¿Es una buena práctica ejecutar grandes cantidades de corriente a través de un MOSFET?

Question

He estado buscando una buena manera de controlar el flujo de una gran cantidad de corriente en mi proyecto. Esto puede en algunos puntos 40-50 amperios a 12-15 V. Mientras que los relés son una buena opción, son mecánicas y por lo tanto, tómese el tiempo para activar y se desgastan con el tiempo.

He visto MOSFETs (como este IRL7833) que se anuncian para ser capaz de manejar las tareas exigentes. Sin embargo, teniendo en cuenta el tamaño de la FET, se me hace incómodo estar poniendo esa cantidad de energía a través de él. Esta es una preocupación válida?

Answer 1

¿Por qué un grueso alambre de cobre de manejar una corriente grande?

Porque tiene una baja resistencia. Como siempre que se mantenga la resistencia a la baja (cambiar el MOSFET totalmente en, por ejemplo, el uso de V_gs = 10 V como en la hoja de datos de la IRL7833), a continuación, el MOSFET no disipan energía.

La potencia disipada \$P\$: \ $P = I^2 * R\$ así que si R se mantiene lo suficientemente bajo como el MOSFET puede manejar esto.

Sin embargo, hay algunas advertencias:

Echemos un vistazo a la hoja de datos de la IRL7833.

Que 150 es en un caso la temperatura de 25 grados C. Esto significa que usted probablemente necesitará un buen disipador de calor. El calor que se disipa debe ser capaz de "escape" como la R_ds,en el NMOS se incrementará con el aumento de la temperatura. Que va a aumentar la disipación de potencia... a Ver a dónde se va? Se llama aceleración térmica.

Esas corrientes muy elevadas a menudo son impulsos de corrientes, no continuo corrientes.

Página 12, punto 4: Paquete de limitación actual es de 75

En la práctica, con una IRL7833 que está limitado a 75, si usted puede mantener el MOSFET se enfríe lo suficiente.

Usted desea operar en 40 - 50, que es menor que el 75 A. más lejos de la estancia de los MOSFET de los límites de la mejor. Así que usted podría considerar el uso de una aún más potente MOSFET o usar dos (o más) en paralelo.

Usted también no poner esa cantidad de energía a través de los MOSFET, y el MOSFET es la no manipulación de 50 a * 15 V = 750 vatios.

Al apagar el MOSFET se maneja 15 V en casi ninguna corriente (sólo salida), debido a la baja corriente que no será suficiente energía para calentar el MOSFET.

Cuando en el MOSFET maneja 50 A, pero va a tener menos resistencia de 4 mohm (cuando está fresco) lo que significa que de 10 vatios. Eso está bien, pero usted tiene que mantener el MOSFET fresco.

Preste especial atención a la figura 8 de la hoja de datos, "la Máxima de Operación Segura de la Zona" debe permanecer dentro de esa área o el riesgo de dañar el MOSFET.

Conclusión: entonces, ¿usted? Sí, se puede, pero tienes que hacer algo de "deberes" para determinar si usted va a estar dentro de los límites seguros. Sólo asumiendo que un MOSFET puede manejar una cierta corriente porque se anuncia como tal, es una receta para el desastre. Usted tiene que entender lo que pasa y lo que estás haciendo.

Por ejemplo: desde 50 a través de 4 mohms ya da 10 W disipación de energía, ¿qué significa esto para todas las conexiones y las huellas en un PCB? Se debe tener una muy baja resistencia!

Answer 2

Complementando la buena respuesta de @Bimpelrekkie, me gustaría llamar su atención sobre la necesidad de una ruta alternativa para el flujo de corriente cuando el interruptor de su carga.

Incluso si usted está controlando la corriente de un (teóricamente) carga resistiva pura, puede incluir algunos inductancia parásita. Así, al cambiar la 15A, esta inductancia provocará una tensión de sobregiro en el mosfet de terminales, lo que podría llevar a la ruptura y la consecuente destrucción. Incluso los cables de la auto inductancia puede causar algún problema con esta cantidad de corriente.

La solución habitual es colocar un diodo en anti-paralelo con la carga, como en el diagrama a continuación:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Además, como usted está preocupado acerca de la disipación de energía, es importante mencionar también la potencia disipada cuando el mosfet está encendido y apagado. La energía se disipa cada vez que el canal está formado o bloqueado.

La potencia disipada debido a la conmutación es de aproximadamente:

\$P_{switching} = \frac{1}{2}\cdot V\cdot I_{load}\cdot f_{switching}\cdot t_{switching}\$

Como se puede ver, si usted pasa mucho tiempo en el proceso de cambio, el mosfet puede disipar a mucho poder y va a ser un problema.

Para hacer las transiciones rápidas, es necesario utilizar una puerta de conductor de circuito entre el arduino y el mosfet. Además, la puerta del conductor de circuito es obligatoria si usted está planeando utilizar el mosfet conectado a la terminal positiva de la fuente de alimentación. En esta situación, el arduino no es capaz de generar un voltaje positivo entre puerta y fuente de terminal, ya que el código de flotación en función de la corriente de carga condición.

Answer 3

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