MOS管在航空電子設(shè)備的電源系統(tǒng)中,必須通過嚴(yán)格的振動(dòng)和沖擊測試。飛機(jī)在起飛和降落時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),遇到氣流時(shí)還會(huì)有顛簸沖擊,MOS管的引腳和焊點(diǎn)如果不牢固,很容易出現(xiàn)機(jī)械故障。這時(shí)候會(huì)選用標(biāo)準(zhǔn)的封裝,引腳采用鍍金處理,增強(qiáng)抗腐蝕能力和焊接強(qiáng)度。安裝時(shí),MOS管會(huì)通過金屬支架固定在設(shè)備的剛性結(jié)構(gòu)上,減少振動(dòng)傳遞。出廠前,設(shè)備會(huì)經(jīng)過隨機(jī)振動(dòng)測試和沖擊測試,模擬飛行過程中的各種工況,確保MOS管在極端環(huán)境下仍能正常工作。?MOS管存儲(chǔ)時(shí)要注意防靜電,放在防靜電包裝里。mos管開關(guān)電路圖共享
MOS管的結(jié)溫耐受能力決定了器件的可靠性。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙這類高溫環(huán)境中,環(huán)境溫度本身就可能達(dá)到80℃以上,這時(shí)候MOS管的結(jié)溫必須留有足夠余量,一般要求比較大結(jié)溫至少比實(shí)際工作結(jié)溫高出20℃以上。計(jì)算結(jié)溫時(shí)不能只看功耗,還得考慮熱阻參數(shù),包括結(jié)到殼的熱阻和殼到環(huán)境的熱阻,這兩個(gè)參數(shù)直接決定了散熱設(shè)計(jì)的方向。有些工程師會(huì)在PCB上設(shè)計(jì)大面積的銅皮,其實(shí)就是為了降低殼到環(huán)境的熱阻,變相提高M(jìn)OS管的散熱能力。MOS管在開關(guān)電源中的同步整流應(yīng)用越來越。傳統(tǒng)的二極管整流效率低,尤其是在低壓輸出場景中,整流損耗能占到總損耗的40%以上。而用MOS管做同步整流時(shí),導(dǎo)通電阻可以做到幾個(gè)毫歐,損耗能大幅降低。不過同步整流對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求很高,必須精確控制MOS管的導(dǎo)通時(shí)機(jī),確保與主開關(guān)管的動(dòng)作配合默契,否則很容易出現(xiàn)上下管同時(shí)導(dǎo)通的情況,造成電源短路?,F(xiàn)在很多電源管理芯片都內(nèi)置了同步整流驅(qū)動(dòng)功能,降低了設(shè)計(jì)難度。mos管開關(guān)電路圖共享MOS管在充電樁電路中,能承受大電流還不易燒毀。
MOS管的封裝熱阻參數(shù)是散熱設(shè)計(jì)的重要參考。在大功率LED路燈中,單顆LED的功率可達(dá)幾十瓦,多路LED并聯(lián)時(shí),總功率會(huì)超過百瓦,這時(shí)候MOS管的散熱就成了難題。封裝熱阻小的MOS管,熱量能更快地從芯片傳導(dǎo)到外殼,再通過散熱片散發(fā)到空氣中。計(jì)算散熱片尺寸時(shí),需要根據(jù)MOS管的功耗和熱阻,結(jié)合環(huán)境溫度,算出所需的散熱面積。實(shí)際安裝時(shí),會(huì)在MOS管和散熱片之間涂抹導(dǎo)熱硅脂,減少接觸熱阻。維護(hù)人員定期清理散熱片上的灰塵,也是保證MOS管散熱良好的重要措施,否則灰塵堆積會(huì)導(dǎo)致熱阻上升,影響散熱效果。
MOS管在智能穿戴設(shè)備的電源切換中,需要超小型封裝和功耗。智能手表、手環(huán)的體積非常小,MOS管的封裝尺寸通常在2mm×2mm以下,甚至更小的01005規(guī)格。同時(shí),這些設(shè)備的電池容量有限,待機(jī)時(shí)間要長達(dá)數(shù)天,MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流必須控制在10納安以下。為了滿足這些要求,會(huì)選用專門的低功耗小封裝MOS管,其柵極結(jié)構(gòu)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì),既能降低漏電流又能保證導(dǎo)通電阻足夠小。實(shí)際測試中,會(huì)將設(shè)備置于待機(jī)狀態(tài),連續(xù)監(jiān)測電流變化,確保MOS管的功耗不會(huì)影響整體續(xù)航時(shí)間。?MOS管的導(dǎo)通壓降小,在低壓電路里能量損耗特別低。
