Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Mosfet - grzeje się... czy tak ma być?

26 Maj 2018 18:42 810 15
  • Poziom 6  
    Witam
    Szukam sposobu na szybkie włączanie/wyłączanie odbiornika 7,5 lub 12v przy natężeniu do 4A.

    Zbudowałem na próbę układ:
    Mosfet - grzeje się... czy tak ma być?
    Akurat nie mam rezystorów 1k, więc zastosowałem 1,2k.
    Obciążenie - żarówka kierunkowskazów prąd na mierniku 1.63A.

    Mam pytanie odnośnie temp pracy mosfetów:
    1 przy jakim natężeniu mosfet będzie na tyle mało się grzał, aby utrzymać go w palcach, bez radiatora?
    obecnie z malutkim radiatorem mogę go trzymać przez może 5 sekund. tzn jakie max natężenie mogę uzyskać bez radiatora.

    2 Taka temp jest normalna przy dość małym prądzie, czy sterowanie jest złe i mosfet nie do końca otwarty?

    Potrzebuję tak sterować mosfetami N oraz P.
    testuję na Mosfet P IRF9520n ma niby wytrzymać 6.8A ale skoro przy 1.6 tak się grzeje to marnie to widzę:(
  • Relpol przekaźniki
  • Poziom 21  
    kapucyn116 napisał:
    ma niby wytrzymać 6.8A ale skoro przy 1.6 tak się grzeje to marnie to widzę:(

    Marnie widzisz, bo patrzysz nie tam gdzie trzeba.
    Patrz nie tylko na parametry graniczne ("ma wytrzymać"), a popatrz też na charakterystyki w karcie katalogowej, np. taką: "Maximum Drain Current Vs.
    Case Temperature" i dobierz radiator chroniący przed przekroczeniem dozwolonej temperatury obudowy.
    Poza tym żarówka to kiepskie obciązenie do testów. Zimna pobiera nawet 10 razy większy prąd.
  • Poziom 6  
    Akurat chodzi o test ciągły więc żarówka pracuje na gorąco, silnik tez pobiera na początku więcej, a innych lepszych odbiorników do testów nie posiadam.

    Znalazłem tylko "Continuous Drain Current" czyli jak rozumiem natężenie przy którym mosfet może pracować w sposób ciągły. (-4.8A, dla 100 stopni C, 6,8 dla 20C) tak czy inaczej to wartości będące wielokrotnością 1,6A

    W jaki zatem sposób działają np regulatory modelarskich silników bezszczotkowych (ESC) nie mają radiatorów a dają radę większym prądom?
    Np taki wersja DIY
    https://www.youtube.com/watch?v=8LXPcJD6hEA

    Dlaczego regulator z filmu się nie przegrzewa?? pomimo braku radiatorów i prądu jaki ten silnik pobiera?
  • Relpol przekaźniki
  • Moderator Projektowanie
    Układ jest OK, ale tranzystor - nie do tego celu.
    Patrz na Rdson=max. 0,48 Ohm = przy 4A będziesz miał na nim do 2V spadku napięcia co da moc strat do 8W, na gorąco Rdson wzrośnie nawet do 0,8 Ohm co da moc start do 13W.
    Co najgorsze - napięcie po tym tranzystorze będzie niższe o te 2V - zamiast 12V będzie 10V, a przy starcie silników będzie jeszcze gorzej.
    Dlatego
    kapucyn116 napisał:
    więc żarówka pracuje na gorąco

    nie do końca jest prawdą.
    On bez radiatora wytrzymuje do 2W (obudowa mocno parzy). Macanie palcem dużo nie mówi, zmierz na nim napięcie Uds i prąd Id, oblicz moc P=Uds x Id
    Teraz przy 1,6A masz zapewne moc strat ok. 1,6 x 1,6 x 0,48= ok. 1,2W i ma prawo być gorący.
    Zasilanie 12V czy 7,5V ? - bo przy 7,5V ten tranzystor nie będzie w pełni otwarty.
    Zmień tranzystor na inny o niskim Rdson ≦50mOhm, np. IRF4905.
    Dla Uzas =7,5V trzeba typ LogicLevel.
    kapucyn116 napisał:
    Dlaczego regulator z filmu się nie przegrzewa?? pomimo braku radiatorów i prądu jaki ten silnik pobiera?

