roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Правильная работа с MOSFETами

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты ...
Вопросы согласования управляющих модулей с периферией.

Правильная работа с MOSFETами

Сообщение Digit » 26 мар 2007, 21:49

Доброго времени суток, многоуважаемый All! :)

Думаю, данный топик будет интересен многим.
Основной вопрос: как грамотно подобрать полевой транзистор и как с ним работать?

Предлагаю делать это на примере IRF7319. Даташит на него ниже.
Вложения
irf7319.pdf
Даташит на MOSFET
(137.17 КиБ) Скачиваний: 119
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

Сообщение Digit » 26 мар 2007, 21:51

Итак, что я могу сказать по данному поводу.

Первая страница даташита. Общая информация
Тут можно увидеть, что рассматриваемый нами MOSFET сдвоенный и имеет в корпусе SO8 N- и P-транзисторы. Для каждого из них привдены максимальное напряжение (в нашем случае - 30 вольт) и сопротивление канала сток-исток в открытом состоянии (Rds_on). Иногда в этой же табличке производители указывают и максимальный ток, который способен пережить транзистор.
Тут же мы можем видеть (на картинке вверху-слева), к каким ногам микросхемы и как подключены транзисторы.
Вложения
страница1_1.gif
страница1_1.gif (7.64 КиБ) Просмотров: 3428
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

Сообщение Digit » 26 мар 2007, 21:53

...продолжаем по порядку...
Первая страница даташита. Absolute Maximum Ratings
Это очень важная табличка! В ней приведены параметры, при привышении которых транзистору наступит конец. (Ну, по крайней мере, производитель ничего не гарантирует... :) )

Drain-Source Voltage
Напряжение Сток-Исток (ноги, помеченные символами "D" и "S" на схеме на первой странице), которое для транзистора смертельно.
Gate-Source Voltage
Напряжение Затвор-Исток ("G" и "S" на схеме на первой странице), которое для транзистора смертельно.
Continuous Drain Current
Постоянный максимальный ток стока. Приведен для двух температур: 25 и 70 градусов. Это тот максимальный ток, на который мы можем рассчитывать. Например, при построении мостовой схемы управления двигателем, его ток при остановленном роторе (получается что-то вроде короткого замыкания) не должен превышать указанный для транзистора. При этом я руководствуюсь тем током, который приведен для 70 градусов. Да к тому же предпочитаю иметь некоторый запас. Например, двигатель FK-180SH-17140 от Mabuchi Motor потребляет при заклинином роторе ток 1.75А (при максимальной эффективности - только 0.39А!!!) при напряжении 6 вольт. N-канал способен пережить ток 5.2А, а P-канал - только 3.9А. Следовательно, ток двигателя не должен превышать 3.9А (ну, с запасом: 3.5А :) ). Т.е. транзисторы IRF7319 могут управлять таким двигателем. Тем более, что по напряжению он тоже вполне проходит.
Pulsed Drain Current
Переменный максимальный ток стока. Это тот ток, который можно коммутировать ШИМ-сигналом (PWM).
Если не ошибаюсь, на второй странице внизу среди примечаний указаны параметры данного ШИМ: ширина <= 300 микросекунд и скважность 2%.
Чисто теоретически, если мы управляем двигателем с помощью ШИМ-сигнала, то нам этот параметр может чем-то помочь. Например, можно предположить, что не обязательно брать запас, как я делал это выше (3.5А вместо 3.9А), поскольку в режиме пульсации можно больше.
Уважаемые Гуру, я прав? :)
Continuous Source Current (Diode Conduction)
Этот параметр для меня не сильно понятен... По крайней мере, как он мне может помочь при проектировании мостовых схем, я не знаю.
Maximum Power Dissipation
Это максимальная рассеиваемая мощность. Чаще всего ограничивается возможностями корпуса, в который помещен транзистор.
Вроде бы этот параметр мало чем полезен... Все-таки ориентироваться приходится по току... Ну, можно, видимо, как-то рассчитать, какой радиатор прилепить, чтобы увеличить ток...

...остальные параметры для меня - темый лес.
Вложения
страница1_2.gif
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

Сообщение Digit » 26 мар 2007, 21:54

Первая страница даташита. Thermal Resistance Ratings
Эта табличка мало полезна простому робототехнику...
Вложения
страница1_3.gif
страница1_3.gif (2.14 КиБ) Просмотров: 3433
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

Сообщение Digit » 26 мар 2007, 21:55

Вторая страница даташита. Electrical Characteristics
Это полезная таблица. Но как и что отсюда брать - я не знаю. Догадываюсь, что из этой таблицы, а также из графиков, которые есть в даташите ниже, можно определить, можно ли управлять транзистором логическим уровнем (5 вольт). Но как получить эту сверхполезную информацию, я не знаю.
Вложения
страница2_1.gif
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

Сообщение Digit » 26 мар 2007, 21:56

Какие еще полезные и нужные данные можно почерпнуть из даташита?

Как определить, управляется ли транзистор от 5В? Насколько он будет открыт? Где это можно посмотреть? Ведь если его недооткрыть, то сопротивление будет гораздо больше, а значит транзисторы будут греться, будут потери энергии и низкий КПД...

Где-то слышал, что у затвора транзистора есть емкость (даже среди параметров находил)... А чем это нам грозит в прикладном смысле?

