نحوه خواندن دیتاشیت ماسفت قسمت دوم

دیتاشیت خوانی

دیتاشیت خوانی


مقدمه:

امروزه با افزایش استفاده ی روز افزون از سوئیچ های الکترونیک قدرت در منابع تغذیه ، ups ها ،مبدل های dc به dc ،انواع اینورترها و … لزوم مطالعه ی صحیح دیتاشیت سوئیچ های قدرت برای یک مهندس برق امری اجتناب ناپذیر است.

به همین جهت امروز در سایت ایران پاور  بخش دوم از فیلم آموزش دیتاشیت خوانی سوئیچ های قدرت را که مربوط به پارامترهای اساسی و بنیادین میشوند را تقدیم شما میکنیم.

برای مشاهده بخش اول از این سری آموزش به اینجا مراجعه فرمایید .

 

 

متن زیر نویس : 

مترجم :م.فارسیجانی_س.امیری
خب بگذارید به سه مشخصه ی اصلی ماسفت های قدرت و وابستگی های دمایی مرتبط با آن ها بپردازیم
,,ابتدا ولتاژ شکست درین سورس
این پارامتر باید در ششرایط ولتاژ گیت -سورس صفر مشخص شود تا مطمعن شویم سوئیچ ما در وضعیت خاموش است
ولتاژ شکست باید در شرایطی تعریف شود که جریان درین بتواند جاری شود
برای این مثال ، این جریان 1میلی آمپر است و این مقدار را همواره عددی کوچک باید ببینید
در اینجا تضمین میشود که اگر ولتاژ درین تا 400 ولت هم بالا رود جریان درین از 1میلی در دمای25 بالاتر نخواهد رفت
در بالاتر از این ولتاژ ممکن است ماسفت دچار شکست بهمنی شود که جزئیات آنرا بیان خواهیم کرد
منحنی نشان داده شده این رفتار را نشان میدهد
دما با ولتاژ شکست رابطه مستقیمی نیز دارد
بنابراین با افزایش دمای اتصال(جانکشن)ولتاژ شکست نیز افزایش می یابد
در مد کاری خطی اغلب این دما تا ده درصد بالاتر نیز میتواند برود
برخی از دیتاشیت ها حداکثر ولتاژ شکست را ارائه میکنند
در دیتاشیت به دمای اتصال توجه کنید و درصورتی که غیر از 25 درجه بود از قابلیت های انحصاری آن سوئیچ میتواند باشد
هرچند برای مقایسه ی یک سوئیچ با سوئیچ دیگر باید به جزئیات دیگری نیز توجه کرد
ولتاژ آستانه ی گیت
این پارامتر معمولا توسط بسیاری افراد به درستی درک نمیشود
برای این پارامتر یک منبع ولتاژ دو سر گیت درین قرار میدهند
و مقدار آنرا افزایش میدهند تا جاییکه یک جریان مخصصوصی از درین شروع به جاری شدن شود
در این حالت میتوانیم بگوییم سوئیچ دیگر خاموش نیست
زیرا این مقدار جریان بسیار بیشتر از جریان نشتیست.
همچنین نمیتوانیم بگوییم سوئیچ در این حالت نیز کاملا روشن است
بنابراین ولتاژ آستانه حداقل ولتاژیست که سبب جاری شدن جریان درین میشود
 ولتاژ گیت با مقدار به مراتب بزرگ تری تحریک میشود که توضیح میدهیمRdsonبرای محاسبه پارامترهایی مانند
ولتاژ استانه گیت سورس با دما رابطه ی عکس دارد
در هنگام طراحی گیت درایو باید توجه شود تا ایرادات پایه ای بوجود نیاید
نظیر اثر میلر که ولتاژ را بر روی گیت القا میکند و سبب روشن شدن ناخواسته ماسفت میشود
مهم ترین پارامتریست که تلفات هدایتی را نمایان میکند Rds یا Rdson
این پارامتر همواره با ولتاژ گیت سورس و جریان درین در دمای حداکثر 25 درجه تعریف میشود
شرایط تست ولتاژ گیت تضمین میکند که ماسفت کاملا اشباع بوده و در مد خطی عمل نمیکند
 با تغییر جریان ثابت نیستRdsonجریان درین تسست با توجه به این نکته مشخص میشود که
 با دما دارای رابطه مستقیم است که درشکل میبینیدRdson
این منحنی در دیتاشیت ها قابل مشاهده است
به طرز قابل توجهی افزایش می یابد Rdsonبا دو برابر شدن دمای عملکرد
بنابراین در طول طراحی سیستم توجه به این نکته مهم است
حال بگذارید در مورد شرایط بهمنی صحبت کنیم که وقتی ولتاژ شکست درین سورس بالا رود ممکن است رخ دهد
,,همچنین درمورد دومکانیزم شکست مرتبط با ان حرف بزنیم
مشخصه های بهمنی به طور کلی به صورت افزایش قابل توجه پارامترها در دیتاشیت تعریف میشوند
پدیده بهمنی زمانی آغاز میشود که یک میدان الکتریکی بحرانی باعث ایجاد یک حلقه ی فیدبک مثبت از غلظت حامل میشود
