MOS管在航空電子設備的電源系統(tǒng)中,必須通過嚴格的振動和沖擊測試。飛機在起飛和降落時會產(chǎn)生強烈的振動,遇到氣流時還會有顛簸沖擊,MOS管的引腳和焊點如果不牢固,很容易出現(xiàn)機械故障。這時候會選用標準的封裝,引腳采用鍍金處理,增強抗腐蝕能力和焊接強度。安裝時,MOS管會通過金屬支架固定在設備的剛性結構上,減少振動傳遞。出廠前,設備會經(jīng)過隨機振動測試和沖擊測試,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管存儲時要注意防靜電,放在防靜電包裝里。mos管開關電路圖共享
MOS管的結溫耐受能力決定了器件的可靠性。在汽車發(fā)動機艙這類高溫環(huán)境中,環(huán)境溫度本身就可能達到80℃以上,這時候MOS管的結溫必須留有足夠余量,一般要求比較大結溫至少比實際工作結溫高出20℃以上。計算結溫時不能只看功耗,還得考慮熱阻參數(shù),包括結到殼的熱阻和殼到環(huán)境的熱阻,這兩個參數(shù)直接決定了散熱設計的方向。有些工程師會在PCB上設計大面積的銅皮,其實就是為了降低殼到環(huán)境的熱阻,變相提高MOS管的散熱能力。MOS管在開關電源中的同步整流應用越來越。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,導通電阻可以做到幾個毫歐,損耗能大幅降低。不過同步整流對驅動信號的要求很高,必須精確控制MOS管的導通時機,確保與主開關管的動作配合默契,否則很容易出現(xiàn)上下管同時導通的情況,造成電源短路。現(xiàn)在很多電源管理芯片都內置了同步整流驅動功能,降低了設計難度。mos管開關電路圖共享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)是散熱設計的重要參考。在大功率LED路燈中,單顆LED的功率可達幾十瓦,多路LED并聯(lián)時,總功率會超過百瓦,這時候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到外殼,再通過散熱片散發(fā)到空氣中。計算散熱片尺寸時,需要根據(jù)MOS管的功耗和熱阻,結合環(huán)境溫度,算出所需的散熱面積。實際安裝時,會在MOS管和散熱片之間涂抹導熱硅脂,減少接觸熱阻。維護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,否則灰塵堆積會導致熱阻上升,影響散熱效果。
MOS管在智能穿戴設備的電源切換中,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,這些設備的電池容量有限,待機時間要長達數(shù)天,MOS管在關斷狀態(tài)下的漏電流必須控制在10納安以下。為了滿足這些要求,會選用專門的低功耗小封裝MOS管,其柵極結構經(jīng)過特殊設計,既能降低漏電流又能保證導通電阻足夠小。實際測試中,會將設備置于待機狀態(tài),連續(xù)監(jiān)測電流變化,確保MOS管的功耗不會影響整體續(xù)航時間。?MOS管的導通壓降小,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橋電機驅動電路中,當上下兩個MOS管交替開關時,關斷的MOS管會承受電源電壓和電機反電動勢的疊加電壓,這時候反向耐壓不足就會直接擊穿。設計時除了要選對耐壓值,還得在橋臂兩端并聯(lián)吸收電容,用來吸收反向電動勢產(chǎn)生的尖峰電壓。調試階段,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節(jié)發(fā)現(xiàn),比如尖峰過高可能就是吸收電路設計不合理。MOS管的靜態(tài)漏電流是低功耗設備的關鍵考量因素。在物聯(lián)網(wǎng)傳感器這類電池供電的設備中,待機電流往往要求控制在微安級別,這時候MOS管的靜態(tài)漏電流就不能太大,否則會嚴重縮短電池壽命。有些型號的MOS管在關斷狀態(tài)下的漏電流能做到10納安以下,非常適合長待機場景。不過漏電流會隨溫度升高而增大,在高溫環(huán)境下使用時,還得重新評估待機功耗,必要時采用多級開關設計,進一步降低靜態(tài)損耗。MOS管在筆記本電腦電源里,體積小效率高很合適。mos管開關電路圖共享
MOS管的柵極電容會影響開關速度,設計時要多留意。mos管開關電路圖共享
MOS管在電機驅動電路中的應用需要特別關注續(xù)流問題。當電機從高速運轉突然減速時,繞組會產(chǎn)生反向電動勢,這個電壓可能遠高于電源電壓,如果MOS管沒有做好續(xù)流保護,很容易被擊穿。通常的做法是在電機兩端并聯(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時間較長,在高頻切換的場景中還是得搭配快恢復二極管使用。另外,驅動電機時的電流沖擊較大,MOS管的峰值電流承受能力也得重點考量。MOS管的導通閾值電壓是電路設計的基礎參數(shù)。不同型號的MOS管導通閾值差異很大,有的只要2V就能導通,有的則需要5V以上。在電池供電的設備中,比如藍牙音箱,選用低閾值電壓的MOS管可以降低驅動電路的功耗,因為柵極驅動電壓不需要太高;而在工業(yè)控制領域,為了避免誤觸發(fā),往往會選擇閾值電壓較高的型號,哪怕一點導通速度也沒關系。實際調試時,還得用示波器觀察柵極電壓的波動,確保不會在臨界值附近來回跳動。mos管開關電路圖共享