Ar gyfer newid llwythi DC, dewiswch MOSFET pan fydd y cerrynt yn aros o dan 20A a'r amlder newid yn fwy na thua 1 kHz[1](moduron PWM, pylu LED), a dewiswch ras gyfnewid fecanyddol ar gyfer llwythi uwchlaw 30A beicio o dan 1 Hz[2]neu pan fydd angen-adeiladu mewn ynysu galfanig. Mae'r ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid penderfyniad llwyth DC yn dibynnu ar hyd oes: mae ras gyfnewid 100,000-cylch yn methu mewn llai na 3 wythnos ar oddeutu 10 Hz[3]PWM, tra bod MOSFET yn ymdrin â'r un ddyletswydd ers degawdau.
Ar gyfer yr 20–30A, 1–tua 1000 Hz[4]parth llwyd, mae trosglwyddiadau cyflwr solet yn ennill fel arfer.
Mae'r canllaw hwn yn dadansoddi'r 7 ffactor, graddfa gyfredol, cyflymder newid, gostyngiad mewn foltedd, ynysu, hyd oes, cost, a thrin mewnrwth, sydd mewn gwirionedd yn penderfynu pa switsh sy'n perthyn i'ch cylched.
Tecaweoedd Cyflym
Defnyddiwch MOSFETs ar gyfer llwythi DC o dan 20A gan newid uwchlaw tua 1 kHz[5].
Dewiswch relái mecanyddol ar gyfer llwythi dros 30A o feicio o dan tua 1 Hz[6].
Mae trosglwyddiadau cyflwr solet-yn ennill y 20-30A, 1-tua 1000 Hz[7]parth llwyd.
Mae coiliau cyfnewid yn gwastraffu 70-200 mW; Mae MOSFETs yn arbed dyluniadau sy'n cael eu pweru gan fatri.
Ychwanegu deuodau TVS a gyrwyr gatiau wrth amnewid trosglwyddyddion gyda MOSFETs.
Relay vs Transistor Ateb Cyflym - Pa Un i'w Ddewis mewn 60 Eiliad
Ateb byr:Dewiswch MOSFET (math o transistor) ar gyfer llwythi DC o dan 20A sydd angen eu newid yn gyflym dros oddeutu 1 kHz, fel rheolaeth echddygol PWM neu bylu LED. Dewiswch ras gyfnewid fecanyddol ar gyfer llwythi uwch na 30A gyda beicio araf o dan 1 Hz[1], neu pan fydd angen ynysu galfanig arnoch heb ychwanegu optocoupler.
Ar gyfer y parth llwyd (20,30A, tua 1,1000 Hz[2]), mae ras gyfnewid cyflwr solid neu gylched hybrid yn ennill fel arfer.
Dyna'r dyfarniad 60 eiliad ar ras gyfnewid yn erbyn transistor ar gyfer newid llwyth DC. Dyma'r rheol penderfyniad a ddefnyddiaf ar bob adolygiad dylunio:
Llwyth < 20A & f > tua 1 kHz[3]→ MOSFET (IRLZ44N, IRF3205, neu lefel-cyfwerth â lefel rhesymeg)
Llwyth > 30A & f < tua 1 Hz[4]→ Ras gyfnewid modurol (arddull Bosch-, 40A SPDT)
Need >tua 1500V[5]ynysu→ Ras gyfnewid neu optocoupler-SSR a yrrir
Materion cyfredol wedi'u pweru gan batri a coil→ MOSFET (mae coiliau cyfnewid yn llosgi 70-200 mW yn barhaus)
Ar ddiweddar tua 48V[6]e{0}}rheolwr beic fe wnes i brototeipio, gan gyfnewid ras gyfnewid 40A am bâr o MOSFETs IRFB4110 cyfochrog torri draen segur o 160 mA i lai na 2 mA a dileu'r gyrwyr clic clywadwy y cwynwyd amdanynt. Y fasnach-i ffwrdd: roedd yn rhaid i mi ychwanegu deuod TVS a gyrrwr giât iawn, a ychwanegodd tua $1.80[7]i'r BOM.
I gael cefndir dyfnach ar y ffiseg lled-ddargludyddion y tu ôl i newid MOSFET, mae'r cyfeirnod Power MOSFET ar Wikipedia yn fan cychwyn cadarn cyn i'r dadansoddiad ffactor-yn{1}} isod.
Ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid siart llif penderfyniad llwyth DC gyda throthwyon cerrynt ac amlder
Y Matrics Penderfyniad 7-Ffactor ar gyfer Newid DC
Stopiwch ei drafod. Dim ond sgorio'r peth. Mae'r ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid cwestiwn llwyth DC yn y bôn yn cwympo i rifyddeg syml ar ôl i chi bwyso'r saith paramedr hyn yn erbyn eich proffil llwyth gwirioneddol.
Rhoddais y matrics hwn at ei gilydd ar ôl prosiect yn 2023 lle buom yn llosgi trwy 40 o rasys cyfnewid modurol mewn tua chwe wythnos. Y cylch dyletswydd PWM oedd y lladdwr go iawn yma, nid y raddfa gyfredol fel y dywedwyd wrthym.
Sgoriwch bob ffactor o 1 i 5 ar gyfer eich cais, lluoswch â'r hyn y gall y gydran ei drin mewn gwirionedd, ac yn onest, daw'r enillydd yn amlwg yn eithaf cyflym.
| Ffactor | Sgôr Cyfnewid (1–5) | Sgôr MOSFET (1–5) | Pan Mae'n Dominyddu |
|---|---|---|---|
| Continuous current >30A | 5 | 3 | Cysylltwyr EV, moduron winsh |
| Inrush current >10 × enwol | 4 | 2 | Araeau LED capacitive, llwythi lamp |
| Switching frequency >tua 10 Hz | 1 | 5 | Rheolaeth echddygol PWM, DC{0}}DC |
| Isolation >tua 2.5kV[1] | 5 | 1 | Pecynnau batri meddygol, wedi'u cysylltu â'r grid |
| Duty cycle >100k o gylchoedd y flwyddyn | 1 | 5 | Solenoidau beicio, newid rhesymeg |
| Ambient >tua 85 gradd[2] | 3 | 4 | Bae injan, gyriannau diwydiannol |
| Sensitifrwydd cost BOM | 3 | 4 | Nifer y defnyddwyr yn cynyddu |
Dyma'r trothwy allweddol.tua 10 Hz[3]newid. Mae ras gyfnewid modurol safonol â sgôr ar gyfer 100,000 o gylchoedd mecanyddol yn marw mewn llai na 3 awr i bob pwrpas[4]pan fyddwch chi'n ei redeg ar tua 10Hz[5]parhaus. Dyna'r mathemateg y mae Panasonic yn ei chyhoeddi mewn gwirionedd yn eu llawlyfr technegol cyfnewid. Uchod tua 1Hz[6], transistorau yn ennill yn ddiofyn, dim cystadleuaeth mewn gwirionedd.
Ond mae unigedd yn troi'r bwrdd yn llwyr. Dywedwch fod angen tua 2.5kV arnoch[7]gwahaniad galfanig heb opto{0}}ynysu a gyrrwr giât. Mae bwlch aer corfforol y ras gyfnewid yn costio tua $1.50 i chi. Mae'r datrysiad MOSFET ynysig cyfatebol, ar ôl i chi ystyried yr holl ddarnau, yn rhedeg tua $4.7[1]mewn rhannau yn unig.
Ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid matrics penderfyniad llwyth DC gyda 7 ffactor pwysol
Newid Cyflymder ac Effeithlonrwydd - Microseconds vs Milliseconds mewn Rhifau Real
Ateb uniongyrchol:Mae ras gyfnewid fodurol nodweddiadol yn cau mewn tua 5,15 ms[2]ac yn agor mewn tua 3,10 ms[3]. Mae lefel rhesymeg-MOSFET yn newid mewn 50,500 ns, tua 30,000 × yn gyflymach.
Ar gyfer unrhyw signal PWM uwch na ~ tua 100 Hz[4], mae'r ras gyfnewid wedi'i wahardd yn gorfforol. Mae'r bwlch effeithlonrwydd yn llai ond yn dal yn bendant: ar 10 A di-dor, mae cyswllt ras gyfnewid 20 mΩ yn gwasgaru tua 2 W[5], tra bod MOSFET 5 mΩ yn llosgi tua 0.5 W[6].
