インバータMOSFETが発熱する原因は何ですか?

インバータの MOSFET はスイッチング状態で動作し、MOSFET を流れる電流は非常に大きくなります。 MOSFETが適切に選択されていない場合、駆動電圧振幅が十分に大きくない場合、または回路の放熱が良好でない場合、MOSFETが発熱する可能性があります。

 

1、インバータ MOSFET の加熱は深刻です。注意する必要があります。MOSFET選択

スイッチング状態のインバータの MOSFET は、一般にドレイン電流をできるだけ大きくし、オン抵抗をできるだけ小さくする必要があります。これにより、MOSFET の飽和電圧降下を低減し、それによって MOSFET の消費を減らし、消費電力を減らすことができます。熱。

MOSFETのマニュアルを確認すると、MOSFETの耐圧値が高いほどオン抵抗が大きくなり、ドレイン電流が大きく耐圧値が低いMOSFETのオン抵抗は一般に数十Ω以下になります。ミリオーム。

負荷電流が5Aであると仮定すると、インバータとして一般的に使用されるMOSFETRU75N08Rを選択し、耐電圧値は500Vの840が可能です。ドレイン電流は5A以上ですが、2つのMOSFETのオン抵抗が異なるため、同じ電流を駆動します。 、それらの温度差は非常に大きいです。 840のオン抵抗に対し、75N08Rのオン抵抗はわずか0.008Ωです。 840のオン抵抗が0.85Ωであるのに対し、75N08Rのオン抵抗はわずか0.008Ωです。 MOSFETを流れる負荷電流が5Aの場合、75N08RのMOSFETの電圧降下はわずか0.04Vで、MOSFETの消費電力はわずか0.2Wですが、840のMOSFETの電圧降下は最大4.25Wであり、消費電力はわずか0.2Wです。 MOSFETの最大電流は21.25Wです。このことから、MOSFETのオン抵抗は75N08Rのオン抵抗とは異なり、発熱量も大きく異なることがわかります。 MOSFETのオン抵抗は小さいほど良いですが、MOSFETチューブのオン抵抗は大電流消費下では非常に大きくなります。

 

2、駆動回路の駆動電圧振幅が十分に大きくない

MOSFET は電圧制御デバイスです。MOSFET チューブの消費を減らし、熱を減らしたい場合は、MOSFET のゲート駆動電圧の振幅を十分に大きくし、駆動パルスのエッジを急峻にすることで、MOSFET管電圧降下、MOSFET 管の消費を削減します。

 

3、MOSFETの放熱が良くない原因

インバータMOSFETの発熱は深刻です。インバータ MOSFET チューブの消費量が大きいため、作業には通常、ヒートシンクの十分な外部領域が必要であり、外部ヒートシンクとヒートシンク間の MOSFET 自体が密着している必要があります (通常、熱伝導性のコーティングが必要です)。シリコン グリース)、外部ヒート シンクが小さい場合、または MOSFET 自体がヒート シンクの接触に十分近くない場合、MOSFET が加熱する可能性があります。

インバータ MOSFET の発熱が深刻になる理由は 4 つあります。

MOSFET のわずかな発熱は正常な現象ですが、MOSFET が焼損するほどの深刻な発熱には、次の 4 つの理由が考えられます。

 

1、回路設計の問題

MOSFET をスイッチング回路状態ではなく、線形動作状態で動作させます。これは MOSFET 発熱の原因の 1 つでもあります。 N-MOS がスイッチングを行っている場合、完全にオンになるには G レベル電圧が電源よりも数 V 高くなければなりませんが、P-MOS はその逆です。全開にならず、電圧降下が大きすぎて消費電力が発生し、等価直流インピーダンスが大きくなり、電圧降下が増加するため、U * Iも増加し、損失は発熱を意味します。これは、回路設計において最も避けられるエラーです。

 

2、周波数が高すぎる

主な理由は、ボリュームを追求しすぎて頻度が増加する場合があるためです。MOSFET損失が大きいため、熱も増加します。

 

3、熱設計が不十分

電流が高すぎる場合、MOSFET の公称電流値を達成するには、通常、適切な放熱が必要です。そのため、ID が最大電流よりも小さくなり、ひどく発熱する可能性があるため、十分な補助ヒートシンクが必要になります。

 

4、MOSFETの選択が間違っています

電力の判断を誤ると、MOSFET の内部抵抗が十分に考慮されず、スイッチング インピーダンスが増加します。