MOSFET: http://ixdev.ixys.com/DataSheet/99175.pdf
Conductor: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2183.pdf
¿Qué factores hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar un buen combo MOSFET/Driver, y por qué?
Por qué mi selección sería errónea o mala de acuerdo con esos factores si estoy operando a 150kHz, 170VDC, 3-4A.
(Creo que ésta es una reformulación más independiente del tiempo y más útil para la comunidad de mi antigua pregunta).
He aquí un método para seleccionar cuantitativamente el MOSFET que mejor se adapte a los requisitos. Las ecuaciones utilizadas aquí se basarán en las del hilo "micro, MOSFET y motores de corriente continua" pero se reordenará y reformulará para reflejar mejor los parámetros de la hoja de datos del MOSFET.
Criterios estáticos básicos:
\$V_{\text{DS}}\$ ~ \$1.5 V_{\text{s-max}}\$ : \$V_{\text{DS}}\$ no debería ser menor, pero tampoco mucho mayor que 1,5 veces la tensión suministrada.
\$V_{\text{Drv-min}}\$ > 2 \$V_{\text{th-max}}\$ : Si el pico de tensión de accionamiento es menor, la conducción del canal del FET no se verá totalmente reforzada.
\$\text{$ \Delta $T}_{J-A}\$ < 50C : En el enfoque que se mostrará, el aumento de temperatura y la resistencia térmica de la pieza se utilizarán para establecer los criterios de potencia global. El objetivo es mantener la temperatura de la unión del FET por debajo de 120C, lo que se conseguirá con un aumento de temperatura de 50C aunque la temperatura ambiente sea de 70C. Para una temperatura ambiente más razonable de 50C a \$\text{$ \Delta $T}_{J-A}\$ de 50C, por supuesto, da como resultado una temperatura de unión de 100C, que es la que utilizaremos en los criterios de selección.
La potencia total disipada en el FET será el aumento de temperatura dividido por la resistencia térmica:
\$P_T\$ = \$\frac{\text{$ \Delta $T}}{\Theta _{\text{JA}}}\$ = \$P_{\text{cond}}\$ + \$P_{\text{sw}}\$ = \$R_{\text{ds}}\$ DC \$I_d^2\$ + \$ I_d V_s F_{\text{PWM}} \tau\$
donde CC = ciclo de trabajo y tiempo de conmutación del FET \$\tau\$ = \$\frac{2 R_g Q_{\text{mp}}}{V_{\text{drv}}}\$ ,
Afirmaré, sin pruebas, que la potencia más baja se alcanzará teniendo \$P_{\text{sw}}\$ = \$P_{\text{cond}}\$ . Por lo tanto, en las siguientes ecuaciones, tanto \$P_{\text{cond}}\$ y \$P_{\text{sw}}\$ se sustituirá por \$\frac{\text{$ \Delta $T}}{2 \Theta _{\text{JA}}}\$ o 1/2 \$P_T\$ .
Criterios de selección dinámica:
A continuación, las ecuaciones de selección para \$R_{\text{ds}}\$ y \$Q_{\text{mp}}\$ se puede escribir como:
\$R_{\text{ds}}\$ = \$\frac{ \text{$ \Delta $T}}{3 I_d^2 \text{ DC } \Theta _{\text{JA}}}\$ : Recordemos que \$R_{\text{ds}}\$ aquí se escala en 2/3 para tener en cuenta la temperatura de unión de 100C y el coeficiente de temperatura positivo de \$R_{\text{ds}}\$
\$Q_{\text{mp}}\$ = \$\frac{3 \text{$ \Delta $T} V_{\text{drv}}}{4 I_d F_{\text{PWM}} R_g \Theta _{\text{JA}} V_s}\$
Ejemplo:
En este caso, los parámetros definitorios son:
Con ellos se obtienen parámetros de búsqueda:
Este es el resultado de la búsqueda Digikey
El mejor partido fue un IPP600N25N3 que tenía un \$Q_{\text{mp}}\$ de 3nCoul, por lo que para cumplir los requisitos de disipación de potencia o bien \$F_{\text{PWM}}\$ tendría que reducirse a unos 50 kHz, o se necesitaría un disipador de calor para disminuir la resistencia térmica.
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