    Tranzystor o niskim Rdson. Istnieją takowe o Rdson ok. 1miliOhm.
    Łatwiej o wybór odpowiedniego tranzystora wśród N-Channel, ale to wymaga innego układu sterowania, i obciążenie będzie dołączone do plusa a nie masy.
  • Poziom 12  
    Tranzystory mogą się grzać. Te mocniejsze do 150 stopni Celsjusza, a te słabsze jak na przykład 2n2222a nawet do 200 stopni Celsjusza. Nie ma się czym obawiać.
  • Poziom 43  
    MarianJanusz napisał:
    Tranzystory mogą się grzać. Te mocniejsze do 150 stopni Celsjusza, a te słabsze jak na przykład 2n2222a nawet do 200 stopni Celsjusza. Nie ma się czym obawiać.
    Obawiać może i nie, ale trwałość od tego spada wykładniczo, poza tym znane są też mechanizmy uszkodzeń związane nie tyle z wysoką temperaturą co z wielokrotnym nagrzewaniem i chłodzeniem, a ilość cykli potrzebna do zniszczenia tranzystora szokami termicznymi jest znacznie mniejsza niż trwałość elektromechanicznego przekaźnika, zresztą po kilkuset cyklach to nawet elementy SMD od płytki odpadają, jeśli najniższy koszt nie jest absolutnym priorytetem* warto dać trochę lepszy tranzystor i mieć spokój.

    A co do 2N2222 - wyższe temperatury nie są domeną "słabszych" tranzystorów, ale tych w lepszych (metalowych) obudowach, porównaj z 2N3055.

    *W amatorskich zastosowaniach i małych firmach nigdy nie jest tak żeby 1zł na tranzystorze robił różnicę w skali całego projektu, dopiero na masówce widać zysk z użycia najsłabszego możliwego tranzystora.
  • Poziom 6  
    Czyli tak czy inaczej bez zakupów się nie obejdzie.
    Czy takie mosfety będą dobre do tego zastosowania? (budowa amatorskiego ESC)

    Mosfet N:
    IRFTS8342TRPBF - logic level, Rezystancja w stanie przewodzenia 17.9mΩ, 8.1A
    https://www.tme.eu/pl/details/irl6372trpbf/tranzystory-multikanalowe/infineon-irf/
    AOD480 - 18A 23mΩ
    https://www.tme.eu/pl/details/aod480/tranzystory-z-kanalem-n-smd/alpha-omega-semiconductor/

    Mosfet P:
    IRLTS2242TRPBF - logic level, Rezystancja w stanie przewodzenia 55mΩ, 6,9A
    https://www.tme.eu/pl/details/irlts2242trpbf/tranzystory-z-kanalem-p-smd/infineon-irf/
    AOD4189 - 22mΩ, 28A
    https://www.tme.eu/pl/details/aod4189/tranzystory-z-kanalem-p-smd/alpha-omega-semiconductor/

    Dwa komplety, jeden logic level a drugi do sterowania przez zwykłe tranzystory. Potestuję to trochę się poduczę:)
    Znalazłem co prawda Mosfety N z rezystancją 4mΩ, ale tylko N, a potrzebuje pary N+P.
    Problem jest z P, który ma rezystancję w stanie przewodzenia 23mΩ(przynajmniej te w akceptowalnej cenie). Skoro mosfet P ma ok. 20mΩ, to do N tez nie chce niepotrzebnie dopłacać i N będzie też ok 22mΩ. Taka wartość nie spowoduje przegrzewania? Ten który używałem ma 0,48Ω więc wielokrotnie więcej.

    No i jeszcze pytanie odnośnie tranzystorów które będą włączać mosfety, 2N2222 nie, więc jakie? posiadam bc547 ale one jak czytałem tez nie bardzo się nadają...
    Macie jakieś propozycje? najlepiej z magazynu TME:) bo tam będę zamawiał mosfety.
  • Poziom 23  
    Dlaczego niby BC547 nie nadają się do włączania mosfetów? Do włączania żarówek ja bym wybrał mosfety których prąd maksymalny wynosi minimum 10 krotność prądu żarówki.
  • Poziom 12  
    Napięcie na BC547 najpewniej by go uszkodziło.
  • Moderator Projektowanie
    MarianJanusz napisał:
    Napięcie na BC547 najpewniej by go uszkodziło.

