Cần tìm gì trong biểu dữ liệu khi chọn MOSFET?


14

Tôi nghĩ rằng việc chọn MOSFET phù hợp cho dải đèn LED của mình sẽ dễ dàng cho đến khi tôi phát hiện ra có bao nhiêu mô hình khác nhau.

Về cơ bản, tôi muốn có một MOSFET cho phép tôi điều khiển với dải dẫn led 12V 6A (MAX), nhưng mỗi lần tôi nhìn thấy VSS tôi lại bị nhầm lẫn vì các số như + -20V .. (Tôi đang điều khiển nó bằng ATtiny13A hoặc ATtiny85 - Ngõ ra 5V)

Tôi đã thực hiện rất nhiều tìm kiếm đã tìm thấy rất nhiều mô hình khác nhau: IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L và nhiều hơn nữa .. nhưng tôi không chắc liệu họ có làm được việc không

Tôi nên sử dụng MOSFET nào và làm cách nào để đọc trong biểu dữ liệu tại sao đây là một lựa chọn tốt?

Tôi mới đến sở thích điện tử.


Dòng điện trung bình thực tế mà bạn sẽ đập vào đèn LED là gì? Bạn cần một bóng bán dẫn có độ phân tán và xử lý dòng điện cho điều đó, không phải cho dòng điện tối đa 6A mà dải đèn LED có thể lấy.
Kaz

Tôi có một trong những dải đèn LED dễ cắt này (dải cắt cho mỗi đèn LED RGB thứ 3) và muốn có thể cắt thành bất kỳ độ dài nào phù hợp với nhu cầu của tôi.
Norfeldt

Câu trả lời:


19

12V và 6A là điểm khởi đầu tốt. Điều này cho tôi biết bạn cần một mosfet có khả năng điện áp nguồn tối đa lớn hơn 12V nên 20V sẽ là tiêu chí tối thiểu cho việc này.

Bạn muốn chuyển 6A và bạn sẽ muốn nó thực hiện điều đó với mức giảm volt tối thiểu - giống như một tiếp điểm chuyển tiếp để bạn tìm kiếm các đường nối (bật) bên dưới (giả sử) 0,1 ohms. Điều này có nghĩa là ở 6A, nó sẽ phát triển một điện áp nhỏ trên thiết bị 0,6V (định luật ohms).

Tuy nhiên, điều đó sẽ tạo ra sự phân chia công suất 6 x 6 x 0,1 W = 3,6W, vì vậy nếu bạn đang tìm kiếm một thiết bị gắn trên bề mặt, bạn sẽ thích mức giảm thấp hơn có thể là 0,5W tối đa.

Điều này có nghĩa là các đường (trên) sẽ giống như 0,011 ohms.

Cho đến nay, ứng dụng của bạn cần một bóng bán dẫn 20V, có khả năng chuyển đổi 6A với điện trở trên không quá 0,011 ohms.

VSS "giống như" điện áp cuộn dây trên rơle - đó là mức điện áp bạn cần áp dụng cho cuộn dây để chuyển đổi NHƯNG cho FET, đó là một điều tuyến tính và, nếu bạn không áp dụng đủ điện áp, mosfet sẽ không bật đúng cách - điện trở của nó sẽ quá cao, nó sẽ ấm lên dưới tải và có một hoặc hai volt khi bạn muốn có điện trở thấp đẹp.

Sau đó, bạn cần kiểm tra các chi tiết của thông số kỹ thuật để xem bạn cần áp dụng bao nhiêu để đảm bảo mức kháng cự thấp mà bạn muốn. Một chút nữa về điều này tiếp tục xuống.

IRFZ44N có trên trang đầu của bảng dữ liệu: -

Vdss = 55V, Rds (bật) = 17,5 milli ohms và Id = 49A

Đây không phải là thiết bị gắn trên bề mặt, do đó, một lượng nhiệt được tạo ra sẽ không quá quan trọng (với tản nhiệt) vì vậy nó sẽ làm những gì bạn muốn nhưng tôi sẽ nghiên cứu một thiết bị có Vds nhỏ hơn (giả sử là 20V) và có lẽ bạn sẽ tìm thấy một trong số đó có ít hơn 10 milli ohms về sức đề kháng.

Nếu bạn nhìn vào các đặc tính điện ở trang 2, bạn sẽ thấy rằng điện trở 17,5 milli trên điện trở yêu cầu điện áp ổ 10V trên cổng (dòng thứ 3 trong bảng). Ít hơn mức ổ đĩa này và điện trở tăng sẽ tăng nhiệt.

