Jaki MOSFET do sterowania silnikiem 11A, 48V, 50kHz, niski trise+tfall?

Witam,

szukam jakichs MOSFETow do sterowania uzwojeniami silnika (11A, 48V). Przegladnalem juz troche internet, ale chcialbym sie poradzic. Poniewaz chce, aby tranzystory te pracowaly z czestotliwoscia ok 50 kHz nie musza miec koniecznie super niskiej Rds(on), gdzyz wieksza czesc strat mocy beda stanowily straty zwiazane z przelaczaniem. Dlatego przydaloby sie cos o jak najmniejszym trise+tfall. Do tej pory najlepsze co znalazlem to rdson ok 3mohm i trise+tfall troche ponizej 100ns (np. od STMicroelectronics).
Ktos cos ostatnio odpowiedniego widzial, uzywal?

Pozdrawiam

Spróbuj tego, co prawda jest na 500V/18.4A ale jest w miarę tani i wiem, że na pewno jest zdolny do pracy nawet powyżej 200KHz i przy dużych mocach.

http://www.semiconductors.com.pl/web/pliki/IRFP460.pdf

jest dostępny http://www.semiconductors.com.pl/

Dzięki za odpowiedz.
Na tego raczej sie nie zdecyduje (jezeli tranzystor moze pracowac przy 500V to na pewno odbije sie to na jego wymiarach i co za tym idzie na pojemnosciach). A poza tym jest on na 11.8 A tylko, wiec ze tak powiem troche maly bym mial zapas.

Ale na tej stronce znalazlem cos wygladajacego juz w miare ok, a mianowicie:

http://semiconductors.com.pl/web/pliki/stp16ne06.pdf

ma to rdson co prawda 8mohm (a przy 100 stopniach cos pod 12), ale za to tfall+trise jest na poziomie 65ns co na pewno przelozy sie na male straty podczas przelaczania.

Generalnie chcialbym te tranzystory polozyc za plytce bez radiatorow (wiem, ze ciezka sprawa ale wydaje mi sie, ze mozliwa) lub ewentualnie z jak najmniejszymi.



Ma ktos moze jakies lepsze pomysly? Tak, przyznaje sie, ide troche na latwizne zamiast samemu lepiej poszukac ;]. Jezeli chodzi o cena to (prawie) nie gra roli, nie musi byc tez dostepny w pl. Oprocz N potrzebuje tez P. Co z tym?

Pozdrawiam

Witam
Dlaczego chcesz aż 50kHz, przecież wystarczy 25kHz aby nikt już nie usłyszał urządzenia. Szybkie przełączanie powoduje większe przepięcia i więcej problemów.

kazimi napisał:

Generalnie chcialbym te tranzystory polozyc za plytce bez radiatorow (wiem, ze ciezka sprawa ale wydaje mi sie, ze mozliwa) lub ewentualnie z jak najmniejszymi.

Około 12A i chciałbyś bez radiatorów ? Oblicz sobie ile watów będzie się wydzielać na jednym tranzystorze i sprawdź parametry dostępnych tranzystorów (parametr Thermal Resistance Junction). Jeśli wyjdzie jakaś rozsądna temperatura do gratuluje.
Pamiętaj, że zawsze możesz skorzystać z IGBT. Do tego masz dedykowane drivery (z czasami martwymi etc.).

Ok, wydaje mi sie, ze troche przeszacowalem to bez radiatorow, ale w kazdym badz razie chce je zminimalizowac. Generalnie obliczenia mozna (np. dla wspomnianych 25kHz) przedstawic jako (myslalem o wyzszych czestotliwosciach na zapas, zeby uzyskac jak najplynniejsza prace silnika, ale w sumie to glupota myslec na razie o tym - zobacze najpierw jak wyjdzie pierwszy model):

Wezmy na przyklad "na ruszt" tranzystor:

STB160N75F3

Posiada parametry: rdson = 4mohm (przy 100stopniach jest to 6mohm)

Czas narastania: 65 ns
Czas opadania: 15ns

Nie znam dokladnie sie na nazewnictwie, ale silnik, ktory chce sterowac to bldc, z trzema uzwojeniami polaczonymi w gwiazde. Chce zastosowac typowe sterowanie, jak ponizej:


Problem czasow martwych wiec calkowicie odpada, samo sie to rozwiazuje.

