【应用】国产P沟道MOSFET TTD70P04AT成功用于电机电源控制板作负载开关，导通电阻仅5.5mΩ

时间： 2022-03-29 来源：世强

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本项目是一个电机电源控制板，主要功能是控制4个200W的大功率直流电机的供电电源，电机供电电源24V，4个电机的工作电流大约30A左右。由于是在电源正极对电机负载进行开关控制，所以最适合的就是选择P沟道MOSFET作为电源开关控制器件。对于PMOS器件的选型，首先需要确定的是系统最大的连续工作电流，在本项目中需要选择连续电流大于30A的PMOS；考虑到电机工作时会产生比较大的瞬时电流，在PMOS选型的过程中一定要留够负载电流余量。另外在大电流负载的情况下，还需要考虑系统的散热设计。通过选型对比最终选择无锡紫光微的TTD70P04AT作为电机电源的控制开关。

TTD70P04AT主要电气性能参数：

V_ds=-40V；

R_ds(on)=5.5mΩ（ID=-30A,Vgs=-10V，典型值）；

I_D=-70A（V_gs=-10V，持续电流）；

P_D为143W(TC =25ºC)；

R_ƟJA为60 ºC/W (最大值)。

通过上面的电气参数列表可以得知TD70P04AT的导通电阻小，持续过流能力可以达到70A，当V_GS=-10V的时候导通电阻R_DS的典型值只有5.5mΩ；当在PMOS上通过30A的负载电流时，在PMOS上产生的功耗大约是5W；在器件上产生的温升大约是，60 ºC/W X5.5W=330 ºC，已经远远超过器件的结温175 ºC；如果不做散热处理肯定会损坏器件。另外温度上升后R_DS也会变大，这会进一步的加快温升。对于大功率器件散热是必须要做好的，否则一方面会有损坏器件的风险，另一方面电子产品长期在高温条件下工作也会影响系统的稳定性和使用寿命。

本项目中的电路：

电路设计中注意V_GS的电压值，调整电阻R314与R316的比值可以设置V_GS的大小。V_GS设置到合适的值后，导通电阻R_DS最小，另外V_GS不能超过数据手册上标称的最大值。

对比国外品牌70P04系列的PMOS电气性能参数可知：TTD70P04AT具有更低的导通电阻，更大的耗散功率，相当于在同样的负载电流情况下TTD70P04AT的发热量会低16%左右。TTD70P04AT是国产器件，具有货源好和更高的性价比，适合应用于各种新产品设计以及老产品的更新换代。

项目实物照片：

实际测试中，器件在30A负载条件下不做散热处理不能长期运行，会损坏器件，笔者设计增加了一块大的散热器，器件温度长期稳定在70ºC左右。

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