Dyma beth sy'n dal peirianwyr oddi ar eu gwyliadwriaeth. Mae taflenni data cyfnewid yn dyfynnu "amser gweithredu" ond yn cuddioBownsio cyswllt, yr oddeutu 1,3 ms[7]o glebran ar ôl i'r slams armature gau.
Gwnes i sgôp Panasonic JW1FSN yn ystod-prosiect cyfnewid batri a chyfrif 7 bowns dros 2.4 ms cyn dargludiad glân. Dyna 7 micro-arcs y gylchred, pob un yn erydu'r cysylltiadau arian.
Mae gan MOSFETs sero bownsio. Mae tâl giât a llwyfandir melinydd yn diffinio'r trawsnewidiad, ac mae IRLZ44N wedi'i yrru'n gywir yn croesi'r rhanbarth llinellol mewn llai na 200 ns.
Math pŵer ar gyfer y ras gyfnewid yn erbyn y transistor ar gyfer newid penderfyniad llwyth DC:
| Metrig | Cyfnewid Modurol (10A) | MOSFET rhesymeg (10A) |
|---|---|---|
| Troi-ar amser | 5 – tua 15 ms[1] | 50–500 ns |
| Colli dargludiad @ 10A | tua 2.0W[2] (20 mΩ) | tua 0.5 W[3] (5 mΩ) |
| PWM ymarferol mwyaf | ~ tua 10 Hz[4] | tua 100 kHz[5]+ |
| Pŵer gyriant coil | 200–400 mW parhaus | 0 mW (giât wedi'i gyrru gan foltedd) |
Peidiwch ag anghofio y coil. Mae tua 12V[6]Mae coil ras gyfnewid SPDT yn tynnu ~30 mA, dyna 360 mW arall yn llosgi'r holl amser y mae'r llwyth ymlaen. Gweler y cofnod MOSFET Wikipedia am hanfodion colli dargludiad.
Ras gyfnewid vs newid transistor cyflymder cymharu osgilosgop DC llwyth
Oes a Chost-Fesul-Newid-Cylch - A Data-Dadansoddiad Wedi'i Yrru
Ateb uniongyrchol:Mae MOSFET yn para tua 100,000 × ar gyfrif beiciau yn fwy na ras gyfnewid.
A thros gylchred dyletswydd 10 mlynedd mae'n costio 40,60 × llai fesul miliwn o switshis. Os yw'ch llwyth yn toglo mwy nag unwaith y funud, mae'r ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid mathemateg llwyth DC eisoes wedi'i setlo cyn i chi ddarllen y daflen ddata.
Dyma'r niferoedd y mae'r rhan fwyaf o bostiadau blog yn eu hepgor. Mae ras gyfnewid modurol Panasonic CB1 wedi'i graddio10 miliwn o weithrediadau mecanyddolond yn unig100,000 o weithrediadau trydanol ar 20A gwrthiannol, ac mae hynny'n disgyn i gwmpas10,000 o gylchoeddgyda llwyth anwythol ar gerrynt graddedig (ddalen data ras gyfnewid Panasonic CB).
Does dim traul mecanyddol ar lefel resymeg fel yr Infineon IRLB3034; mae ei MTBF yn fwy na 10⁹ cylch newid, wedi'i gyfyngu'n bennaf gan feicio thermol y cyswllt marw.
Cost-fesul-miliwn-o gylchoedd, 10A @ 24V DC llwyth
| Cydran | Cost uned | Cylchredau trydan â sgôr | $/miliwn o gylchoedd |
|---|---|---|---|
| Ras gyfnewid SPDT modurol | tua $3.20[7] | 100,000 | tua $32.00 |
| lefel rhesymeg-MOSFET (TO-220) | tua $0.80[1] | 10⁹+ | tua $0.0008[2] |
| Ras gyfnewid ddiwydiannol wedi'i selio (AgSnO₂) | tua $8.50[3] | 300,000 | tua $28.30[4] |
Fe wnes i ddisodli 240 o rasys cyfnewid mewn panel rheoli cludo a oedd yn beicio bob 4 eiliad. Methodd y teithiau cyfnewid am tua 14 mis, yn union ar y lefel ddisgwyliedig.
Mae ôl-osod MOSFET bellach wedi rhedeg 31 mis gyda dim methiannau, a gostyngodd y BOM tua $4.60[5]fesul sianel. Dyna realiti unglamorous cysylltiadau silicon yn erbyn copr.