Wracajac jednak do strat:

1)statyczne - przez 1/3 czasu kazdy z tranzystorow jest wlaczony (te gorne sterowane przez pwm to nawet krocej). Wydzieli sie wtedy na nich strat statycznych ilosc rowna: rdson(100stopni)*11A^2*(1/3czasu) = 6mohm*121A^2*1/3 = 0.24 [W].

2)dynamiczne - tu jest gorzej, ale mozemy obliczyc, ile wydziela sie z kazdym herzem.

Otoz przy kazdym przelaczeniu ( a wiec wlaczeniu i wylaczeniu) wydzieli sie:
(sredni_prad)*(srednie_napiecie)*(suma_czasow_przelaczania) = 11A/2*28V/2*80ns = 0.00001056 Wata na kazdy herz. Czyli z tego wynika, ze jezeli zwiekszymy czestotliwosc przelaczania tranzystora o 10KHz, wzrosnie wydzielana moc o 1W.

Czyli jednak troche duzo sie wydziela, biorac pod uwaga, ze przydaloby sie przynajmniej wyjsc poza pasmo akustyczne. No ale generalnie zle chyba nie jest. Co do driverow to mam troche problem, bo chce dac wszystkie tranzystory typu N, wiec nie bardzo wiem, co z "high side". Upolowalem na razie IR2110 lub moze cos podobnego, wiec mysle ze bedzie to dobry punkt, zeby rozpoczac eksperymenty.

No chyba ze ktorys z uzytkownikow ma gotowy schemat i jest sie chetny nim podzielic ;]

Pozdrawiam

Kazimi poszukaj aplikacji ze sterownikiem IR2130. Jest to sterownik trójfazowy z bootstrapem (dodatkowo pomiar prądu, zabezpiecznie nadprądowe etc.).
Częstotliwość przełączania zaworów powyżej 20kHz jest raczej rzadko spotykana w falownikach. Wraz ze wzrostem częstotliwości musisz bardziej uważać na projektowany obwód drukowany, żeby nie powstawały indukcyjności pasożytnicze (mogą pośrednio spowodować spięcia i popalenie tranzystorów).
Poniżej prezentuje link ze strony Atmela, w którym opisano podstawy realizacji sterowania BLDC:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8138.pdf
Zobacz przede wszystkim na jakiej zasadzie następują przełączenia zaworów falownika.
Swoją drogą musisz uważać na nazewnictwo, przyjęło się w Polsce, że bezszczotkowe są BLDC i PMSM, ale w anglojęzycznej literaturze brushless może być również silnik indukcyjny (bo oczywiście nie ma szczotek).

Kabuto15 - dzieki za porady. Generalnie sporo juz chyba wiem od strony teoretycznej wiec zaczynam budowe modelu zeby zobaczyc jak w ogole to wyglada. IRF2130 - juz go widzialem, jest dosc popularny, jednak dla mnie troche lipa. Otoz nie oferuje na wyjsciu zbyt duzo pradu. Jako ze chce uzyc MOSFETOW-N, o ktorym wspomnialem powyzej, to zeby uzyskac takie czasy przelaczen jak w dokumentacji, pojemnosci wejsciowe potrzebuje przeladowywac sporym pradem, rzedu 2A. Da sie to uzyskac przy pomocy np. IR2110 (choc potrzeba po jednej kostce na kazda pare tranzystorow). Co do aplikacji to znalazlem juz sporo wlasnie atmela czy microchipa czy inne.