Tại thời điểm này tôi không thể quyết định cho bạn nữa nhưng tôi nghĩ bạn có thể đang tìm kiếm một thiết bị sẽ hoạt động từ các mức logic. Trong trường hợp đó, IRFZ44N sẽ không làm.

Các STB36NF06L là cao hơn một chút với on-kháng nhưng spec không đề nghị nó sẽ làm việc từ một ổ đĩa 5V trên cổng - xem đặc tính điện (ON) nhưng tôi vẫn muốn được cám dỗ để tìm một trong đó là phù hợp hơn.

Tôi bị cám dỗ bởi điều này . PH2520U là thiết bị ohm 20V, 100A, 2,7 milli khi điện áp cổng là 4,5V. Nếu các mức logic của bạn là 3V3, hãy kiểm tra hình 9 để thấy nó sẽ hoạt động tốt ở 3V3.

Một suy nghĩ cuối cùng về mọi thứ - bạn đang muốn điều khiển tải và nếu tần số cao, bạn sẽ thấy rằng điện dung cổng sẽ đưa một số dòng điện vào cổng để khiến nó di chuyển lên xuống nhanh chóng. Đôi khi, tốt hơn là đánh đổi sự kháng cự để tìm một thiết bị có điện dung VSS thấp hơn. Bây giờ bạn đang kinh doanh ngựa. Giữ mức thấp nhất có thể khi chuyển đổi tần số và nó sẽ lái ổn từ chân logic 5V.


2
Cảm ơn bạn rất nhiều @Andy đã dành thời gian của bạn để giúp tôi ra ngoài. Câu trả lời của bạn đã cho tôi rất nhiều suy nghĩ và tôi chỉ cần tiêu hóa nó.
Norfeldt

1
Mọi câu hỏi anh chàng chỉ cần hỏi
Andy aka

Nếu mosfet là về điện áp và không phải là dòng điện - thì tôi có thể sử dụng một bóng bán dẫn nhỏ hơn để điều khiển mosfet không?
Norfeldt

@Norfeldt Để có hiệu suất tốt, mạch kéo đẩy là đề xuất của tôi, chẳng hạn như UCC27424D - đó là trình điều khiển mosfet phía thấp - nó sẽ hoạt động từ 4V đến 15V từ bộ nhớ.
Andy aka

5

Nếu bạn định sử dụng nó với đầu ra mức logic, điều đầu tiên cần đề cập là điện áp bật cho hầu hết các MOSFET hơi quá cao, vì vậy bạn cần chọn loại được thiết kế đặc biệt cho cấp độ kỹ thuật số. Về cơ bản, bạn đang tìm kiếm một điện áp GATE - SOURCE thấp sẽ cung cấp lượng dòng DRAIN cho ứng dụng của bạn. Tìm kiếm "MOSFE công suất mức logic N-Channel" Sau đó, nó đi xuống mức kháng xả nguồn thấp (hãy nhớ Mất điện = I ^ 2 * R) và khả năng xử lý lượng dòng điện bạn muốn chuyển đổi ở điện áp bạn muốn để chuyển đổi.

Tìm kiếm một biểu đồ cho bạn thấy dòng xả cho điện áp nguồn Cổng cụ thể.

Một điều khác cần nhớ về các công tắc MOSFET là bạn cần chủ động TẮT chúng - Để BẬT, bạn đặt điện áp lên cổng. Để đảm bảo CHARGE được loại bỏ khỏi cổng, hãy thêm một điện trở (100k - 1M0) giữa cổng và mặt đất hoặc đảm bảo đầu ra của bạn kéo đầu vào xuống đất thay vì trở thành trở kháng cao.

Đối với một đề xuất, hãy xem https://www.sparkfun.com/products/10213


Cảm ơn bạn @JIm đề xuất của bạn đã chỉ cho tôi mua bảng dữ liệu này.thaishopetc.com/d/RFP50N06.pdf MOSFET trên ebay - trong khi tôi chờ lô hàng, tôi sẽ cố gắng tìm hiểu thêm về MOSFET
Norfeldt

3

Đầu tiên: Tìm hiểu cách sử dụng và yêu thích tính năng "tìm kiếm tham số" của danh mục Digi-Key. Nó cho phép bạn tìm kiếm các tham số phổ biến (như Rdson, Vds, v.v.) trên tất cả các nhà sản xuất. Thật tuyệt vời!

Thứ hai: Các MOSFET thường yêu cầu ổ đĩa 10V vào cổng để có hiệu suất tốt nhất và thường yêu cầu dòng điện đáng kể trong khi chuyển đổi (trong một khoảng thời gian rất ngắn) để nhanh chóng đưa chúng ra khỏi "cách ly" để "dẫn điện hoàn toàn". Nếu bạn giữ chúng trong vùng chuyển tiếp quá lâu, chúng sẽ nóng lên và thất bại.