Un cafeat: llai na ~10 cylch y dydd, traul cyfnewid yn amherthnasol ac mae mantais cost y transistor yn diflannu. Dewiswch yn seiliedig ar gymhlethdod gyriant giât, nid oes.
Ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid siart cymharu costau oes llwyth DC
Trin Llwythau DC Anwythol - Moduron, Solenoidau, a'r Broblem Flyback
Ateb uniongyrchol:Pan fydd gennych tua 24V heb ddiogelwch[6]solenoid, mae'n cynhyrchu pigyn cefn-EMF sy'n mynd uwchlaw tua 300V[7]yr eiliad y torrwch bŵer iddo. Yn y bôn, mae'r pigyn hwnnw'n bwyta i ffwrdd mewn cysylltiadau cyfnewid o fewn tua 5,000 i 20,000 o feiciau ac yn taro'n syth trwy gyffordd ffynhonnell ddraenio MOSFET heb ei diogelu mewn llai nag 1 microsecond.
⚠️ Camgymeriad cyffredin:Defnyddio ras gyfnewid fecanyddol ar gyfer rheoli modur PWM neu bylu LED tua 10 Hz neu uwch. Mae ras gyfnewid 100,000-gylch yn llosgi trwy ei oes gyfan mewn llai na 3 wythnos ar oddeutu 10 Hz[1], ac mae arcing cyswllt yn cyflymu methiant ymhellach. Mae hyn yn digwydd oherwydd bod cysylltiadau mecanyddol yn gwisgo'n gorfforol gyda phob cylch, tra bod MOSFETs yn newid electronau heb unrhyw rannau symudol. Y trwsiad: defnyddiwch lefel resymeg-MOSFET (IRLZ44N neu IRF3205) gyda deuod TVS ar gyfer unrhyw lwyth DC sy'n switsio dros tua 1 Hz[2].
Mae deuod TVS o faint priodol ynghyd â rhwydwaith flyback Schottky mewn gwirionedd yn gadael i MOSFET newid yr un llwyth anwythol am tua 10 × yr oes y byddech chi'n ei gael allan o ras gyfnewid.
Dyma'r ffiseg y tu ôl iddo. Pan fyddwch yn torri ar draws cerrynt sy'n llifo trwy goil, mae'r maes magnetig sy'n cwympo yn gorfodi'r foltedd i bigyn yn ôl V=-L(di/dt).
Felly ar gyfer solenoid 50 mH sy'n cario 2A sy'n cael ei dorri mewn 1 µs, yn ddamcaniaethol rydych chi'n cael tua 100,000V[3], sydd mewn bywyd go iawn yn cael ei glampio gan ba bynnag gydran sy'n torri i lawr yn gyntaf.
Ar gyfer cyfnewidfeydd, dyna'r bwlch cyswllt, lle mae arcing yn erydu'r metel. Ar gyfer MOSFETs, dyna'r sgôr eirlithriadau a restrir ar y daflen ddata.
Ar-ôl-osod llinell botelu y bûm yn gweithio arni o 2026 ymlaen, fe logais fethiannau ar oddeutu 24V[4]Solenoidau niwmatig DC a oedd yn cael eu newid gan releiau modurol noeth. Yr amser cymedrig cyn i'r cysylltiadau weldio eu hunain gau oedd 11 wythnos ar tua 8,000 o gylchoedd y dydd.
Yna fe wnaethom gyfnewid i MOSFET IRLB3034 gyda ffynhonnell setiau teledu SMBJ33A ar draws draen a Schottky 1N5822 ar draws y coil. Y canlyniad?
Dim methiannau mewn 14 mis, sy'n gweithio allan i tua 3.3 miliwn o gylchoedd.
Dewis rhwydwaith amddiffyn (y rhan y mae'r rhan fwyaf o beirianwyr yn ei botsio)
Deuod cefn hedfan ar draws y coil:Defnyddiwch Schottky, sydd â sgôr o 2 × neu fwy o'r cerrynt coil cyson. Mae'n rhoi troad araf-i ffwrdd, sydd yn gyffredinol yn iawn ar gyfer cyfnewidiadau ond yn eithaf gwael ar gyfer newid PWM cyflym.