Предлагаю понаписать сюда все, что кто знает о "правильной" работе с MOSFETами. Это будет полезно очень многим, кто как и я не особо много понимает в электронике... :)
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

Сообщение dima » 26 мар 2007, 22:49

Действительно, было бы очень интересно разобраться, что к чему. Я вот и не знал, что есть сдвоенные мосфеты, а то применил бы их в своих регуляторах. Намного больше места было бы свободного в корпусе...
dima
 
Сообщения: 215
Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 17:55
Откуда: Ukraine Lugansk

Сообщение MegaBIZON » 26 мар 2007, 22:56

Намного больше места было бы свободного в корпусе...

[off]Да ладно тебе, места-то у тебя там на стакан мосфетов хватит :wink: [/off]
Аватара пользователя
MegaBIZON
 
Сообщения: 6076
Зарегистрирован: 12 янв 2007, 00:34
Откуда: Масква

Сообщение -= Александр =- » 26 мар 2007, 23:38

Я недавно юзал драйверы для мосфетов MC34151 - отличная замена огороду транзисторов...  :wink:
А вообще бывают мосфеты с ТТЛ-управлением...
Аватара пользователя
-= Александр =-
Мастер Самоделкин
 
Сообщения: 3664
Зарегистрирован: 11 окт 2004, 19:20
Откуда: Россия, СПб
прог. языки: C++, VB, asm
ФИО: Курмис Александр Андреевич

Сообщение avr123.nm.ru » 27 мар 2007, 09:06

Digit писал(а):Как определить, управляется ли транзистор от 5В? Насколько он будет открыт?


Смотри параметр RDS(ON) - если там кроме 10 вльт есть и 4.5 и меньше - то от 5 вольт будет сопротивление указано там.

От 5 вольт несомненно работают "логик" - это серия IRL  у  irf.com
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение avr123.nm.ru » 27 мар 2007, 09:17

Digit писал(а):затвора полевого транзистора есть емкость

А чем это нам грозит в прикладном смысле?


Тем что для переключения транзистора ее нужноперезаряжать.

Поэтому для мощных транзисторов при большой частоте переключений
нужно применять специальные драйверы - я советую ir2110.

Советую верхнее плечо драйвера питать отдельным источником питания
развязаным трансформатором от основной схемы.

Выбор драйверов для MOSFET   -  апноут AN799 "Matching MOSFET Drivers to MOSFETS"

Изображение


Другие схемы управления затворами MOSFET и IGBT  смотрите в   AN-937  на  irf.com

вот статья о полевых ключах (MOSFET и схема защиты управления в одном корпусе) PHILIPs
http://www.gamma.spb.ru/articles.php?i=39

Аналогичные есть и  у irf   это серия IPS - "интелектуальные ключи".

==========

Точно хорошо работают на частоте переключений 3 КГц  транзисторы irlz44 (40A  55V) - затвор подключен через резистор 100 Ом к выводу AVR.

==========

MOSFET требует ток через затвор только при переключения. Когда он включен или выключен ток через затвор не протекает.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение dima » 27 мар 2007, 10:30

Ну вот, чего и следовало ожидать... Только человек начал по РУССКИ простым языком объяснять и разбирать мосфеты, как тут же 123 взял все и испахабил. А то типа мы не знаем, что такое апноуты и даташиты... только вот разбираться в них надо тоже уметь. И я думаю, что человек открыл эту тему с целью научится и понять, что бы знающие люди ТУТ рассказали, что к чему, а не посылали читать апноуты и даташиты. :twisted:
dima
 
Сообщения: 215
Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 17:55
Откуда: Ukraine Lugansk

Сообщение avr123.nm.ru » 27 мар 2007, 14:49

1. На обложке даташитов обычно указано сопротивление для напряжения 10 вольт на затворе относительно истока.

2. Ток указан для 25 градусов.   Поэтому реально желательно смотреть длительный ток при повышеной температуре как максимальный.

3. Для управления электроприводом советую брать транзисторы на ток (по п.2)  в  2 и более раз превосходящий максимальный для устройства.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение dima » 27 мар 2007, 15:02

А вот за это спасибо. Нормальный язык понятный для начинающих. Вот так бы писали сдесь все, цены бы этому топику не было.))
dima
 
Сообщения: 215
Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 17:55
Откуда: Ukraine Lugansk

Сообщение Digit » 27 мар 2007, 19:42

Итак, как заметил avr123, смотреть, упавляется ли MOSFET логическим уровнем, надо по Rds_on (таблица Electrical Characteristics). Наличие там значения для Vgs = 4.5 В говорит о том, что производитель подразумевает возможность управления затвором транзистора логическим уровнем.
Если такой инфы нам мало, можем посмотреть на четвертую страницу даташита - диаграмма Typical On-Resistance Vs. Gate Voltage.
Из этого рисунка видно, что пределом является напряжение на затворе 3 В (какое при этом сопротивление - хрен его поймет, много! :) ). И из этого же рисунка можно узнать те значения, что были вынесены в таблицу Electrical Characteristics - что при 4.5 вольтах на затворе сопротивление будет что-то около 0.03 Ома. Тут уж можно посчитать рассеиваемую мощность и прочие радости.
Вложения
страница4_3.gif
страница4_3.gif (6.29 КиБ) Просмотров: 3428
Аватара пользователя
Digit
 
Сообщения: 3339
Зарегистрирован: 27 ноя 2004, 00:42
Откуда: совсем Москва
ФИО: Григорий

След.

Вернуться в Электроника, электротехника

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

Mail.ru counter