Tipiniai MOSFET taikymai belaidžiuose elektriniuose įrankiuose, apimantys variklio architektūrą, atrankos parametrus, korpuso išdėstymą ir ateities tendencijas, teikia patikimą informaciją pramonės klientams.
I. Problema orientuotas pradžia: Galios nuostoliai ir šiluma belaidžiuose įrankiuose
Siekiant pažangos litis-jonų baterijų technologijoje, belaidžiai variklio įrankiai tapo pagrindiniai statybos, priežiūros ir namų savarankiško darbo rinkose. Tačiau jų kompaktiški aukštos galios dizainai susiduria su dviem svarbiausiomis problemomis: žema energijos valdymo efektyvumu ir rimtomis šilumos valdymo problemomis.
MOSFET yra pagrindinis šių problemų sprendimas. Dėl žemo R<sub>DS(on)</sub>, greito perjungimo greičio ir lankstaus korpusavimo jie plačiai naudojami variklio tvarkytuvuose, baterijos apsaugos grandinėse ir apkrovos jungikliuose.
II. Taikymo architektūra: Kaip MOSFET naudojami valdymo moduliuose
Bevielės elektros įrankiai dažniausiai naudoja pilnavidurio arba puslėjinio tiltelio valdymo topologijas, poruojamas su PWM valdymu kintamam greičiui ir sklandžiam paleidimui. MOSFET tranzistoriai atlieka svarbias funkcijas:
Krovinio kelio jungimas. Pagrindinis maitinimo jungiklis nuo baterijos iki variklio.
Bešepetėlio nuolatinės srovės (BLDC) variklio komutacija. Didelio dažnio jungimas užtikrina efektyvią bešepetėlio nuolatinės srovės variklių komutaciją.
Baterijos apsauga. Apsauga nuo atvirkštinės poliškumo ir srovės šuolių naudojant galinius į galą jungiamus MOSFET poras.
Konstrukcijose dažnai parenkami SOP-8, TO-252 arba DFN korpusai, kad būtų pasiekta optimali terminė varža ir erdvės naudojimo efektyvumas.
III. Kodėl šioje pramonėje teikiama pirmenybė MOSFET tranzistoriams
Palyginti su mechaniniais relėmis ar bipoliniais tranzistoriais, MOSFET tranzistoriai siūlo reikšmingus techninius pranašumus:
|
Parametrai |
Privalumai |
|
Įjungimo varža |
Žema įtampa (kelių miliohmų lygyje), sumažinanti energijos suvartojimą ir pailginanti baterijos tarnavimo laiką. |
|
Perjungimo dažnis |
Iki šimtų kHz, pritaikyta aukšto dažnio valdymo reikalavimams. |
|
Termينiškos charakteristikos |
Palaiko aušinimo radiatorių ir PCB aušinimo konstrukcijas. |
|
Elektrinio įtampo vertinimas |
Nuo 20 V iki 100 V, pritaikyta įvairiems galios lygiams. |
|
Stabilumas |
Didelis atsparumas ESD ir „latch-up“ reiškiniams, pagerinant bendrą tarnavimo laiką. |
IV. Atvejo analizė: 18 V belaidžio smūginio varžtavertės MOSFET taikymas
Vedančios prekės ženklo 18 V belaidžio smūginio varžtavertės kūrime inžinieriai taikė šią strategiją:
Dvigubi N-kanalo MOSFET'ai TO-252 korpusu sudarė pilnavidinį tiltelio tvarkytuvą.
RDS(on) buvo išlaikytas žemiau 8 mΩ, kad būtų apribotas šilumos ir galios nuostoliai.
Šilumą atvesti skirti korpusai su termopadais veikė kartu su aliumininiais aušinimo radiatoriais ant PCB.
ESD skyddis čipė integrovado užbėga į priekį, pagrindinis įrenginys veikia stabiliau šumaus elektromagnetinio tribovimo aplinkose.
V. Perspektiva: Smart ir Tihschen Sistemes
Perspektivai MOSFET lietos beviškiu elektro įrankiu:
Smart Fault Detection, Integration of GaN/SiC, High-Density Power Modules, MCU-BMS Interoperability.
EN
