¿Cómo puedo elegir un MOSFET basándome en Rds? He entendido todos los parámetros excepto este

Question

He entendido todos los parámetros excepto R _ds y la pérdida de conducción. Por favor, explíquemelas.

Estoy utilizando un paquete de baterías de iones de litio de 36 V y su tensión máxima es de 42 V para accionar un motor.

Especificaciones del motor:
Corriente mínima: 500 mA
Corriente máxima: 15 A
I _pulso : 30 A

El MOSFET que pienso utilizar es el Vishay SQD50N05-11L

Especificaciones del MOSFET:

Así que, basándome en la especificación anterior, he calculado la disipación de energía:

Disipación de energía: I 2 * R _ds \= (15 A) 2 * 11 mohm = 2,47 vatios

Y la potencia máxima que el transistor puede disipar sin un disipador de calor:

(T _max - T _ambiente ) / R(jA) = (175 °C - 25 °C) / 60 °C/W = 2,5 vatios

Estoy confundido que cómo comprobar y relacionar el poder disipación con R _ds y seleccionar el MOSFET en función de ella. ¿Está bien el MOSFET que he elegido, basándome en las especificaciones anteriores o debería optar por un MOSFET con un R _ds ?

Y por favor, explique cómo seleccionar los MOSFETs en función de R _ds .

Answer 1

El MOSFET con el mínimo R _dson no siempre es la más adecuada. Los que tienen un R _dson tienen un gran Q _g cargo de la puerta. Esto significa que necesitan un potente controlador de puerta si quieres hacer PWM. Una mayor carga de puerta hace que el encendido/apagado sea más lento, por lo que las pérdidas de conmutación son mayores. El buen MOSFET es el que tiene el menor producto: R _dson * Q _g

La pérdida total de un MOSFET es la pérdida de conducción + la pérdida de conmutación. Si su aplicación sólo necesita encender y apagar un motor, el MOSFET que elija se adaptará a su demanda.

Answer 2

Su comprensión de R _Dson y la pérdida de conducción está bien. Sólo hay que saber que R _Dson varía con V _gs y aumenta con la temperatura, normalmente entre un 150% y un 200% en su punto más caliente, por lo que debes tenerlo en cuenta si tienes previsto que haya mucha corriente o calor. Puedes encontrar el R _DSon frente a la temperatura en la hoja de datos.

Pero sepa que hay pérdidas de conmutación si conmuta su transistor a alta frecuencia (o tiene un tiempo de transición demasiado largo). El PWM del motor es uno de esos casos en los que hay que prestar atención a las pérdidas por conmutación. Son más complejas que las pérdidas de conducción y se supone que son iguales a las pérdidas de conducción en un diseño óptimo.

Usted selecciona uno que pueda manejar su corriente a su frecuencia de conmutación donde la pérdida de conducción = pérdida de conmutación. Intentar seleccionar en base a la pérdida de conducción sin la pérdida de conmutación es como intentar elegir un coche en base a la velocidad máxima y nada más: si sólo te importa la velocidad máxima no te importa el coste, la eficiencia del combustible, el manejo, las características, la apariencia o cualquier otra cosa. Simplemente elegirías lo más rápido posible, porque más rápido es mejor y no te importan los compromisos que se hagan en cualquier otra parte, pero eso no es práctico, porque acabarías con un drag racer que va rápido, pero que no puede ni doblar una curva.

Dimensionar cerca del máximo utilizando sólo la pérdida de conducción cuando se opera a alta frecuencia quemará su MOSFET debido al calor de las pérdidas de conmutación.

Answer 3

Idealmente, un transistor debería tener una resistencia CERO cuando se enciende, pero no vivimos en un mundo ideal, por lo que nos vemos obligados a obtener la menor resistencia posible.
No entiendo por qué se hace esa pregunta, ya que se entiende que una mayor RdsON significa más pérdidas. POR SUPUESTO que intentarás conseguir el RdsON más bajo disponible.
Hay muy pocos casos especiales en los que se prefiera una RdsON más alta.
Como puedes calcular la pérdida de potencia (la cantidad de calor generada) basándote en el RdsON, puedes ver si será demasiado para tu circuito.
En el caso anterior, el transistor es bastante bueno para su propósito, todo lo que necesita es un pequeño disipador.
A veces, el factor que limita la elección de un MOSFET es también su precio, su capacitancia y/o su velocidad. Una mayor capacitancia requerirá un controlador de MOSFET más potente y aumentará las pérdidas a frecuencias de conmutación más altas, por lo que en ese caso no nos decantamos por el RdsON más bajo si eso implica mayores pérdidas en general.