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[参考译文] DRV8701：如何选择合适的 MOSFET？

admin
Guru**** 1510070 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD18532Q5B, DRV8701
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1215881/drv8701-how-to-choose-a-right-mosfet

器件型号：DRV8701
主题中讨论的其他器件：CSD18532Q5B、

您好、TI 团队：

我们所选的 MOSFET 正面临一个问题。

几年前、我们购买了一个 MOSFET、它在我们当地购买的评估板上。 它具有 MOSFET NCE40H12K。 (D2PAK)

这对我们来说非常有效、我们没有遇到任何问题。

由于元件市场的流行病和短缺、我们决定 从同一家供应商购买这款 MOSFET、但这次该批次未能正常运行。

观察到浇口上的脉冲、但驾驶员无法运行电机。 我们不知道脉冲之间的差异是什么。 我们很难确定哪一个参数在这里可能会有所不同。

我们选择另一个规格类似且起作用的 MOSFET。  SQR50N04-3m8我们获得了这些样本,并测试和运行良好。 与此相关的一个大问题是它是反向安装。 而我们的 PCB 并不适合这种情况。 但我们在生产过程中将其用于紧急备份。

TI 评估板使用另一个 MOSFET CSD18532Q5B、它的封装也不同、不适合我们、因为其中一些器件已经投入使用、我们需要库存。

我们的电机规格

电机电压：24V

最大电机电流：6A (机制中摩擦时的峰值)、3A (持续5秒)

失速条件：在峰值电流达到1秒失速时禁用电机。

Question：

1.为 DRV8701选择 MOSFET 时、我们要关注的规格是什么？

2.我已经对上面讨论的 MOSFET 做了对比图。 大多数规格是相似的、但 TD (ON)和 TD (OFF)以及上升和下降是不同的。 这些参数是否重要？ 如果是这样、根据问题1、如果有关此选择的参考指南有所帮助。

参数 新选择的 SQR50N04-3m8 已针对 NCE40H12K 年份进行测试 TI 评估 CSD18532Q5B
类型 N 沟道 MOSFET N 沟道 MOSFET N 通道 PWR MOSFET
VDS (v) 40. 40. 60.
Vgs 10v 时的 Rds (导通) 0.0038. 0.0036 ~ 0.004 0.0033~0.0043
ID (A) 50. 120 172.
热性能 TO-252修订版 TO-252. 8VSONP
VGS (th)(v) 2.5~3.5 1.2 ~ 2.5 1.5 ~ 2.2
td (on) ns. 11 ~ 16. 15. 5.8.
td (off) ns 34 ~ 51. 52. 22.
上升时间 ns 5 ~ 8. 18. 7.2.
下降时间 ns 9 ~ 14. 23. 3.1.
脉冲电流 A 200 120 400
正向 V VSD 0.9 ~ 1.5 1.2. 0.8 ~ 1

3.根据  CSD18532Q5B MOSFET 规格，我正在浏览 Digikey 并找到类似的 MOSFET，它看起来也很有希望，但直到我知道我们会怀疑哪些参数。

https://www.digikey.in/en/products/detail/infineon-technologies/IRFS7530TRLPBF/4772499

此致、

MACCJAN

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    TI__Guru**** 1510070 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    大家好、Macjan、

    1. 为 DRV8701选择 MOSFET 时、需要注意的规格是什么？

    数据表的第8.2.1.2节提供了关于选择正确 MOSFET 的详细指南。 使用数据表中提供的公式仔细检查 FET 的参数是否可接受。 要检查的主要参数是 Qg (总栅极电荷)、因为它直接影响 MOSFET 打开或关闭的速度。

    2. 我已经制作了我在上面讨论的 MOSFET 之间的比较图。 大多数规格是相似的、但 TD (ON)和 TD (OFF)以及上升和下降是不同的。 这些参数是否重要？ 如果是这样，按照问题1，则此选择的参考指南将有所帮助。

    上升时间和下降时间主要受 FET 的总栅极电荷(Qg)和栅极驱动灌电流/拉电流(IDRIVEx)的影响。 数据表中的公式给出了该关系。  请参考此 应用手册 、了解我们的智能栅极驱动器如何工作、以及在设计电路时需要考虑哪些 MOSFET 参数。

    3. 根据  CSD18532Q5B MOSFET 规格、我正在 DigiKey 上浏览、发现了看起来也很有希望的类似 MOSFET、但直到我知道我们会怀疑哪些参数。

    请参考我的答复您的问题(1)。 首先检查 FET 是否兼容。

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    TI__Guru**** 1510070 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Pablo：

    谢谢你的详细答复。

    根据8.2.1.2、我找到了关于我们硬件的下列细节。 根据数据表、使用了40kHz。 但在本例中使用了8.96khz。

    VM (V)(12V ~ 24V) 18. (标称值)
    Fpwm Hz 8960. 8.96khz 的环路架构
    每个虚拟机的 Ivcp (ma) 0.012.  针对标称 VM (数据表)
    根据计算要求 Qg (c) 1.33929E-06 1339.29nC.
    根据 calc 强制值 Qg c 6.69643E-07. 669.64nC

    依据 SQR50N04-3m8

    根据以上详细信息、与其他三个 MOSFET 相比、IRFS7530的开机/关机延迟非常大。 但根据 Qg 的最大计算结果、这是在范围内。 问题是  

    1.这个范围1339nC 是正确的计算?

