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[电机控制专用MCU]

在马达控制中MOSFET如何选型

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zhao133|  楼主 | 2024-12-21 23:07 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 zhao133 于 2024-12-21 23:06 编辑

      今年分享了不少使用APM32F035电机控制的帖子,也发了一些关于功率器件MOSFET的帖子,近期有不少网友私信问我功率管MOSFET如何选型。今天我也趁这个机会整理一下MOSFET的使用注意事项。
      首先我们要了解MOSFET的在电机控制器电路中的作用,我们使用APM32F035驱动无刷电机的控制器里,到底需要考虑哪些参数呢,以英飞凌的一款MOSFET为例

      规格书中,我们首先关注的有几个参数:耐压、过电流能力。
      在电压较低功率较小的控制器,电机工作时会发电,小功率发电电压也比较小,我们选择MOSFET耐压需要大于实际工作电压+电机发电电压,因为MOSFET过压会损坏。
       至于电流大小选择问题,这个就更加复杂了,我们要考虑好多因素,首先MOSFET的最大电流必须大于实际产品的最大电流,其次还要考虑MOSFET本身发热和损耗问题。MOSFET损耗有开关损耗和导通损耗,不同的导通电压,MOSFET过电流能力和导通内阻也不一样。当然我们选择MOSFET的耐压越高,电流越大肯定是最好的,但是这也导致成本上增加,那选怎样的才最合适呢,这时我们需要考虑MOSFET的本身功耗的问题了。

      MOSFET本身的功耗只要来自导通损耗和内阻。导通损耗这个比较复杂,电压越高,MOSFET导通内阻越小,当然这个也是有要求的,不能超过最大的导通电压,一般来说,我们使用gate driver驱动MOSFET时,比如GHD3440,我们应尽量让gate driver的工作电压不能超过15V。另外还需考虑MOSFET导通和关断的波形要尽量陡峭,以避免MOSFET工作在线性区。
      最后就是MOSFET本身功耗多大合适的问题,一般来说,TO-263单管的功耗要尽量控制在1W,TO-252单管的功耗要尽量控制在0.5W。若TO-263单管功耗持续控制在1W以内,也不是代表一点问题都没有,因为MOSFET本身的热量一直在累计着,这时需考虑MOSFET在不同温度下的过电流能力,对于大多数MOSFET来说,常温过电流能力比100℃的过电流能强于1倍。这时我们也要考虑这个温升造成MOSFET过电流能力下降的情况。因此我们选型时需考虑温升造成的影响。
      这是我对MOSFET在电机控制应用上的理解,感觉还是有些遗漏,如果描述有误,望指出,大家共同学习进步!



IRFR4510TRPBF.PDF

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低语之树| | 2024-12-22 20:44 | 只看该作者
这个要考虑的还是很多的

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belindagraham| | 2025-1-5 09:37 | 只看该作者
电机控制的频率通常较低,导致较低的振铃。因此,可以选择击穿电压略高于输入电压的MOSFET。

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地板
kmzuaz| | 2025-1-5 10:10 | 只看该作者
导通电阻越小,MOSFET在导通时的功耗越低,效率越高。在马达控制中,应选择导通电阻较小的MOSFET,以减少能量损失。

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5
cemaj| | 2025-1-5 10:36 | 只看该作者
根据最终应用的热环境选择合适的封装。表面贴装器件通常通过PCB散热

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6
juliestephen| | 2025-1-5 11:05 | 只看该作者
N沟道MOSFET:适用于低压侧开关,驱动电路简单,成本较低,但需要浮地供电或自举驱动。
P沟道MOSFET:适用于高压侧开关,驱动电路相对简单,但导通电阻较大,成本较高。

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7
sdlls| | 2025-1-5 11:38 | 只看该作者
应大于或等于电路中的最大工作电压,并留有足够的余量,以确保在电压波动或瞬态电压情况下MOSFET能够正常工作。

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8
mikewalpole| | 2025-1-5 12:02 | 只看该作者
MOSFET的最大耐压应高于马达的最高工作电压,通常需要有至少50%以上的余量。

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9
mattlincoln| | 2025-1-5 12:33 | 只看该作者
驱动电路的输出电流和电压要能够快速地对 MOSFET 的栅极进行充电和放电,以控制 MOSFET 的导通和关断。

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albertaabbot| | 2025-1-5 12:59 | 只看该作者
在马达控制中,尤其是需要频繁启停的场合,开关速度是一个重要的考虑因素。通常,MOSFET的开关速度与其寄生电容有关,电容越小,开关速度越快。

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11
saservice| | 2025-1-5 13:23 | 只看该作者
对于控制电感式负载的应用,反向恢复时间非常重要,因为它影响MOSFET的关断性能。

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12
yorkbarney| | 2025-1-5 15:01 | 只看该作者
品质因数是指MOSFET的导通电阻与栅极电荷的乘积,它是衡量MOSFET综合性能的一个指标。在马达控制中,应选择品质因数较低的MOSFET,以获得更好的综合性能。

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ingramward| | 2025-1-5 16:42 | 只看该作者
除了正常工作电压和反电动势,还需要考虑电路中的浪涌电压。

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phoenixwhite| | 2025-1-5 17:36 | 只看该作者
选择热阻较小的MOSFET,以确保在工作时产生的热量能够有效散发,避免过热。

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lzmm| | 2025-1-5 20:02 | 只看该作者
通常用于低压侧开关,性价比高,选择的型号多,物料成本低,导通电阻小,发热量更低,允许通过的电流大,应用场景广泛。

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jonas222| | 2025-1-5 20:29 | 只看该作者
在输入电压(VIN)的基础上增加40%的裕量。例如,如果输入电压为24V,则选择击穿电压为34V左右的MOSFET。

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lihuami| | 2025-1-7 13:03 | 只看该作者
在马达控制中,需要确保所选MOSFET的耐压值高于马达供电电压的峰值。例如,如果马达的供电电压是24V,那么MOSFET的耐压值应该选择30V以上

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mattlincoln| | 2025-1-7 13:31 | 只看该作者
一般选用增强型MOSFET,因为其控制更为简单和稳定。

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fengm| | 2025-1-7 15:20 | 只看该作者
导通电阻越小,MOSFET在导通状态下的功耗越低,效率越高。对于高效率的马达控制,选择低RDS(on)的MOSFET是关键。

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ingramward| | 2025-1-7 15:48 | 只看该作者
在满足性能要求的前提下,尽量选择成本较低的MOSFET。

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