Anwendung des MOSFET beim Antreiben der Motorleistung
Die wichtigsten Leistungsanforderungen für den Antrieb der Leistungsstufe des Motors sind geringe Größe, hoher Wirkungsgrad, gute thermische Leistung, zuverlässiger Schutz und hohe Spitzenstrombelastbarkeit. Die geringe Größe ermöglicht eine flexible Installation von Leistungsstufen innerhalb des Werkzeugs, eine bessere Leistung beim Platinenlayout und ein kostengünstiges Design. Hohe Effizienz sorgt für die längste Batterielebensdauer und reduziert die Kühlung. Zuverlässiger Betrieb und Schutz verlängern die Lebensdauer und tragen zur Verbesserung des Produktrufs bei.
Um den BDC-Motor in beide Richtungen anzutreiben, müssen Sie zwei Halbbrücken (vier Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET)) verwenden, um eine Vollbrücke zu bilden. Um einen dreiphasigen BLDC-Motor anzutreiben, sind drei Halbbrücken (sechs MOSFETs) erforderlich, um einen dreiphasigen Wechselrichter zu bilden.
Der dreiphasige BLDC-Motor mit nur drei Leistungsmodulen wird in zwei Richtungen angetrieben, wobei an jedes Netzteil zwei MOSFETs (High- und Low-MOSFET) angeschlossen sind, um eine Halbbrücke zu bilden.
Der Leistungsblock aus zwei im selben Gehäuse integrierten FETs ermöglicht eine Reduzierung der dreiphasigen Leiterplattenfläche für die Wechselrichtertopologie, die MOSFET-Verbindungsbahn wird in einer Leiterplatte mit diskretem MOSFET betrieben und höhere Betriebsströme erfordern eine breitere Leiterplattenbahn, sodass auch Größeneinsparungen möglich sind.
Einer der Gründe für das Klingeln ist, dass die Diode in umgekehrter Reihenfolge wiederhergestellt wird. Hohe Stromänderungsraten, die durch schnelle Schalter verursacht werden, können dazu führen, dass hohe Dioden den Erholungsstrom umkehren. Durch die parasitäre Layout-Induktivität fließt ein Sperrverzögerungsstrom. Das aus FET-Kondensatoren und parasitären Induktivitäten gebildete Resonanznetzwerk verursacht Phasenknotenschwingungen, wodurch der Spannungsspielraum verringert und die Belastung des Geräts erhöht wird
Bei Verwendung eines Netzteils hält ein Switch Node Clip mit zwei MOSFET-Steckplätzen, die die beiden MOSFETs verbinden, die parasitäre Induktivität zwischen den High- und Low-Side-MOSFETs auf einem absoluten Minimum. Durch die Verwendung von Low-Side- und High-Side-FETs im selben Gehäuse werden PCB-Parasiten minimiert und das Nachschwingen der Phasenknotenspannung reduziert. Die Verwendung dieser Leistungsmodule trägt dazu bei, eine reibungslose Ansteuerung der MOSFET-Schalter ohne Spannungsüberschreitung sicherzustellen, selbst bei Strömen von bis zu 50 A.
Das Leistungsmodul verfügt über einen oberen und einen unteren MOSFET in einem einzigen Gehäuse sowie Phasenknoten, die über einen Metallclip im Gehäuse verbunden sind, was den parasitären Widerstand optimiert und Flexibilität beim Layout bietet, wodurch ein minimaler Gesamtwiderstand der Leiterplatte von 0.5 bis 1 mΩ eingespart wird.