MOS管的反向耐壓參數(shù)在橋式電路中尤為重要。比如在H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中,當(dāng)上下兩個(gè)MOS管交替開關(guān)時(shí),關(guān)斷的MOS管會(huì)承受電源電壓和電機(jī)反電動(dòng)勢的疊加電壓,這時(shí)候反向耐壓不足就會(huì)直接擊穿。設(shè)計(jì)時(shí)除了要選對(duì)耐壓值,還得在橋臂兩端并聯(lián)吸收電容,用來吸收反向電動(dòng)勢產(chǎn)生的尖峰電壓。調(diào)試階段,用示波器觀察MOS管兩端的電壓波形是必不可少的步驟,很多潛在問題都能通過波形細(xì)節(jié)發(fā)現(xiàn),比如尖峰過高可能就是吸收電路設(shè)計(jì)不合理。MOS管的靜態(tài)漏電流是低功耗設(shè)備的關(guān)鍵考量因素。在物聯(lián)網(wǎng)傳感器這類電池供電的設(shè)備中,待機(jī)電流往往要求控制在微安級(jí)別,這時(shí)候MOS管的靜態(tài)漏電流就不能太大,否則會(huì)嚴(yán)重縮短電池壽命。有些型號(hào)的MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流能做到10納安以下,非常適合長待機(jī)場景。不過漏電流會(huì)隨溫度升高而增大,在高溫環(huán)境下使用時(shí),還得重新評(píng)估待機(jī)功耗,必要時(shí)采用多級(jí)開關(guān)設(shè)計(jì),進(jìn)一步降低靜態(tài)損耗。MOS管在筆記本電腦電源里,體積小效率高很合適。mos管開關(guān)電路圖共享
MOS管的柵極電容會(huì)影響開關(guān)速度,設(shè)計(jì)時(shí)要多留意。mos管開關(guān)電路圖共享
MOS管在電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的應(yīng)用需要特別關(guān)注續(xù)流問題。當(dāng)電機(jī)從高速運(yùn)轉(zhuǎn)突然減速時(shí),繞組會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢,這個(gè)電壓可能遠(yuǎn)高于電源電壓,如果MOS管沒有做好續(xù)流保護(hù),很容易被擊穿。通常的做法是在電機(jī)兩端并聯(lián)續(xù)流二極管,或者選用本身帶有體二極管的MOS管,不過體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較長,在高頻切換的場景中還是得搭配快恢復(fù)二極管使用。另外,驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)的電流沖擊較大,MOS管的峰值電流承受能力也得重點(diǎn)考量。MOS管的導(dǎo)通閾值電壓是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)。不同型號(hào)的MOS管導(dǎo)通閾值差異很大,有的只要2V就能導(dǎo)通,有的則需要5V以上。在電池供電的設(shè)備中,比如藍(lán)牙音箱,選用低閾值電壓的MOS管可以降低驅(qū)動(dòng)電路的功耗,因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)電壓不需要太高;而在工業(yè)控制領(lǐng)域,為了避免誤觸發(fā),往往會(huì)選擇閾值電壓較高的型號(hào),哪怕一點(diǎn)導(dǎo)通速度也沒關(guān)系。實(shí)際調(diào)試時(shí),還得用示波器觀察柵極電壓的波動(dòng),確保不會(huì)在臨界值附近來回跳動(dòng)。mos管開關(guān)電路圖共享