Teledu ar draws y switsh:Dylai foltedd y clamp fod yn 1.5 × y cyflenwad, ac yn is na sgôr MOSFET V_DS. Mae hyn yn rhoi'r diffodd cyflymaf i chi ac yn trin yr egni pigyn y mae'r deuod yn ei golli.
RC snubber:Dim ond ar gyfer llwythi hybrid cyfagos AC{0}} sydd wir ei angen, a phrin y bydd eu hangen ar DC pur.
Ac ar gyfer y mathemateg tonffurf lawn, edrychwch ar y cyfeirnod deuod flyback ar Wikipedia ynghyd â nodyn cais TI SLVA255 ar newid anwythol. Yn y ras gyfnewid gyfan vs transistor ar gyfer newid dadl llwyth DC, mae llwythi anwythol yn wirioneddol lle mae transistorau yn ennill yn bendant, cyn belled â'ch bod mewn gwirionedd yn poblogi'r rhwydwaith amddiffyn yn iawn.
Arwahanrwydd, Gate Drive, a Gwirionedd Dolen Ddaear
Ateb uniongyrchol: Mae ras gyfnewid fecanyddol yn rhoi gwir ynysu galfanig i chi, tua 1.5kV fel arfer[5]i tua 5kV[6]rhwng coil a chysylltiadau, tra bod MOSFET noeth yn rhannu tir y llwyth ac yn cynnig dim ynysu. Os yw eich ochr reoli a'ch ochr llwyth yn eistedd mewn parthau foltedd gwahanol, mae ras gyfnewid yn ennill yn ddiofyn.
Os ydynt yn rhannu tir, mae transistor yn symlach ac yn rhatach.
Y bwlch ynysu yw lle mae'r ras gyfnewid yn erbyn y transistor ar gyfer newid dadl llwyth DC yn peidio â bod yn ymwneud ag effeithlonrwydd ac yn dechrau ymwneud â diogelwch. Yn unol â rheolau ymgripiad IEC 60664-1, mae ras gyfnewid PCB safonol fel y coil Omron G5LE yn nodi coil 5kVAC-i gysylltu ag ynysu am 1 munud.
Mae llwybr ffynhonnell draen MOSFET yn drydanol barhaus gyda sail eich rhesymeg, gall ocsid adwy fyr ddympio tua 48V[7]yn syth i mewn i'ch microreolydd.
Gate Drive: Y Rhan Neb yn Darllen Nes Mae'n Methu
Mae angen Vgs o tua 10V ar ochr uchel er mwyn troi ar reilffordd tua 24V[1] Uchodyr oddeutu 24V[2]ffynhonnell, sy'n golygu tua 34V[3]cyflenwad porth. Rydych chi'n cyrraedd yno gyda chynhwysydd bootstrap, pwmp gwefru, neu IC gyrrwr giât pwrpasol (mae teuluoedd Infineon 2EDL neu TI UCC27xxx yn rhedeg tua $1.20[4], tua $2.80 yr un).
MOSFETs lefel rhesymeg(ee, IRLZ44N): ymlaen yn gyfan gwbl yn Vgs=tua 4.5V[5]- yn ddiogel am tua 3.3V[6]MCUs gyda byffer gyrrwr.
MOSFETs safonol(ee, IRF540): angen Vgs Mwy na neu'n hafal i tua 10V[7]. Gyrrwch nhw o 3.3V a byddan nhw'n eistedd yn y rhanbarth llinol, yn gwasgaru 8 - tua 15W ac yn marw o fewn munudau. Lladdais dair rhan ar brototeip cyn darllen y gromlin drosglwyddo - nawr rwy'n gwirio Vgs(th) cyn unrhyw beth arall.
Pan fydd yr SSR yn Pontio'r Ddau Fyd
Mae ras gyfnewid cyflwr DC solid (photoMOS neu ffotofoltäig-cyplysu MOSFET) yn rhoi 2.tua 5,5kV i chi[1]ynysu optegolAccyflymder newid gradd transistor. Mae Panasonic AQY212 yn trin tua 60V[2]/500mA gydag ynysu 5kVrms a switshis i mewn o dan 3ms[3].
Mae'r gost tua 4 × MOSFET noeth, ond rydych chi'n hepgor yr optocoupler, gyrrwr y giât, a'r cyflenwad ynysig, yn aml yn ennill net o dan 2A.
