На что обратить внимание в техническом описании при выборе полевого МОП-транзистора?

Я думал, что выбрать правильный MOSFET для моей светодиодной ленты будет легко, пока я не обнаружу, сколько существует разных моделей.

По сути, мне нужен МОП-транзистор, который бы позволял мне управлять с помощью ШИМ светодиодной полосой 12 В 6A (MAX), но каждый раз, когда я вижу Vgs, я запутываюсь из-за таких цифр, как + -20 В .. (Я контролирую его с помощью ATtiny13A или ATtiny85 - 5-контактный выход)

Я много искал, наткнулся на множество разных моделей: IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L и еще кучу других, но я не уверен, что они справятся с этой работой.

Какой МОП-транзистор я должен использовать и как мне прочитать в таблице данных, почему это хороший выбор?

Я новичок в электронике хобби.

12V и 6A - хорошая отправная точка. Это говорит мне о том, что вам нужен Mosfet с максимальным напряжением сток-исток, превышающим 12 В, поэтому 20 В будет минимальным критерием для этого.

Вы хотите переключить 6А, и вы захотите сделать это с минимальным падением напряжения - точно так же, как контакт реле, поэтому вы ищете Rds (включено) ниже (скажем) 0,1 Ом. Это означает, что при 6 А у него будет развиться небольшое напряжение на устройстве 0,6 В (закон Ома).

Однако это приведет к рассеянию мощности 6 x 6 x 0,1 Вт = 3,6 Вт, поэтому, если вы ищете устройство для поверхностного монтажа, вы бы предпочли более низкое рассеивание, возможно, не более 0,5 Вт.

Это означает, что Rds (вкл) будет больше похоже на 0,014 Ом.

Пока что вашему приложению необходим транзистор на 20 В, способный переключать 6 А с сопротивлением включения не более 0,014 Ом.

Vgs "как" напряжение катушки на реле - это то, сколько напряжения вам нужно подать на катушку, чтобы переключить НО для полевого транзистора, это линейная вещь, и, если вы не подадите достаточно напряжения, Mosfet будет не включайте должным образом - его сопротивление при включении будет слишком высоким, оно будет нагреваться под нагрузкой и будет иметь напряжение в два или два, когда вы хотите хорошее низкое сопротивление.

Затем вам нужно проверить детали спецификации, чтобы увидеть, сколько вам нужно подать, чтобы гарантировать низкое сопротивление, которое вы хотите. Чуть подробнее об этом ниже.

IRFZ44N имеет на первой странице паспорта: -

Vdss = 55 В, Rds (вкл) = 17,5 мОм и Id = 49А

Это не устройство поверхностного монтажа, поэтому немного больше выделяемого тепла не будет иметь большого значения (с радиатором), поэтому оно будет делать то, что вы хотите, но я бы исследовал устройство с меньшим Vds (скажем, 20 В) и вы, вероятно, найдете один с сопротивлением менее 10 мОм.

Если вы посмотрите на электрические характеристики на странице 2, то увидите, что для сопротивления 17,5 мОм требуется напряжение привода 10 В на затворе (3-я строка в таблице ниже). Меньше, чем этот уровень привода и сопротивление при включении возрастает, как если бы выделялось тепло.

На данный момент я больше не могу решать за вас, но я думаю, что вы, возможно, ищете устройство, которое будет работать на логических уровнях. В этом случае IRFZ44N не будет делать.

STB36NF06L немного выше , с сопротивлением , но спецификация делает предполагает , что это будет работать с 5V приводом на воротах - см электрических характеристик (ON) , но я бы до сих пор соблазн найти тот , который больше подходит.

Я бы соблазнился этим . PH2520U - это устройство на 20 В, 100 А, 2,7 мОм, когда напряжение затвора составляет 4,5 В. Если ваши логические уровни 3V3, проверьте рисунок 9, чтобы убедиться, что он будет хорошо работать при 3V3.

Еще одна мысль о вещах: вы хотите ШИМ нагрузки, и если частота высокая, вы обнаружите, что емкость затвора потребляет некоторый ток возбуждения в затвор, чтобы он быстро двигался вверх и вниз. Иногда лучше поменять сопротивление, чтобы найти устройство с меньшей емкостью Vgs. Вы увлекаетесь торговлей лошадьми. Сохраняйте как можно более низкую частоту переключения, и она должна нормально работать от логического контакта 5 В.

