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今天教你4个步骤选择一个合适的MOSFET。
第一步:选用N沟道还是P沟道为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET。在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。要选择适合应用的器件,必须确定驱动器件所需的电压,以及在设计中最简易执行的方法。下一步是确定所需的额定电压,或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS。知道MOSFET能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。设计人员必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围,确保电路不会失效。设计工程师需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备(如电机或变压器)诱发的电压瞬变。第二步:确定额定电流第二步是选择MOSFET的额定电流。视电路结构而定,该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似,设计人员必须确保所选的MOSFET能承受这个额定电流,即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下,MOSFET处于稳态,此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌(或尖峰电流)流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流,只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。选好额定电流后,还必须计算导通损耗。在实际情况下,MOSFET并不是理想的器件,因为在导电过程中会有电能损耗,这称之为导通损耗。MOSFET在“导通”时就像一个可变电阻,由器件的RDS(ON)所确定,并随温度而显著变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS(ON)计算,由于导通电阻随温度变化,因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOSFET施加的电压VGS越高,RDS(ON)就会越小;反之RDS(ON)就会越高。对系统设计人员来说,这就是取决于系统电压而需要折中权衡的地方。对便携式设计来说,采用较低的电压比较容易(较为普遍),而对于工业设计,可采用较高的电压。注意RDS(ON)电阻会随着电流轻微上升。第三步:确定热要求
选择MOSFET的下一步是计算系统的散热要求。设计人员必须考虑两种不同的情况,即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果,因为这个结果提供更大的安全余量,能确保系统不会失效。在MOSFET的资料表上还有一些需要注意的测量数据;比如封装器件的半导体结与环境之间的热阻,以及最大的结温。
器件的结温等于最大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积(结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散])。根据这个方程可解出系统的最大功率耗散,即按定义相等于I2×RDS(ON)。由于设计人员已确定将要通过器件的最大电流,因此可以计算出不同温度下的RDS(ON)。值得注意的是,在处理简单热模型时,设计人员还必须考虑半导体结/器件外壳及外壳/环境的热容量;即要求印刷电路板和封装不会立即升温。第四步:决定开关性能选择MOSFET的最后一步是决定MOSFET的开关性能。影响开关性能的参数有很多,但最重要的是栅极/漏极、栅极/ 源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗,因为在每次开关时都要对它们充电。MOSFET的开关速度因此被降低,器件效率也下降。为计算开关过程中器件的总损耗,设计人员必须计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中的损耗(Eoff)。MOSFET开关的总功率可用如下方程表达:Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。而栅极电荷(Qgd)对开关性能的影响最大。
【STM32、GD32、ESP32】哪个更适合你?在嵌入式系统领域,STM32、GD32、ESP32 三款芯片备受开发者青睐。这三者在性能、功耗、价格等方面都有一定的差异。那么,它们的区别究竟是什么呢?下面我们将一一为你解答。【STM32】——稳定性优秀STM32 是意法半导体推出的一款高性能、低功耗的微控制器系列。它采用了 Cortex-M3 内核,具有丰富的外设和高度集成的特点。在稳定性方面,STM32 是非常出色的。尤其是在系统稳定性和抗干扰能力方面,有着非常显著的优势。除此之外,STM32 还拥有极低的功耗,大幅提升了系统的电池寿命。另外,STM32 的价格也相对较低,非常适合学习和开发初期的开发者。如果你对系统的稳定性有较高的要求,那么 STM32 是非常不错的选择。【GD32】——性价比极高GD32 是龙芯微电子推出的一款高性价比微控制器系列。它采用了 Cortex-M3 内核,与 STM32 有着相似的架构和外设。但是,GD32 的价格相对 STM32 更加便宜,性价比极高。此外,GD32 还有着更加强悍的性能,可以满足更高的应用需求。GD32 在稳定性方面也有不错的表现,但相比于 STM32,略显逊色。如果你对稳定性和性能的要求不是特别高,那么 GD32 是一个非常不错的选择。特别是在大规模生产和成本控制方面,GD32 更是一个非常优秀的选择。【ESP32】——无线连接能力卓越ESP32 是乐鑫科技推出的一款高度集成的 Wi-Fi 和蓝牙双模无线芯片。它采用了 Xtensa LX6 内核,具有极高的计算能力和低功耗特性。ESP32 的无线连接能力也非常卓越,具有极高的稳定性和传输速度。除此之外,ESP32 还有着非常完善的开发生态,有着丰富的开源社区和开发资源。如果你的项目需要具有无线连接能力,那么 ESP32 是一个非常不错的选择。选择适合自己的芯片以上就是 STM32、GD32、ESP32 的区别。每种芯片都有着自己的特点和优势,需要根据项目的实际需求进行选择。希望本文能够帮助你更好地了解这三种芯片,选择适合自己的芯片,来完成你的项目。
DC/DC降压芯片让电压不再高峰重叠!降压芯片是一种电子元件,可以将输入电压降低到输出电压,同时保证电流的稳定输出,输入电压高于输出电压时,降压芯片可以提供所需的输出电压。它的作用是保护电路稳定运行,同时可以降低功耗和减小体积。工作原理是通过高效转换电能的方法,将输入电压转换成所需的输出电压。其中包括三个部分:输入端、控制端和输出端。输入端接受电能,控制端对电能进行处理,输出端将电能输出。控制端可以通过改变开关管的导通状态,来控制输出电压的高低。降压芯片广泛应用于各种电子产品中,如手机、平板电脑、电视机、电脑等。它的特点是体积小、效率高、适应范围广,因此被广泛应用于各种领域。市面上有很多品牌的降压芯片,如英飞凌、TI德州仪器、ADI等。其中TI德州仪器的LM2576是一种非常经典的降压芯片,广泛应用于各种领域。同时,国内的芯片厂商也在不断发展壮大,如瑞芯微、三安光电等。降压芯片的应用范围非常广,而且随着科技的不断进步,它的功能和性能也在不断提高。
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