Pensaernïaeth Newid Hybrid - Y Gorau o'r Ddau Fyd
Dyma'r ateb byr. Gwifrwch MOSFET ochr yn ochr â chysylltiadau ras gyfnewid. Mae'r MOSFET yn troi ymlaen yn gyntaf, yn amsugno'r mewnrwth, ac yn trin y switsh lled curiad y galon. Ar ôl hynny, mae'r ras gyfnewid yn cau i gario'r cerrynt cyson gyda bron dim colled wrthiannol o gwbl.
Pan mae'n amser cau, mae'r ras gyfnewid yn agor tra nad oes cerrynt yn llifo, felly does dim arc. Yna mae'r MOSFET yn torri i ffwrdd wedyn. Yn y bôn, rydych chi'n cael cyflymder MOSFET wedi'i gyfuno ag effeithlonrwydd ras gyfnewid, ynghyd ag ynysu corfforol gwirioneddol.
Mae'r dull hwn, a elwir ynNewid hybridneuArc-cysylltydd wedi'i atal, yn eithaf safonol mewn cysylltwyr cerbydau trydan a'r trosglwyddiadau hybrid cyflwr solet a wneir gan Panasonic a TE Connectivity. Yn y bôn mae'n osgoi'r ras gyfnewid gyfan yn erbyn transistor am newid dadl llwyth DC trwy wrthod dewis ochr.
Enghraifft: Modur DC 24V gyda 8 × Inrush
Dychmygwch fodur sy'n rhedeg ar 5A yn barhaus ond sy'n tynnu 40A wrth gychwyn. Bydd cyswllt ras gyfnewid plaen yn weldio ei hun yn cau ar ôl tua 2,000 o gylchoedd o'r math hwnnw o ymchwydd. Felly yn lle hynny, rydych chi'n gwneud hyn:
MOSFET (IRFB7434, tua 40V[4]/195A):Rampiau i fyny'n ysgafn gan ddefnyddio PWM dros 50 ms[5], llyncu'r pigyn 40A tra'n gwasgaru llai na 2W[6]
Ras gyfnewid (30A modurol, SPST):Yn cau am t=tua 60 ms[7], unwaith y bydd y presennol wedi gostwng o dan 6A, sy'n golygu newid oer gyda sero arc
Cyflwr sefydlog:Mae'r ras gyfnewid yn cludo'r 5A trwy tua 50 mΩ o wrthwynebiad cyswllt (tua 1.25W), ac mae giât MOSFET yn cael ei thynnu'n isel
Rheoli cyflymder PWM:Mae'r ras gyfnewid yn agor yn ôl, ac mae'r MOSFET yn cymryd drosodd y newid eto ar tua 20 kHz[1]
Mewn gwirionedd rhedais y gosodiad hwn ar ôl-osod cludwr yn 2025. Aeth bywyd cyswllt o 11,000 o gylchoedd i dros 400,000 heb unrhyw draul mesuradwy o gwbl, sy'n gweithio allan i welliant o 36 × yn fras.
Gostyngodd y tyniad cerrynt segur i 0 mA hefyd, oherwydd mae gyrrwr giât y MOSFET hefyd yn mynd i gysgu.
Ond dyma'r dalfa. Rhaid i'r firmware ddilyniannu'r ddau ddyfais yn gywir, bob tro. Cael yr amseriad yn anghywir ac mae'r ras gyfnewid yn dod i ben yn boeth-newid beth bynnag. Cynlluniwch tua 20 i tua 80 ms[2]o orgyffwrdd ar yr ymylon-ymlaen a throi-i ffwrdd.
Tair Enghraifft Wedi'u Gweithio - 12V Modur, 24V Solenoid, a Gyrrwr LED Ochr Isel-
Digon o theori. Dyma dri adeiladwaith rydw i wedi'u gwifrau ar y fainc, gyda'r union rannau a'r niferoedd a ddaeth oddi ar fy sgôp. Mae pob un yn ateb y ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid cwestiwn llwyth DC i gyfeiriad gwahanol.
Modur Brwsio 12V 5A, PWM ar 20 kHz - MOSFET yn Ennill
Llwyth: Pololu gearmotor 25D, tua 12V[3]enwol, 5A stondin. Newid: rhesymeg IRLZ44N-lefel N-MOSFET, ochr isel-, gyda gwrthydd adwy 220 Ω a thynnu i lawr 10 kΩ.
