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Les MOSFET de puissance expliqués - Guide en 5 minutes pour concepteur pressé

L'énergie solaire est un secteur d'activité important. Alors que la demande de panneaux solaires se développe, il y a un besoin croissant d'électronique plus compacte, capable d'offrir un rendement optimum, afin que chaque milliwatt d'énergie moissonné du soleil, soit capturé et rendu disponible à l'utilisation.

Les onduleurs photovoltaïques convertissent le courant continu produit par une matrice de cellules photovoltaïques, en courant alternatif à la tension de ligne et à la fréquence locale, prêt à être injecté dans le réseau ou à alimenter une installation hors réseau. Des micro-onduleurs qui se connectent à un seul panneau sont également disponibles, évitant ainsi qu'un panneau dont la puissance de sortie serait réduite (peut-être à cause de l'ombre ou de la neige) n'affecte de façon disproportionnée la puissance de sortie de toute l'installation.

Power MOSFETs explained - a 5 minute guide for the busy design engineer

Les concepteurs d'inverteurs font souvent face à des exigences apparemment contradictoires pour améliorer le rendement et minimiser les pertes, tout en miniaturisant et en assurant la fiabilité.

Les MOSFET de puissance sont typiquement les dispositifs semiconducteurs de commutation de choix pour les panneaux solaires, parce qu'ils ont ce côté "faciles à piloter" qui permet de les commuter à fréquence élevée avec un bon rendement. Une tension nominale de 600V ou 650V est typiquement retenue pour disposer d'assez de marge pour traiter les transitoires haute-tension en toute sécurité.

Les MOSFET de puissance disposent d'une diode intrinsèque. Pour minimiser les pertes de commutation et augmenter le rendement du système, on utilise des diodes FRD (Fast Recovery Diode, ou diode à récupération rapide) en fonction de la topologie du circuit. Ces diodes FRD sont typiquement et simplement caractérisées par leur trr (reverse recovery time, ou temps de récupération inverse). En outre, choisir des dispositifs à diode FRD intégrée au boîtier du transistor MOSFET, permet de réduire le nombre de composants, de gagner de la place, de simplifier la conception et d'alléger la nomenclature.

Un certain nombre de MOSFET à diode FRD intégrée sont désormais disponibles dans différents boîtiers. Ces dispositifs offrent un trr de seulement 100 ns (contre 280 ns pour une version normale) et une valeur RDS/ON qui peut descendre jusqu'à 0.23Ω.

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