    Skąd taki wniosek?
    Łukasz.K napisał:
    ja bym wybrał mosfety których prąd maksymalny wynosi minimum 10 krotność prądu żarówki

    Błąd.
    Idmax podawany w datasheet to parametr w zasadzie ....zbędny, podawany jest na zasadzie tradycji?
    Ważny jest Rdson, z którego liczy się moc strat w czasie przewodzenia: P=Rdson x I². Uwaga na gorąco Rdson rośnie (patrz datasheet).
    kapucyn116 napisał:
    Problem jest z P, który ma rezystancję w stanie przewodzenia 23mΩ

    https://www.tme.eu/pl/katalog/#id_category=11...70%3A24972%2C26816%2C26810%2C24969%2C26447%3B
    http://pl.farnell.com/w/c/polprzewodniki-dysk...aj-obudowy-tranzystora=to-220ab|to-252|to-263
  • Poziom 43  
    kapucyn116 napisał:
    Szukam sposobu na szybkie włączanie/wyłączanie odbiornika 7,5 lub 12v przy natężeniu do 4A.
    Jak szybkie? jeśli chciał byś kluczować z częstotliwością ponadakustyczną, to układ wymaga dołożenia dwóch tranzystorów w układzie wtórnika komplementarnego, a jeśli wystarczy ci <1kHz to układ z pierwszego postu i tranzystor BC547 są poprawnym i całkowicie wystarczającym rozwiązaniem.
  • Poziom 6  
    ok czyli Mosfety sa ok to juz progres w rozwiązaniu problemu, dziękuję:)
    Ale...
    1khz hmmm, idealnie by było od mniej więcej 100Hz do 4-5 kHz :(
    Wtórnik komplementarny powiadasz? echhh robi się zbyt skomplikowanie jak dla mnie.
    Wtórnik, czyli kazdy mosfet musi być sterowany np tak(mosfet i tranzystory przykładowe, schemat wyszukany na elektordzie, przy próbie ogarnięcia pojecia wtórnika):
    Mosfet - grzeje się... czy tak ma być?
    Czy możecie mi wytłumaczyć w takim razie działanie drivera mosfet?
    Rozumiem to tak: z jednej strony podłączam do takiego drivera sygnał sterujący np z atmegi, napięcie z akumulatora, a z drugiej podłączam mosfeta. ten driver po otrzymaniu sygnału 5v sam dostarczy na wyjściu odpowiednio wyższe napięcie (to akumulatorowe) które w pełni otworzy mosfeta tak?
    Czy driver zadziała z mosfetem P i N czy każdy typ ma inny driver dedykowany osobno do P i do N? Nigdzie nie mogę znaleźć czytelnego i prostego wytłumaczenia wejść HIN, LIN i wyjść HO, LO. Jedno jest do mosfeta P drugie N? czy steruje się nimi inaczej? jedno stanem niskim drugie wysokim?
    Driver to takie coś w stylu wzmacniacza LM358, tylko szybsze i większej mocy?

    np czy nada sie taki:
    IRS2003PBF
    https://www.tme.eu/pl/details/irs2003pbf/drivery-uklady-scalone/infineon-irf/
  • Poziom 43  
    Cytat:
    1khz hmmm, idealnie by było od mniej więcej 100Hz do 4-5 kHz :(
    To było bardzo zgrubne oszacowanie - rząd wielkości, z 4-5kHz też nie powinno być źle.
  • Poziom 21  
    kapucyn116 napisał:
    1khz hmmm, idealnie by było od mniej więcej 100Hz do 4-5 kHz

    Napisałeś też coś, z czego pośrednio wynika, że obciążeniem ma być silnik.
    Jakiego typu to silnik i o jakiej indukcyjności uzwojenia?
    Czy na pewno da się go kluczować z częstotliwością 4-5 kHz?
  • Poziom 6  
    silnik modelarski, coś mniej więcej tego typu:
    https://abc-rc.pl/silnik-1400kv-2-3s-180w-abc-power

    tyle że mniejszy i słabszy, ale tego typu. Niestety indukcyjności chińscy przyjaciele nie podają:) ale to są raczej wysokoobrotowe silniki.
    Testowo zbudowałem układ na zwykłych tranzystorach tip122 itp, i działa kręci się, nawet słucha tego co dam na potencjometrze:)
    Tylko że wymaga duuuuużego radiatora i wentylatora do chłodzenia, więc muszę przejść na mosfet.
    Najmniejszy czas między przełączaniem fazy to ok 2-3ms.
  • Poziom 21  
    Niestety z tego linku nie wynika dla mnie jaki to typ silnika.
    Ale jeśli ma 3 przewody, a Ty piszesz o przełączaniu fazy, to bezkomutatorowy, z założenia przeznaczony do dość szybkiego kluczowania.