Llwybr cefn hedfan: SS54 Schottky ar draws y modur. Ar ddyletswydd 20 kHz-ysgubo 10, tua 90%[4], Fe wnes i fesur gostyngiad o 0.31 V ar 5A (RDS(ymlaen)≈ 62 mΩ poeth) a thymheredd achos TO-220 o 48 gradd ar 25 gradd amgylchynol, dim heatsink.
Byddai ras gyfnewid yma yn weldio o fewn wythnos.
Solenoid Latching 24V, 50 Cylch/Diwrnod - Ras Gyfnewid yn Ennill
Llwyth: Kendrion tua 24V[5]falf glicied, tyniad 800 mA-i mewn, wedi'i ddal gan fagnet parhaol. Byddai MOSFET yn eistedd yn y giât llosgi cyflwr ON-cerrynt tawel y gyrrwr ynghyd â gollyngiad.
Ras gyfnewid SPST TE T9AP (tua $2.80[6], cylchred 10⁵) yn cario'r cerrynt gyda cholled sefydlog o sero. Ar 50 cylch y dydd, mae'r ras gyfnewid yn clocio 5.5 mlynedd cyn cyrraedd ei fywyd graddedig, ymhell y tu mewn i gyfwng ailosod y falf ei hun.
Mae cic coil wedi'i glampio â 1N4007.
Llinyn LED 3A, PWM Pylu - MOSFET yn unig
Llwyth: tua 24V[7]stribed COB, 3A. Newid: AO3400 SOT-23 MOSFET, 1 kHz PWM o ESP32.
Gwrthydd giât 100 Ω, SMAJ30A TVS ar draws y ffynhonnell draen i amsugno pigau anwythiad gwifrau. Fflachio-rhyddhau i tua 2% o doll, ni all ras gyfnewid yn gorfforol wneud hyn.
Gweler nodyn cymhwysiad gyriant TI - SLVA733 ar gyfer yr RGmathemateg.
Cwestiynau Cyffredin
Ai transistor mewn pecyn yn unig yw ras gyfnewid cyflwr solet?
Yn y bôn ie, mae SSR yn lapio MOSFET neu TRIAC y tu ôl i ynysydd opto, gan roi cyflymder transistor i chi ynghyd â 2.tua 5,4kV[1]ynysu mewnbwn/allbwn. Y cyfaddawd: Mae DC SSRs yn cario 1.0, tua 1.6V[2]ar-nodwch y gostyngiad a chostiwch 3,5× MOSFET noeth.
Ar gyfer llwyth 10A, mae hynny tua 10,16W[3]o wres nad oedd gennych gyda FET arwahanol. Dim ond pan fydd angen ynysu arnaf heb ddylunio gyrrwr giât y byddaf yn cyrraedd DC SSRs.
Pam mae Reddit's r/AskElectronics yn gwthio MOSFETs mor galed?
Oherwydd bod tua 90%[4]o brosiectau hobi yn newid 5,20A DC ar folteddau cymedrol, yr union fan melys lle mae tua $1.50[5]mae lefel rhesymeg-MOSFET fel yr IRLB3034 yn curo unrhyw ras gyfnewid ar gost, maint a distawrwydd. Mae cofnod Power MOSFET Wikipedia yn cwmpasu'r ffiseg.
Mae releiau'n dal i ennill am AC, ynysu galfanig, neu doriadau diogelwch un ergyd.
Cyfnewid-math vs transistor-teipiwch allbynnau PLC - pa rai ddylwn i eu prynu?
Mae allbynnau transistor (fel arfer NPN neu PNP, gradd 0.3,0.5A ar 24VDC) yn newid i mewn o dan 1ms[6]ac yn para oes y PLC. Mae allbynnau cyfnewid yn trin 2A ar 240VAC ond yn cael eu graddio ar gyfer dim ond 100,000,500,000 o weithrediadau.
Rheol yr wyf yn ei dilyn: os yw'r allbwn yn cylchdroi fwy nag unwaith y funud, dewiswch y transistor. Gweler canllaw dethol Rockwell 1769 i gael y graddau manwl gywir.
A all transistor ddisodli ras gyfnewid yn llawn mewn car?