پدیده بهمنی الزاما مخرب نیست اما باید توسط برخی مشخصه های حداکثری عملکرد مرزبندی شود تا قابلیت اطمینان را برای سوئیچ حفظ کنیم
در جدول مربوط به پدیده بهمنی معمولا دو پارامتر میبینیم
 و حداکثر انرژی پالس بهمنی یا Iar حداکثر جریان مجاز بهمنی یا
حداکثر جریان در شرایط بهمنیست که از لچینگ ترانزیستور پارازیتی جلوگیری میکندiar
از انجاکه با افزایش جریان از این حد لچ آپ ممکن است در هر لحظه اتفاق افتد
در شرایط کاری تکراری و غیر تکراری به عنوان یک محدودیت در نظر گرفته میشودiar
یک پارامتر وابسته به دماستEas.{\fscx125\fscy126} ایمن است iarعملکرد در کمتر از مقدار
این پارامتر به صورت حداکثر مقدار انرژی ای که میتواند تلف شود در
ماسفت در طول پدیده بهمنی بدون اینکه حداکثر دمای اتصال بالا رود
درجه است die در اکثر مواقع دمای مرجع شروع
بنابراین اگر پدیده بهمنی در دمای عملکردی دیگری رخ دهد مقدار این پارامتر تغییر میکند
وجود دارد و با استفاده از دمای اتصال محاسباتش انجام میشود V اغلب یک نمودار انرژی بهمنی
فقط در یک رخداد میتواند مشخص شود Iar ازانجاکه شرایط تکراری بهمنی نتیجه ایست از ویژگی های گرمایی سیلیکون
,,حال که اثر دما را بر روی پارامتر ها دیده ایم
بگذارید به پارامتر های دمایی مشخص شده به صورت نزدیک تری نگاه کنیم
 شودTj در همه ی مثال ها این مقاومت ها برای ملاحظات طراحی به نحوی استفاده میشوند که دما پایین تر از دمای حداکثر اتصال یا
در غیراین صورت ممکن است دچار کاهش قابلیت اطمینان یا حتی شکست ماسفت شویم
مقاومت حرارتی درحقیقت معیاریست از مقدار تلفاتی که نیاز است تا دما بین دو ماده بالاتر رود
 و مقاومت حرارتی اتصال-محیط یا Rthj-c اغلب دیتاشیت ماسفت دو مقاومت حرارتی تعریف میکنند.مقاومت حرارتی اتصال-قاب یا
برای پکیح هایی که به راحتی قابل اتصال به هیت سینک نیستند
 یا So-8 یا با مقاومت حرارتی پایین هستند مانند
شما معمولا فقط مقاومت حرارتی اتصال-محیط را میبینید
اشاره دارد die به طور خاص به نوع پکیح Rth-c
در یک دمای ثابت نگه داشته شده است die از آن میتوان به عنوان مقاومت حرارتی تعبیر کرد هنگامیکه پکیح
یا به یک هیتسینک بینهایت متصل شده است
در این حالت دمای اتصال به صورت خطی با تلفات بالا میرود
ابعادش بزرگ تر است کوچک تر میشود die که این تغییرات معمولا هنگامی که سیلیکون
مقاومت اتصال به محیط به صورت پکیج تعریف میشود
و به صورت یک رابطه بین دمای قاب و تلفات دیده میشود
در این شرایط تلفات مجاز با حداکثر عملکرد سوئیچ تعیین میشود
همچنین دمای اتصال به اندازه کافی تمایل به کاهش پیدا میکند تا دمای قاب و اتصال تقریبا برابر شوند
مهم است بدانیم که مقاومت های حرارتی تحت تلفاتِ پیوسته مشخص میشوند
اما میدانیم که تلفات میتواند اغلب به صورت پالس های کوچک باشه در طول زمان سوئیچ زنی
تعریف میشود Zth به همین دلیل یک امپدانس حرارتی گذرا یا
درنظرگرفته شود که قبلا اشاره شدkهمانطورکه از نمودار دیده میشود میتواند به صورت ضریبی از فاکتور
پالس های کوچک تلفات به صورت مستقیم فقط روی سیلیکون اثر میگذارند
امپدانس حرارتی هم با استفاده ار مسخصات سیلیکون و ابعاد آن تعیین میشود
،وقتی مدت زمان پالس افزایش پیدا کند و خازن حرارتی سیلیکون اشباع شود
تعریف میکنیم die ما امپدانس رو براساس سایز سیلیکون و ظرفیت حرارتی
سرانجام ،ما یک تعادل حرارتی را در مقیاس زمانی طولانی مشاهده میکنیم به گونه ای که همه ی ظرفیت های خازنی درونی اشباع شده اند
مقاومت کل با استفاده از مشخصات همه ی لایه های پکیج و سیلیکون بیان میشود
نموداری که ما در عمل استفاده میکنیم به این شکل است
پالس های تکی به صورت مدت زمان پالس و دیوتی سایکل بیان میشوند
میشود مشاهده میکنید که امپدانس حرارتی به منحنی عملکرد پیوسته نزدیک میشود DCهنگامی که عملکرد ما در حالت
مقاومت حرارتی اتصال به قاب ،

آموزش هافیلم ها

دیتاشیتماسفت

دیدگاهتان را بنویسید