    2. 8.96khz 是否适合驱动电机？

    参数 新选择的 SQR50N04-3m8 已针对 NCE40H12K 年份进行测试 TI 评估 CSD18532Q5B 新选择的 IRFS7530TRLPBF
    类型 N 沟道 MOSFET N 沟道 MOSFET N 通道 PWR MOSFET

    强大的 IRFET

    VDS (v) 40. 40. 60. 60.
    Vgs 10v 时的 Rds (导通) 0.0038. 0.0036 ~ 0.004 0.0033~0.0043 0.00165~0.002.
    ID (A) 50. 120 172. 195.
    热性能 TO-252修订版 TO-252. 8VSONP TO-252.
    VGS (th)(v) 2.5~3.5 1.2 ~ 2.5 1.5 ~ 2.2 2.1~3.7
    td (on) ns. 11 ~ 16. 15. 5.8. 52.
    td (off) ns 34 ~ 51. 52. 22. 172.
    上升时间 ns 5 ~ 8. 18. 7.2. 141.
    下降时间 ns 9 ~ 14. 23. 3.1. 104.
    脉冲电流 A 200 120 400 760.
    正向 V VSD 0.9 ~ 1.5 1.2. 0.8 ~ 1 1.2.
    QG (nC)预期强制衰减<669nC 70~105 μ A 75 44. 274~411 μ A
    Qgd (常闭) 13. 17. 6.9. 83.

    此致、

    MACCJAN

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    TI__Guru**** 1510070 points
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    大家好、Macjan、

    数据表中使用的40kHz 是电流调节可切换的最高频率。 因此、DRV8701只能支持 Qg < 200nC 的 FET。

    1. 此范围1339nC 的计算正确吗？

    如果您计划在行驶档和制动器(慢速衰减)之间运行、则该计算结果是正确的。 如果您希望在驱动和强制快速衰减模式下运行、则范围为1/2或670nC。  注意  这些计算值大于我们的器件可支持的最大值、即200nC。 不过、这是最大值、您选择的所有 FET 都低于该值。 但新选择的 FET 高于200nC。 我认为这可能是失败的原因。  一项快速测试是将 IDRIVE 设置为允许的最大值。 较高的 IDRIVE 会缩短上升/下降时间。  我认为、由于栅极电荷更高、新的 FET 需要更长的时间才能完全增强和导通。 更快的 IDRIVE 会导致 FET 更快地穿过其米勒区域、从而缩短导通和 上升时间。 这可能有助于解决您的问题。 如果可行、请告诉我。

    2. 驱动电机是否可以使用8.96khz？

    从驾驶员角度来看、这没问题。 频率将影响可使用的最大栅极电荷。

    有关后续调试的建议：

    1. 将 IDRIVEx 增加到最大值
    2. 选择具有较低栅极电荷(如果(1)不会导致成功结果)的 FET

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    您好 Pablo：

     我在 DigiKey 上搜索的带黄色标记的 MOSFET、其中4个按旧工作电压的额定值显示为近似值。

    请告知我 选择的 MOSFET 是否符合要求的规格、因为 Qg <200nC

    参数 新选择的 SQR50N04-3m8 已针对 NCE40H12K 年份进行测试 TI 评估 CSD18532Q5B MCU110N06YA-TP FDD86367 DMTH6004SK3-13. IPD90N06S407ATMA2
    类型 N 沟道 MOSFET N 沟道 MOSFET N 通道 PWR MOSFET N 沟道 MOSFET 电源沟道 N 沟道 MOSFET N 沟道增强模式 MOSFET Optimos3功率 MOSFET
    VDS (v) 40. 40. 60. 60. 80 60. 40.
    Vgs 10v 时的 Rds (导通) 0.0038. 0.0036 ~ 0.004 0.0033~0.0043 0.0032~0.0044 0.0033~0.0042 0.003~0.0038 0.0039~0.0049
    ID (A) 50. 120 172. 110 100 100 90
    热性能 TO-252修订版 TO-252. 8VSONP TO-252-3 TO-252-3 TO-252-3 TO-252-3
    VGS (th)(v) 2.5~3.5 1.2 ~ 2.5 1.5 ~ 2.2 1.2~2.5 2~4 μ A 2~4 μ A 1.2~2 μ A
    td (on) ns. 11 ~ 16. 15. 5.8. 23. 20. 13.2. 9.3.
    td (off) ns 34 ~ 51. 52. 22. 80 80 31. 37.
    上升时间 ns 5 ~ 8. 18. 7.2. 23. 49. 11.7. 5.4.
    下降时间 ns 9 ~ 14. 23. 3.1. 25. 16. 12. 6.
    脉冲电流 A 200 120 400 450 110 150 400
    正向 V VSD 0.9 ~ 1.5 1.2. 0.8 ~ 1 0.9~1.2 1.3. 0.9~1.2 0.92~1.2
    QG (NC)预期强制衰减< 100nC 70~105 μ A 75 44. 90 88 95.4.

    78

    Qgd (常闭) 13. 17. 6.9. 13. 14. 20.4. 6.1.

    使用最大值的 IDRIVE 电流。

    在本例中、这是 Idrive 电阻器的选择。

    此致、

    MACCJAN

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    大家好、Macjan、

    FET 符合 FET 要求。

    使用最大值的 IDRIVE 电流。

    在本例中、这是 Idrive 电阻器的选择。

    [/报价]

    您需要将 R_IDRIVE 设置为68kΩ Ω(150mA)、以便上升时间达到最长。

    此致、

    巴勃罗·阿梅特