Que rechercher dans la fiche technique lors du choix d'un MOSFET?

Je pensais que choisir le bon MOSFET pour ma bande LED serait facile jusqu'à ce que je découvre le nombre de modèles différents.

Fondamentalement, je veux un MOSFET qui me permet de contrôler avec PWM une bande de LED 12V 6A (MAX), mais chaque fois que je vois les Vgs, je suis confus à cause de nombres comme + -20V .. (Je le contrôle avec un ATtiny13A ou ATtiny85 - Sortie broche 5V)

J'ai fait beaucoup de recherches et j'ai trouvé beaucoup de modèles différents: IRFZ44N, TIP120, STB36NF06L et bien d'autres .. mais je ne sais pas s'ils feront le travail

Quel MOSFET dois-je utiliser et comment lire dans la fiche technique pourquoi c'est un bon choix?

Je suis nouveau dans l'électronique de loisir.

Les 12V et 6A sont un bon point de départ. Cela me dit que vous avez besoin d'un mosfet avec une capacité de tension drain-source maximale supérieure à 12V, donc 20V serait un critère minimum pour cela.

Vous voulez commuter 6A et vous voudrez qu'il le fasse avec une chute de tension minimale - tout comme un contact de relais de sorte que vous recherchez Rds (on) en dessous (disons) 0,1 ohms. Cela signifie qu'à 6 A, il développera une petite tension aux bornes de l'appareil de 0,6 V (loi des ohms).

Cependant, cela produira une dissipation de puissance de 6 x 6 x 0,1 W = 3,6 W, donc si vous recherchez un appareil à montage en surface, vous préféreriez une dissipation inférieure de 0,5 W max.

Cela signifie que Rds (on) serait plus comme 0,014 ohms.

Jusqu'à présent, votre application a besoin d'un transistor 20V, capable de commuter 6A avec une résistance passant pas plus de 0,014 ohms.

Vgs est "comme" la tension de la bobine sur un relais - c'est la quantité de tension que vous devez appliquer à la bobine pour la faire commuter MAIS pour un FET, c'est une chose linéaire et, si vous n'appliquez pas assez de tension, le mosfet ne s'allume pas correctement - sa résistance à l'allumage sera trop élevée, il se réchauffera sous charge et aura un ou deux volts à travers lorsque vous voulez une belle faible résistance.

Vous devez ensuite inspecter les détails de la spécification pour voir combien vous devez appliquer pour garantir la faible résistance à la rupture que vous souhaitez. Un peu plus à ce sujet plus bas.

L'IRFZ44N a en première page de la fiche technique: -

Vdss = 55V, Rds (on) = 17,5 milli ohms et Id = 49A

Ce n'est pas un appareil à montage en surface, donc un peu plus de chaleur générée ne va pas trop d'importance (avec un dissipateur thermique), donc il fera ce que vous voulez, mais je rechercherais un appareil avec des Vds plus petits (disons 20 V) et vous en trouverez probablement un avec une résistance inférieure à 10 milli ohms.

Si vous regardez les caractéristiques électriques à la page 2, vous verrez que la résistance de 17,5 milli ohms nécessite une tension de commande de 10 V sur la grille (3e ligne dans le tableau). Moins que ce niveau d'entraînement et la résistance à la montée augmente comme le ferait la chaleur produite.

À ce stade, je ne peux plus décider pour vous, mais je pense que vous cherchez peut-être un appareil qui fonctionnera à partir des niveaux logiques. Dans ce cas, l'IRFZ44N ne fera pas l'affaire.

Le STB36NF06L est un peu plus avec la résistance à l'état mais les spécifications ne suggère cela fonctionnera à partir d' un lecteur de 5 V sur la porte - voir les caractéristiques électriques (ON) , mais je serais encore tenté de trouver un qui est plus approprié.

Je serais tenté par cela . Le PH2520U est un appareil 20V, 100A, 2,7 milli ohms lorsque la tension de grille est de 4,5V. Si vos niveaux logiques sont 3V3, vérifiez la figure 9 pour voir que cela fonctionnera bien en 3V3.

Une dernière pensée à propos des choses - vous voulez PWM une charge et si la fréquence est élevée, vous constaterez que la capacité de la porte prend du courant d'entraînement dans la porte pour la faire monter et descendre rapidement. Parfois, il vaut mieux faire un compromis sur la résistance pour trouver un appareil avec une capacité Vgs inférieure. Vous aimez le cheval maintenant. Restez aussi bas que possible sur la fréquence de commutation et cela devrait fonctionner correctement à partir d'une broche logique 5V.