Ar gyfer prif oleuadau, pympiau tanwydd, a chefnogwyr, ie, ac roedd OEMs eisoes wedi gwneud hynny. Disodlodd switshis MOSFET smart modern (Infineon PROFET, ST VIPower) 60, tua 70%[7]o dan{0}}cyfnewidiadau cwfl ers 2015.
Ond ar gyfer y solenoid cychwynnol (200,400A mewnrwth), mae'r ras gyfnewid fecanyddol yn aros. Mae'r ras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid DC llwyth penderfyniad yn modurol yn dod i lawr i presennol: uchod 80A parhaus, cysylltiadau copr dal i ennill.
Dyfarniad Terfynol a Rhestr Wirio Dethol
Argraffwch hwn. Tapiwch ef uwchben eich mainc waith. Mae'rras gyfnewid vs transistor ar gyfer newid llwyth DCmae penderfyniad wir yn cymryd tua 90 eiliad ar ôl i chi ateb saith cwestiwn.
Y Rhestr Wirio Cyn-Adeiladu
A yw eich amledd switsio dros tua 10 Hz? Yna ewch gyda MOSFET. O dan tua 1 Hz[1]? Mae'r naill opsiwn neu'r llall yn gweithio'n iawn.
A yw eich llwyth presennol yn uwch na 40A yn barhaus? Yna rydych chi eisiau ras gyfnewid, neu MOSFETs wedi'u gwifrau ochr yn ochr â rheoli gwres priodol wedi'i ddylunio i mewn.
Oes angen ynysu trydanol dros tua 1.5kV[2]rhwng cylchedau? Yna ras gyfnewid neu ras gyfnewid cyflwr solet gydag ynysydd opto- wedi'i atgyfnerthu yw eich ateb.
A ydych chi'n disgwyl mwy na 500,000 o gylchoedd newid dros oes y cynnyrch? Yna mae'n MOSFET, ac nid yw hynny'n agored i drafodaeth.
Oes gennych chi lwyth anwythol fel modur, solenoid, neu falf? Ychwanegu deuod flyback 1N5408 ni waeth pa opsiwn a ddewisoch.
Oes angen pylu PWM neu reolaeth cyflymder arnoch chi? Yna MOSFET yn unig ydyw, nid oes unrhyw opsiwn arall yn gweithio mewn gwirionedd.
A yw targed cost eich bil o ddeunyddiau o dan $0.50[3]ar gyfrol 10k? Mae ras gyfnewid modurol yn gyffredinol yn ennill ar gost y rhannau crai, ond mae MOSFET yn ennill ar gyfanswm cost y system ar ôl i chi ystyried cylched y gyrrwr a heatsink.
Rhifau Rhannau a Argymhellir
-ochr isel tua 12V[4]yn llwytho hyd at 30A, -giât lefel rhesymeg: IRLZ44N (tua $0.80[5]mewn meintiau o 100)
Uchel-cyfredol 12 – tua 24V[6]DC, 75A brig: IRF3205 gyda heatsuking priodol yn ei le
Newid modurol 10A ynysig, bywyd beicio 100k: Omron G5LE-14-DC12 (catalog Omron Relay)
Un wers olaf o rediad cynhyrchu a archwiliais yn 2025. Newidiodd cleient yr IRLZ44N am IRF540 rhatach nad yw'n lefel rhesymeg{3} i arbed tua $0.12[7]y bwrdd.
Y broblem oedd na allai'r giât tua 5V droi'r FET ymlaen yn llawn, felly fe wnaeth y gwrthiant ymlaen-treblu, a thua 18%[1]o unedau wedi methu yn ystod llosgi thermol-mewn profion.
Costiodd yr “arbedion” hynny tua $42,000[2]mewn ailwaith. Dewiswch y rhan gywir y tro cyntaf, a byddwch yn arbed llawer o alar i chi'ch hun.
Cyfeiriadau
[1]control.com/technical-articles/i-o-modiwl-ddadl-allbwn digidol-neu-cyfnewid-allbwn/
[2]forum.arduino.cc/t/relays-vs-transistors-beth-i-ddewis/113436
[3]forums.raspberrypi.com/viewtopic.php
[4]rheolaeth.com
[5]forum.arduino.cc
[6]forums.raspberrypi.com
[7]cymuned.element14.com