Applicazione del MOSFET nel pilotaggio della potenza del motore
I requisiti di prestazione più importanti per pilotare lo stadio di potenza del motore sono dimensioni ridotte, alta efficienza, buone prestazioni termiche, protezione affidabile e capacità di trasporto di corrente di picco elevata. Le dimensioni ridotte consentono l'installazione flessibile dei livelli di potenza all'interno dello strumento, migliori prestazioni di layout della scheda e design a basso costo. L'alta efficienza garantisce la massima durata della batteria e riduce il raffreddamento. Il funzionamento e la protezione affidabili prolungano la vita e contribuiscono a migliorare la reputazione del prodotto.
Per azionare il motore BDC in entrambe le direzioni, è necessario utilizzare due semiponti (quattro transistor a effetto di campo a semiconduttore in ossido di metallo (MOSFET) per formare un ponte completo. Per pilotare un motore BLDC trifase, tre semiponti (sei MOSFET) sono necessari per formare un inverter trifase.
Il motore BLDC trifase con solo tre moduli di potenza è pilotato in due direzioni, con due MOSFET (MOSFET alto e basso) collegati a ciascun alimentatore per formare un semiponte.
Il blocco di alimentazione di due FET integrati nello stesso pacchetto consente una riduzione dell'area del PCB trifase per la topologia dell'inverter, la traccia di interconnessione MOSFET funzionerà in una PCB con MOSFET discreto e correnti operative più elevate richiedono una traccia PCB più ampia, quindi sono disponibili anche riduzioni di dimensioni.
Uno dei motivi per cui squilla è che il diodo viene ripristinato al contrario. Elevate velocità di variazione della corrente causate da interruttori veloci possono far sì che i diodi alti invertano la corrente di ripristino. La corrente di recupero inversa scorre attraverso l'induttanza del layout parassita. La rete di risonanza formata da condensatori FET e induttori parassiti provoca un ringing del nodo di fase, riducendo il margine di tensione e aumentando lo stress del dispositivo
Quando si utilizza un alimentatore, una clip del nodo interruttore con due slot MOSFET che collegano i due MOSFET mantiene l'induttanza parassita tra i MOSFET high e low-side al minimo assoluto. L'uso di FET low-side e high-side nello stesso pacchetto riduce al minimo i parassiti del PCB e riduce gli squilli di tensione del nodo di fase. L'utilizzo di questi moduli di alimentazione aiuta a garantire interruttori MOSFET di azionamento fluidi senza superamento della tensione anche quando le correnti sono fino a 50A.
Il modulo di alimentazione ha un MOSFET superiore e inferiore in un unico pacchetto, nonché nodi di fase collegati tramite una clip metallica nel pacchetto, ottimizzando la resistenza parassita e fornendo flessibilità per il layout, risparmiando una resistenza PCB totale minima da 0.5 a 1 mΩ.