Die Verwendung von MOSFETs in diesen Schaltungen bietet Vorteile wie hohe Effizienz und schnelles Schalten. Dieser Artikel beschreibt praktische Ansätze und Berechnungen für die Gestaltung von PWM-Schaltungen mit MOSFETs.

PWM und MOSFETs verstehen

Bei PWM wird der Arbeitszyklus eines digitalen Signals variiert, um die an eine Last abgegebene Leistung zu steuern. MOSFETs fungieren als elektronische Schalter, die sich schnell ein- und ausschalten können, wodurch sie sich ideal für PWM-Anwendungen eignen. Die richtige Auswahl und Ansteuerung von MOSFETs ist für einen effizienten Schaltkreisbetrieb unerlässlich.

Design der PWM-Schaltung

Die Basisschaltung für PWM enthält ein Steuersignal, einen MOSFET und eine Last, wobei das Steuersignal den Duty-Cycle-Wert moduliert, der die durchschnittliche abgegebene Leistung bestimmt. Zu den wichtigsten Überlegungen gehört die Auswahl eines geeigneten MOSFET mit niedrigem RDS(on) und die Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Gate-Ansteuerspannung.

Berechnungen für die MOSFET-Auswahl

Die Berechnung umfasst die Bestimmung des erforderlichen Stroms, der erforderlichen Spannung und der erforderlichen Schaltfrequenz.

  • Drain-Strom (ID): Basierend auf den Lastanforderungen.
  • Spannungsbemessung (VDS): Sollte die maximale Schaltungsspannung überschreiten.
  • Gate Charge (Qg): Beeinflusst die Schaltgeschwindigkeit und das Fahrerdesign.

Die Berechnung des Arbeitszyklus (D) ist einfach: D = TON / TGesamt, wobei TON die EIN-Zeit und TGesamt die Gesamtperiode ist.