Do đó, bạn có thể muốn xem xét một MOSFET cộng với chip trình điều khiển phù hợp. IRS2301 là chip trình điều khiển MOSFET có thể đặt 10V vào cổng của MOSFET từ tín hiệu điều khiển 5V hoặc 3V3 (giả sử Arduino 5V hoặc 3V3 là những gì bạn đang sử dụng.) Nó cũng có thể cung cấp ổ đĩa 10V trên điện áp chính cho chuyển đổi bên cao, nhưng bạn không cần điều đó trong trường hợp này, nếu bạn chuyển đổi. Lưu ý rằng nên đưa đầy đủ 12V vào nguồn cung cấp chip điều khiển.

Nếu bạn tra cứu bảng dữ liệu, bạn không cần ổ đĩa phía cao nếu bạn chỉ chuyển sang phía thấp; vì vậy bạn có thể bỏ qua các diode và tụ bootstrap trong sơ đồ.

Khi bạn đã tìm thấy một số MOSFET đủ cho tải của bạn (phần lớn có nghĩa là đủ thấp Rdson,) bạn có thể mua sắm với giá. Tuy nhiên, một thông số hữu ích khác đang tìm kiếm mức phí cổng thấp, bởi vì điều này có nghĩa là thiết bị sẽ chuyển đổi nhanh hơn. Tuy nhiên, điển hình là Rdson càng thấp, phí cổng yêu cầu càng cao.

Bản thân Arduino chỉ được đánh giá 25mA (tối đa 40mA) trong một pin duy nhất, điều này có lẽ không đủ để điều khiển MOSFET đủ nhanh. Tôi đã thử làm PWM mà không có chip điều khiển ở mức tải 6A và nó không hoạt động tốt như vậy. Hoặc là bạn đốt cháy các chân của Arduino, hoặc bạn giới thiệu một điện trở giới hạn hiện tại, và cuối cùng không điều khiển MOSFET đủ nhanh.

Một điều đáng lo ngại là điện áp tối đa. Khi tờ spec nói 20V, nó có nghĩa là nó. Nếu bạn đang lái một tải cảm ứng có thể tăng vọt trên điện áp định mức, bạn sẽ giết chết MOSFET của mình. Đèn LED không phải là cảm ứng, tuy nhiên, vì vậy một tụ điện nhỏ để hấp thụ điện cảm dây kết nối có lẽ là đủ để giữ cho công tắc của bạn an toàn.

Hiện tại, thiết bị rẻ nhất trong kho tại DigiKey có sẵn với số lượng duy nhất, với mức độ đủ thấp, là NXP PSMN1R1-25YLC, ở mức $ 1,50 đơn.


Việc sử dụng một điểm nối lưỡng cực trước MOSFET có được coi là "trình điều khiển" không? Tôi đã sử dụng L7805 trên bộ đổi nguồn 12V để cung cấp cho ATTiny85 với nguồn điện 5V. Vì vậy, sử dụng LM317 để có được 10V để đi đến cổng MOSFET và trong khi được điều khiển bởi BC549, sau đó lại được điều khiển bởi chip ATtiny85 ..? Tôi có điên không?
Norfeldt

Bạn có thể cung cấp trực tiếp cho MOSFET hoặc trình điều khiển với 12V mà không cần bất kỳ quy định nào.
Jon Watte

Được rồi, tham số nào trong biểu dữ liệu sẽ cho tôi biết MOS Hiện tại sẽ tiêu tốn bao nhiêu để bật. Tôi sẽ cần phải biết điều này vì vậy tôi đã đốt cháy bóng bán dẫn NPN lưỡng cực của mình.
Norfeldt

Ba tham số là: - điện tích cổng (tích điện là bao nhiêu) hoặc điện dung cổng - điện áp lái xe (điện áp nào bạn sẽ lái nó đến) - điện trở cổng Lưu ý rằng điện dung ngay cả đối với các MOSFET rất lớn được đo bằng pico- hoặc nanofarad . Các MOSFE công suất lớn nhất có thể có điện dung 15 nF và điện trở cổng vài Ohms. Do đó, dòng điện tức thời cho điện áp 12 V trên điện trở cổng 2 Ohm có thể là 6A, giả sử trở kháng nguồn bằng không. Tuy nhiên, đây là tất cả dòng xung - không có dòng liên tục nào được bật. Đó là điều tốt về MOSFE!
Jon Watte

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.