Andy bana yardım etmek için zaman ayırdığınız için çok teşekkür ederim. Cevabınız bana düşünmem gereken çok şey verdi ve sadece sindirmem gerekiyor.
Norfeldt

1
Herhangi bir soru dostum sadece sor
Andy aka

Mosfet voltajla ilgili ve akım değilse - mosfet'i kontrol etmek için daha küçük bir transistör kullanabilir miyim?
Norfeldt

@Norfeldt İyi performans için UCC27424D gibi bir itme-çekme devresi benim tavsiyem - düşük taraf bir mosfet sürücüsü - 4V'den 15V'a kadar bellekte çalışacak.
Andy aka

5

Mantık seviyesi çıkışları ile kullanacaksanız, ilk söylenecek şey, çoğu MOSFET için açma voltajının biraz fazla yüksek olmasıdır, bu nedenle özellikle dijital seviyeler için tasarlanmış olanları seçmeniz gerekir. Temel olarak, uygulamanız için DRAIN akımı miktarını sağlayacak düşük bir GATE - SOURCE voltajı arıyorsunuz. "Mantık seviyesi güç MOSFET'leri N-Kanal" için arayın Daha sonra düşük Boşaltma-Kaynak direncine (Unutulan Güç = I ^ 2 * R) ve istediğiniz voltajda değiştirmek istediğiniz akım miktarını işleme yeteneğine iner değiştirmek.

Belirli bir Gate kaynak voltajı için Drenaj akımını gösteren bir grafik arayın.

MOSFET anahtarları hakkında hatırlanması gereken diğer bir şey, onları aktif olarak KAPALI konuma getirmenizdir - AÇMAK için kapıya bir voltaj yerleştirirsiniz. CHARGE'ın kapıdan çıkarılmasını sağlamak için kapı ve toprak arasına bir direnç (100k - 1M0) ekleyin veya çıktınızın yüksek bir empedans olmaktan ziyade girişi toprağa çektiğinden emin olun.

Bir öneri için https://www.sparkfun.com/products/10213 adresini ziyaret edin


@JIm öneriniz bana bu veri sayfasını satın almamı işaret etti. Thaishopetc.com/d/RFP50N06.pdf ebay'de MOSFET - bu arada gönderiyi bekleyeceğim MOSFET'ler hakkında daha fazla bilgi edinmeye çalışacağım
Norfeldt

3

İlk olarak: Digi-Key kataloğunun "parametrik arama" özelliğini kullanmayı ve sevmeyi öğrenin. Tüm üreticiler arasında ortak parametreleri (Rdson, Vds, vb. Gibi) aramanızı sağlar. Bu harika!

İkincisi: MOSFET'ler genellikle en iyi performans için kapıya 10V sürücü gerektirir ve hızlı bir şekilde "izole" durumundan "tamamen iletken" hale getirmek için geçiş yaparken (çok kısa sürelerle) genellikle önemli akımlar gerektirir. Bunları geçiş bölgesinde çok uzun süre tutarsanız, ısınır ve başarısız olurlar.

Bu nedenle, bir MOSFET artı uygun bir sürücü çipine bakmak isteyebilirsiniz. IRS2301, 5V veya 3V3 kontrol sinyalinden bir MOSFET'in kapısına 10V koyabilen bir MOSFET sürücü yongasıdır (5V veya 3V3 Arduino'nun kullandığınız şey olduğunu varsayarsak.) Ayrıca ana voltajın üzerinde 10V sürücü sağlayabilir . yüksek taraf anahtarlama, ancak bu durumda, buna geçmenize gerek yoktur. Tam 12V'nin sürücü çipinin beslemesine konması gerektiğini unutmayın.

Veri sayfasına bakarsanız, yalnızca düşük tarafı açıyorsanız yüksek taraf sürücüye ihtiyacınız yoktur; böylece şemadaki diyot ve önyükleme kondansatörünü atlayabilirsiniz.

Yükünüz için yeterli olan (büyük ölçüde yeterince düşük Rdson anlamına gelen) bir dizi MOSFET bulduğunuzda, fiyattan alışveriş yapabilirsiniz. Bununla birlikte, başka bir yararlı parametre düşük bir geçit şarjı aramaktır, çünkü bu, cihazın daha hızlı değişeceği anlamına gelir. Rdson ne kadar düşük olursa, gerekli kapı şarjı o kadar yüksek olur.

Arduino'nun kendisi, tek bir pimden sadece 25mA (mutlak maksimum 40mA) için derecelendirilmiştir, bu da MOSFET'leri yeterince hızlı sürmek için yeterli değildir. 6A yüklerde bir sürücü çipi olmadan PWM yapmayı denedim ve o kadar da işe yaramıyor. Ya Arduino'nun pimlerini yakarsınız veya bir akım sınırlama direnci eklersiniz ve sonunda MOSFET'leri yeterince hızlı sürmezsiniz.

Endişelenmeniz gereken başka bir şey maksimum voltajdır. Teknik özellik belgesi 20V dediğinde, bu demektir. Nominal voltajın üzerine çıkabilen endüktif bir yük kullanıyorsanız, MOSFET'lerinizi öldüreceksiniz. Ancak LED'ler çok endüktif değildir, bu nedenle bağlantı teli endüktansını emmek için küçük bir kapasitör muhtemelen anahtarınızı güvende tutmak için yeterlidir.

Şu anda, DigiKey'de stokta bulunan ve yeterince düşük Rdson'a sahip tek miktarlarda bulunan en ucuz cihaz, tek başına 1.50 $ 'dan NXP PSMN1R1-25YLC'dir.


MOSFET'ten önce iki kutuplu bir kavşak kullanmak bir "sürücü" olarak kabul edilir mi? ATTiny85'i biraz 5V güçle beslemek için 12V güç adaptöründe bir L7805 kullanıyorum. Yani bir LM317 kullanarak 10V almak için MOSFET kapısı gitmek ve daha sonra tekrar ATtiny85 çip tarafından kontrol edilen bir BC549 tarafından kontrol edilir ..? Ben deli miyim?
Norfeldt

Herhangi bir düzenleme yapmadan doğrudan MOSFET veya sürücüyü 12V ile besleyebilirsiniz.
Jon Watte

Tamam, veri sayfasındaki hangi parametre MOSFET'in ne kadar akımın açılacağını söylerdi. Bunu bilmem gerekecek, bipolar NPN transistörümü yakıyorum.
Norfeldt

Üç parametre şunlardır: - geçit şarjı (ne kadar şarj yapılacağı) veya geçit kapasitansı - sürüş voltajı (hangi gerilime süreceğiniz) - geçit direnci Çok büyük MOSFET'ler için bile kapasitansın pikos veya nanofaradlarda ölçüldüğüne dikkat edin . En büyük güç MOSFET'leri 15 nF kapasitansa ve birkaç Ohm kapı direncine sahip olabilir. Bu nedenle, 2 Ohm geçit direnci üzerinde 12 V'luk bir voltaj için anlık akım, sıfır kaynak empedansı varsayıldığında 6A olabilir. Tüm bunlar pals akımı - bir kez açıldığında sürekli akım yok. Bu MOSFET'ler için iyi bir şey!
Jon Watte

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.