Si vous prévoyez de l'utiliser avec des sorties de niveau logique, la première chose à mentionner est que la tension d'activation de la plupart des MOSFET est un peu trop élevée, vous devez donc choisir celles spécialement conçues pour les niveaux numériques. Fondamentalement, vous recherchez une faible tension GATE - SOURCE qui fournira la quantité de courant de DRAIN pour votre application. Recherchez "MOSFET de puissance de niveau logique N-Channel". Cela revient à une faible résistance de drain-source (rappelez-vous la puissance perdue = I ^ 2 * R) et la capacité de gérer la quantité de courant que vous souhaitez commuter à la tension que vous souhaitez commuter.

Recherchez un graphique qui vous montre le courant de drain pour une tension de source Gate particulière.

L'autre chose à retenir sur les commutateurs MOSFET est que vous devez les désactiver activement - Pour les mettre sous tension, vous mettez une tension sur la grille. Pour vous assurer que la CHARGE est retirée de la grille, ajoutez une résistance (100k - 1M0) entre la grille et la masse ou assurez-vous que votre sortie tire l'entrée à la masse plutôt que de simplement devenir une haute impédance.

Quant à une recommandation, jetez un œil à https://www.sparkfun.com/products/10213

Premièrement: Apprenez à utiliser et à aimer la fonction de "recherche paramétrique" du catalogue Digi-Key. Il vous permet de rechercher des paramètres communs (comme Rdson, Vds, etc.) parmi tous les fabricants. C'est génial!

Deuxièmement: les MOSFET nécessitent souvent un entraînement de 10 V dans la grille pour de meilleures performances, et nécessitent souvent des courants importants lors de la commutation (pendant de très courtes périodes) pour les chasser rapidement de «l'isolement» au «complètement conducteur». Si vous les gardez trop longtemps dans la zone de transition, ils chaufferont et échoueront.

Ainsi, vous voudrez peut-être regarder un MOSFET plus une puce de pilote appropriée. L'IRS2301 est une puce de pilote MOSFET qui peut mettre 10V dans la grille d'un MOSFET à partir d'un signal de contrôle 5V ou 3V3 (en supposant que l'Arduino 5V ou 3V3 est ce que vous utilisez.) Il peut également fournir un entraînement 10V au - dessus de la tension principale pour commutation côté haut, mais vous n'avez pas besoin de cela dans ce cas, si vous changez. Notez que le 12V complet doit être mis dans l'alimentation de la puce du pilote.

Si vous recherchez la fiche technique, vous n'avez pas besoin du lecteur côté haut si vous ne faites que passer du côté bas; vous pouvez donc ignorer la diode et le condensateur d'amorçage dans le diagramme.

Une fois que vous avez trouvé un certain nombre de MOSFET qui sont suffisants pour votre charge (ce qui signifie largement un Rdson suffisamment bas), vous pouvez acheter sur le prix. Cependant, un autre paramètre utile est à la recherche d'une faible charge de porte, car cela signifie que l'appareil passera plus rapidement. Il est typique que plus le Rdson est bas, plus la charge de porte requise est élevée.

L'Arduino lui-même n'est évalué que pour 25mA (absolu max 40mA) sur une seule broche, ce qui n'est probablement pas suffisant pour piloter les MOSFET assez rapidement. J'ai essayé de faire du PWM sans puce de pilote à 6 A, et cela ne fonctionne pas très bien. Soit vous brûlez les broches de l'Arduino, soit vous introduisez une résistance de limitation de courant, et finissez par ne pas piloter les MOSFET assez rapidement.

Une autre chose à craindre est la tension maximale. Lorsque la fiche technique indique 20V, cela signifie. Si vous conduisez une charge inductive qui peut dépasser la tension nominale, vous tuerez vos MOSFET. Les LED ne sont pas très inductives, cependant, un petit condensateur pour absorber l'inductance du fil de connexion est probablement suffisant pour garder votre interrupteur en sécurité.

Actuellement, l'appareil le moins cher en stock chez DigiKey disponible en quantités uniques, avec un Rdson suffisamment bas, est le NXP PSMN1R1-25YLC, à 1,50 $ en simple.

J'ai trouvé cette vidéo que j'ai trouvée utile, je pensais que je voulais la partager avec d'autres personnes lisant ma question

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