15 mars 2022
Pourquoi utiliser un transistor de puissance MOSFET ?
Le transistor de puissance MOSFET se voit de plus en plus présent dans les systèmes électroniques. Explorez son rôle et ses avantages pour les manufacturiers de véhicules spécialisés.
Quel est le rôle du MOSFET ?
Le terme MOSFET provient de l’acronyme anglais Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor. Celui-ci peut se traduire par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur ou par transistor à effet de champ à grille isolée. Un MOSFET est donc un dispositif semi-conducteur faisant partie de la famille des transistors. En électronique, sa fonction est d’acheminer le voltage nécessaire vers une charge. Ils jouent ainsi en quelque sorte le même rôle qu’un interrupteur (tel qu’un relais électromécanique traditionnel), mais avec des avantages qui surpassent souvent ce dernier.
Le monde occidental a plus largement adopté cette technologie que dans le reste du monde. Toutefois, plusieurs manufacturiers de véhicules spécialisés ou d’équipements mobiles hésitent encore à abandonner l’utilisation des relais classiques et à migrer vers des systèmes de contrôle complètement électroniques et autoprotégés. Les raisons sont multiples : manque de compréhension de la technologie, simplicité du système actuel à opérer, puissance requise trop élevée ou encore la perception que la technologie serait plus onéreuse. Pourtant, l’opportunité demeure bien réelle et est plus justifiée que jamais, en particulier pour les carrossiers de véhicules d’urgence ou d’utilité publique.
Quels sont les avantages d'adopter un contrôleur de distribution de puissance équipé de mosfet ?
Petit, rapide et silencieux
Un transistor MOSFET de puissance est beaucoup plus petit qu’un relais et peut également être utilisé en tant qu'appareil de commutation rapide. Puisqu’il est de nature non mécanique, il peut fournir une commutation beaucoup plus rapide par rapport aux relais. De plus, ils sont silencieux et n'indiquent pas s'ils sont activés.
Capacité de modulation de largeur d'impulsion
La modulation de largeur d’impulsion, plus connue sous son terme anglais Pulse-width modulation (PWM), est une méthode de réduction de la puissance moyenne délivrée par un signal électrique. La valeur moyenne de la tension fournie à la charge est contrôlée en activant et désactivant le commutateur entre l'alimentation et la charge à un rythme rapide. Plus l'interrupteur est allumé par rapport aux périodes d'arrêt, plus la puissance totale fournie à la charge est élevée. Le MOSFET permet de contrôler cette puissance de sortie en variant ses temps d’activation et de désactivation, chose qu’un simple relais ne permet pas de faire. On utilise communément le PWM pour contrôler la vitesse d’un moteur DC ou encore la luminosité de l’éclairage.
Protection contre les surtensions et durée de vie
Un autre grand avantage est que certains transistors sont protégés en cas de court-circuit. Par exemple, chez Systèmes PRAN Inc., la plupart de nos produits à sorties transistorisées sont protégés par des circuits qui occupent cette fonction spécifique. Il est néanmoins possible d’intégrer le même genre de protection de court-circuit sur des relais, en ajoutant par exemple un dispositif de protection tel qu’un fusible ou un disjoncteur. Toutefois, lorsqu’un court-circuit survient, le dispositif de protection s’ouvrira et peut potentiellement briser, dépendamment du type de dispositif utilisé. À cela s’ajoute également du filage. Par ailleurs, le MOSFET peut envoyer un message pour avertir en cas de problème dans le système via un afficheur. Enfin, les relais ont une usure plus rapide.
Prix et autres avantages
De manière générale, les MOSFET sont moins chers. Au fil du temps, on remarque également qu’ils deviennent de plus en plus puissants. Par ailleurs, pour les intégrateurs de systèmes de contrôle s'ajoutent les avantages d’avoir un système plus rapide à installer, configurable la plupart du temps et nécessitant moins de câblage. Une fois la technologie adoptée, elle offre des possibilités supplémentaires liées à la sécurité, à la réduction de l’espace requis du système électrique dans le véhicule et peuvent même offrir plus de fonctionnalités ou d’intelligence.
Quel avenir pour les transistors à effet de champ à grille isolée ?
La croissance des semiconducteurs de puissance se poursuivra dans les prochaines années dans presque tous les secteurs d’activité. L’arrivée de la COVID-19 a cependant fait basculer la demande en MOSFET et microcontrôleurs vers la production de produits électroniques grand public, causant des maux de tête aux manufacturiers automobiles et d’équipements spéciaux. Malgré ce ralentissement, tous les indicateurs sont positifs qu’une croissance est attendue pour les cinq prochaines années.
À moins d’avoir un véhicule nécessitant des tensions ou courants de fonctionnement très élevés, les contrôleurs transistorisés demeurent la solution d’avenir pour les carrossiers et intégrateurs de systèmes électriques pour véhicules spéciaux de tout genre.
Si vous êtes un fabricant de véhicules spécialisés et aimeriez savoir si une transition vers un système de contrôle complètement électronique et autoprotégé serait adaptée pour votre application, écrivez-nous ! Il nous fera plaisir de vous assister dans vos projets et vous soutenir dans votre transition.