Если вы собираетесь использовать его с выходами логического уровня, первое, что нужно упомянуть, это то, что напряжение включения для большинства MOSFET-транзисторов слишком велико, поэтому вам нужно выбрать те, которые специально предназначены для цифровых уровней. По сути, вы ищете низкое напряжение GATE - SOURCE, которое обеспечит величину тока DRAIN для вашего приложения. Посмотрите на «N-канал МОП-транзисторов уровня мощности логики». Затем все сводится к низкому сопротивлению источника стока (помните, что Потеря мощности = I ^ 2 * R) и способности обрабатывать величину тока, который вы хотите переключить при требуемом напряжении. переключить.

Посмотрите на график, который показывает вам ток стока для определенного напряжения источника затвора.

Еще одна вещь, которую нужно помнить о MOSFET-переключателях, это то, что вам нужно активно одна выключать их - чтобы включить, вы помещаете напряжение на затвор. Чтобы убедиться, что CHARGE удален с затвора, добавьте резистор (100 кОм-1M0) между затвором и землей или убедитесь, что ваш выход притягивает вход к земле, а не просто становится высоким импедансом.

Что касается рекомендации, посмотрите на https://www.sparkfun.com/products/10213

Первое: научитесь пользоваться и любить функцию «параметрического поиска» каталога Digi-Key. Он позволяет искать общие параметры (например, Rdson, Vds и т. Д.) Среди всех производителей. Это круто!

Во-вторых: МОП-транзисторы часто требуют 10-вольтного привода в затвор для лучшей производительности и часто требуют значительных токов при переключении (на очень короткое время), чтобы быстро вывести их из «изоляции» в «полностью проводящую». Если вы будете держать их в переходной зоне слишком долго, они нагреваются и выходят из строя.

Таким образом, вы можете посмотреть на MOSFET плюс подходящий драйвер. IRS2301 - это микросхема драйвера MOSFET, которая может подавать 10 В в затвор MOSFET от управляющего сигнала 5 В или 3 В 3 (при условии, что вы используете Arduino 5 В или 3 В 3). Он может дополнительно обеспечить 10 В привод выше основного напряжения для переключение на верхнюю сторону, но вам это не нужно в этом случае, если вы переключаетесь. Обратите внимание, что все 12 В должны быть включены в питание чипа драйвера.

Если вы посмотрите таблицу данных, вам не нужен накопитель на высокой стороне, если вы переключаетесь только на нижнюю сторону; так что вы можете пропустить диод и загрузочный конденсатор на схеме.

После того, как вы нашли несколько полевых МОП-транзисторов, достаточных для вашей нагрузки (что в значительной степени означает достаточно низкий Rdson), вы можете делать покупки по цене. Тем не менее, другой полезный параметр ищет низкий заряд затвора, потому что это означает, что устройство будет переключаться быстрее. Обычно, чем ниже Rdson, тем выше требуемый заряд затвора.

Сам Arduino рассчитан только на 25 мА (абсолютный максимум 40 мА) от одного контакта, что, вероятно, недостаточно для достаточно быстрого управления полевыми МОП-транзисторами. Я пытался сделать ШИМ без микросхемы драйвера при нагрузке 6А, и это не работает так здорово. Либо вы выжигаете контакты Arduino, либо вводите резистор, ограничивающий ток, и в итоге не получаете достаточно быстрое управление МОП-транзисторами.

Еще одна вещь, о которой стоит беспокоиться, это максимальное напряжение. Когда в спецификации указано 20 В, это значит. Если вы управляете индуктивной нагрузкой, которая может превысить номинальное напряжение, вы убьете МОП-транзисторы. Однако светодиоды не очень индуктивны, поэтому небольшого конденсатора для поглощения индуктивности соединительного провода, вероятно, достаточно, чтобы обеспечить безопасность вашего переключателя.

В настоящее время самым дешевым устройством на складе в DigiKey, доступным в единичных количествах, с достаточно низким значением Rdson, является NXP PSMN1R1-25YLC, по цене 1,50 долл. США в одиночном разряде.

Я нашел это видео, которое мне показалось полезным. Я подумал, что хочу поделиться им с другими людьми, читающими мой вопрос.

http://www.youtube.com/watch?v=10R0Mrqwjuo