Я намерен использовать этот переключатель с высокой стороны в ШИМ-приложении с щеточным двигателем на 12 В, потребляющим до 8 А в установившемся режиме: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC33981.pdf
Коммутатор допускает полумостовую конфигурацию, в которой внешний МОП-транзистор нижнего плеча подключается к нагрузке, как показано на диаграмме ниже:
В документе указано следующее:
Я не понимаю, почему в этом приложении желательно снижение рассеиваемой мощности, кроме как по тепловым причинам.
При использовании диода энергия, накопленная в индуктивной нагрузке, будет рассеиваться быстрее при удалении стороны высокого напряжения. Я не уверен, как остаточный ток, протекающий через индуктор перед следующим циклом ШИМ, повлияет на систему, но я предположил, что это нежелательно.
Так почему же в этом случае MOSFET будет желательной заменой?
В импульсном преобразователе это желательно, потому что это означает, что он позволяет току в катушке индуктивности никогда не падать до нуля, что позволяет вам работать в непрерывном режиме вместо прерывистого режима, который производит меньше пульсаций и шума (я думаю ... что-то в этом роде) .
В двигателе это желательно, потому что вы не выбрасываете всю энергию, затраченную на создание магнитного поля в конце каждого цикла ШИМ, только для того, чтобы использовать больше энергии для его повторного создания в следующем цикле ШИМ. Это немного похоже на постоянную остановку и ускорение автомобиля без причины для поддержания средней скорости. Тратит газ. Более эффективно просто двигаться с постоянной скоростью между двумя крайностями, потому что вы не выбрасываете энергию.
Обычно вы выбираете частоту ШИМ, достаточно высокую, чтобы ограничить пульсации тока через двигатель, чтобы предотвратить колебания крутящего момента и звуковой шум, и поэтому ток в период выключения не будет уменьшаться до нуля, за исключением очень низких рабочих циклов. При рабочем цикле 50% двигатель будет работать примерно на половине полной скорости, а ток через обратный диод будет равен току двигателя в течение половины времени, поэтому, если вы проходите 8 А, вы рассеиваете 3-. 4 Вт с прямым падением напряжения на диоде 0,8–1,0 В — достаточно, чтобы уменьшить рассеивание.
Эти 3-4 Вт представляют собой энергию, рассеиваемую полем при затухании двигателя, и если вы можете существенно уменьшить это, вы уменьшите скорость затухания тока в период выключения, поэтому период включения может быть короче, чтобы восстановить потери и поддерживать одинаковая средняя скорость - так улучшается КПД двигателя и привода. Это улучшение наиболее заметно на низких скоростях (малые рабочие циклы ШИМ) и сводится к нулю на полной скорости. Для оборудования с батарейным питанием такое повышение эффективности имеет смысл.