金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET,即金氧半场效晶体管)被广泛应用于各类模拟电路和数字电路中,通常分为N沟道和P沟道两种类型,内部结构如图1所示。MOSFET导通时只利用多子(多数载流子)进行导电,不存在少子(少数载流子)储存效应,因此其关断过程非常迅速(开关时间范围为10ns~100ns)。
图1 MOSFET结构示意图
一般而言,MOSFET的工作频率可达100kHz以上,高于同类电子器件,并且具备噪声低、热稳定性好、导通内阻低、开关速度快等优点。因此,非常适用于空调(典型空调系统框图如图2所示)电机的驱动电路,典型的驱动电路结构如图3所示。但是,在选取MOSFET器件设计空调系统的驱动电机时,要考虑MOSFET的电压(额定电压越大,器件的成本越高)、导通损耗(要考虑导通电阻随温度变化,导致损耗也随之变化)、系统的散热要求等参数,这些参数均会对MOSFET的开关性能产生影响。
图2 空调系统框图
图3 典型的驱动电路结构
在图3的电路中,通过使用MOSFET,当栅源极间电容短接时,可在最短时间内释放电荷,以减小关断时的交叉损耗,从而缩短电路的关断时间。目前,市面上有很多MOSFET的生产厂家,由于空调系统对功耗要求较高,本文推荐采用[color=#2655a5 !important]ROHM公司提供的MOSFET解决方案——[color=#2655a5 !important]HP8M51和[color=#2655a5 !important]HP8M31通用型[color=#2655a5 !important]功率MOSFET,其内部分别集成一个N沟道MOSFET和一个P沟道MOSFET。具备低导通电阻、无卤素等优势,支持小信号、高功率电路,并且提供小型表面贴装型HSOP8封装结构。此外,HP8M51和HP8M31符合RoHS标准,不仅可以用于空调系统应用,也可以应用于通用电机驱动或者开关类应用。
图4 HP8M51和HP8M31的主要特性对比
HP8M51和HP8M31的主要参数如图4所示,可以看出,HP8M51和HP8M31具备较低的导通电阻。HP8M31的N沟道导通电阻仅为65mΩ,这对于降低通态损耗有重要意义。另外,HP8M51和HP8M31的耗散功率均低至7.0W,很适合对功耗有要求的空调系统。
综上,与同类竞争产品相比,ROHM的功率MOSFET解决方案,具备低导通电阻、高耐压以及低导通损耗等多种优势,对于需要长时间工作的空调系统而言,是降低系统整体功耗的理想之选。
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