モーター電力の駆動におけるMOSFETの応用
モーターのパワー段を駆動するための最も重要な性能要件は、小型、高効率、優れた熱性能、信頼性の高い保護、および高いピーク電流容量です。 サイズが小さいため、ツール内で電力レベルを柔軟に設置でき、基板レイアウトのパフォーマンスが向上し、低コスト設計が可能になります。 効率が高いため、バッテリー寿命が最長となり、冷却が軽減されます。 信頼性の高い動作と保護により長期間の使用が可能となり、製品の評判の向上に役立ちます。
BDC モーターを両方向に駆動するには、XNUMX つのハーフ ブリッジ (フル ブリッジを形成するには XNUMX つの金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ (MOSFET) を使用する必要があります。三相 BLDC モーターを駆動するには、三相インバーターを形成するために XNUMX つのハーフ ブリッジ (XNUMX つの MOSFET) が必要です。
XNUMX つの電源モジュールのみを備えた三相 BLDC モーターは、ハーフブリッジを形成するために各電源に接続された XNUMX つの MOSFET (ハイ MOSFET とロー MOSFET) を使用して XNUMX 方向に駆動されます。
同じパッケージに統合された XNUMX つの FET のパワー ブロックにより、インバータ トポロジの三相 PCB 面積の削減が可能になり、MOSFET 相互接続トラックはディスクリート MOSFET を備えた PCB 内で動作し、より高い動作電流にはより広い PCB トラックが必要となるため、サイズの節約も可能になります。
リンギングの原因の XNUMX つは、ダイオードが逆方向に復元されることです。 高速スイッチによって生じる高い電流変化率により、ダイオードの逆回復電流が増加する可能性があります。 逆回復電流は、寄生レイアウトのインダクタンスを通って流れます。 FET コンデンサと寄生インダクタによって形成される共振ネットワークにより、位相ノードのリンギングが発生し、電圧マージンが減少し、デバイスのストレスが増大します。
電源を使用する場合、50 つの MOSFET を接続する XNUMX つの MOSFET スロットを備えたスイッチ ノード クリップにより、ハイサイド MOSFET とローサイド MOSFET 間の寄生インダクタンスが絶対最小に維持されます。 同じパッケージ内でローサイドとハイサイドの FET を使用すると、PCB の寄生成分が最小限に抑えられ、相ノード電圧のリンギングが減少します。 これらのパワー モジュールを使用すると、電流が最大 XNUMXA の場合でも、電圧オーバーシュートを発生させずに MOSFET スイッチをスムーズに駆動できます。
このパワーモジュールは、単一パッケージ内にトップとボトムの MOSFET を備えているほか、パッケージ内の金属クリップを介して接続された位相ノードを備えているため、寄生抵抗が最適化され、レイアウトに柔軟性がもたらされ、PCB の合計抵抗が 0.5 ~ 1mΩ と最小限に抑えられます。