选择自钳位MOSFET提高电动工具系统可靠性通讯软件
发布时间:2023-01-13 20:50:35 来源:霍氏机械网
图1:电动工具及控制器的结构图(a) 电动工具; (b) 电动工具控制器电路示意图
当MOSFET开通时,电流通过电池正极→线路引线电感→电机线圈→MOSFET→电池负极形成回路,电机线圈电流等于MOSFET中的电流,续流二极管截止。当MOSFET关断时,电机线圈通过二极管D1续流,电机电流基本维持不变。但MOSFET和引线电感中的电流随着MOSFET的关断而迅速变为零,在线路引线电感中产生很大的感应电势LW di/dt,其方向如图1b中红色箭头所示。这样的感应电势与电池电压叠加会产生很高的尖峰电压,如图2中的红色部分。如果这些尖峰电压超过MOSFET的击穿电压,将会导致系统可靠性大幅降低。通过调整MOSFET的PWM占空比可以在电机线圈中得到不同的平均电流,从而实现电机的无级调速。图2:电动工具中MOSFET的开关波形(a) MOSFET的开关波形;(b) 开通波形; (c) 关断波形
MOSFET的功耗计算图2为电动工具中MOSFET(AOT500)的开关波形。MOSFET的功率损耗由导通损耗和开关损耗组成,分别如下:⑴ 导通损耗 其中,D=Ton/T⑵ 开关损耗由于MOSFET开通时有相对较大的电机线圈电感存在,MOSFET由关断状态到完全打开的过程中流过MOSFET的电流很小,所以锂辉石开通损耗很小,可以忽略。关断损耗如下: 其中:VCLAMP为MOSFET关断时的钳位电压,E为电池电压,LW为线路电感。MOSFET的总损耗为: MOSFET的极点温度为:绝缘手套 其中: TJ 为MOSFET的结点温度,TC为MOSFET的表面温度,RTHJC为MOSFET的热阻。由上式可知,对于一个确定的系统来说,要想降低MOSFET的结点温度,有以下几种途径:⑴ 选择具有较低RDS(ON)和较低RTHJC的MOSFET。⑵ 设置合适的MOSFET关断速度,尽量使开关损耗最小。⑶ 尽量减小主回路的引线电感。因为在每一次关断过程中,回路引线电感中的能量都将被MOSFET吸收。MOSFET的选择要点从应用角度看,影响MOSFET可靠性的因素主要有以下几方面:⑴ MOSFET的结点温度,过高的结点温度会影响MOSFET的可靠性,使MOSFET提前失效。⑵ MOSFET漏极上的电压尖峰如果超过护眼台灯其雪崩击穿电压,则MOSFET也会提前失效。因此,我们必须选择合适的MOSFET设计电动工具驱动电路。例如,自钳位MOSFET - AOT500,其采用先进的沟道(Trench)工艺设计生产,导通电阻最大值仅为5.3毫欧,且其带有VDS电压自钳位功能,非常适合电动工具设计应用。图3:自钳位MOSFET(a) AOT500外观图; (b) AOT500内部结构
自钳位MOSFET的漏栅极间集成了一只齐纳二极管,如图3所示。当漏极电压大于钳位电压时,漏栅极间稳压二极管里会流过很小的电流,通过栅极电阻产生电压降,当电压降大于MOSFET开启电压VTH时,MOSFET会打开并将漏极电压钳位,确保MOSFET不会处于雪崩状态。图4(a)和4(b)是分别使用非钳位MOSFET和钳位MOSFET在电动工具系统中所测得的桥梁设备波形,如果使用非钳位MOSFET,则最高点压可达72V,MOSFET有可能处于雪崩状态,这种情况下最好使用高耐压的MOSFET。使用AOT500则电压被钳位在40V,系统中的尖峰明显减少,大大提高了系统的可靠性。图4: MOSFET的VDS波形(a) 使用非钳位MOSFET; (b) 使用钳位MOSFET
从AOT500在电动工具中的堵转试验时间对比可以看出,AOT500能承受的堵转时间比其它的电动工具常用的MOSFET要长很多,因而大幅提高了电动工具的可靠性。综上所述,在采用MOSFET设计电动工具时,需要注意以下几点:尽量减小线路的寄生电感,特别是引线电感,使MOSFET在关断时吸收的能量最小;提高MOSFET的关断速度,减小关断损耗;选择自钳位MOSFET,提高系统的可靠性。(end)漳州治疗盆腔炎医院哪家最好沧州哪个医院做人流手术好
邢台到哪治疗牛皮癣最好
三亚更好的人流医院
- 上一篇:浙江遂昌举办青少年知识产权学习竞赛活动无线电话
- 下一篇:矿井防灭火安全措施吸水机
-
叶氏化工集团2013年再次荣获世界油墨2庆阳振动马达蘑菇石青铜器仿真动物Trp
叶氏化工集团2013年再次荣获世界油墨20强叶氏化工集团2013年再次荣获世界油墨20强2013年10月16日【中国涂料资讯】近日,由国际权威美国油墨行业杂志《InkWorld》公布的2013年世界油墨企业排行榜中,
04月18日 13:28
-
鑫方盛荣获全国五金制品行业优秀企业荣誉称酒店杯子乳山汽车内饰套装登山鞋Trp
鑫方盛荣获“全国五金制品行业优秀企业”荣誉称号2018年11月12日,中国五金制品协会第五届第五次理事(扩大)会议暨协会成立三十周年庆典,在北京·国家会议中心隆重举行。鑫方盛控股集团受邀参会
04月18日 06:59
-
锰矿选矿技术简介空调控制拉萨接收器厨房层架埋弧焊机Trp
锰矿选矿技术简介涉外家政 我国锰矿绝大多数属于贫矿,必须进行选矿处理。但由于多数锰矿石属细粒或微细粒嵌布,并有相当数量的高磷矿、高铁矿和共(伴)生有益金属,因此给选矿加工带来
04月18日 06:14
-
财经影印版图书市场掀波澜0毛刷辊控制台调整阀热熔胶机排气Trp
财经影印版图书市场掀波澜我国即将加入WTO之际,斯坦福、哈佛等美国著名大学正在使用的本科生、研究生及MBA教材正式登陆中国,这是清华大学经芒果济管理学院和清华大学出版社联合推出的规模
04月18日 02:28
-
时光伺服在五轴立式落地镗铣床项目的应用刻绘机棉纱蒸馏水机家具螺丝锦鲤养殖Trp
时光伺服在五轴立式落地镗铣床项目的应用1、引言数控大重型落地式数控铣镗床为机、电、液一体化技术密集型产品,其性能要求可实现五轴控制、可加工带有复杂曲面的大型工件,属于机械加工行
04月18日 01:43
-
柔性版印刷的现在和将来钾肥铜盆发电站提花布磁力泵Trp
柔性版印刷的现在和将来柔性版印刷已成为包装印刷领域的主力军。对柔性版印刷的起源尚无定论。我国于七十年代初期才引进柔性版印刷工艺,经过多次的技术革新,至今已在包装印刷领域确立了
04月17日 23:22