Sélection d'un MOSFET pour une utilisation DC


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J'ai une question générale concernant la sélection MOSFET. J'essaie de sélectionner un MOSFET pour une utilisation DC. Je cherche à remplacer un relais 5A 24V par un MOSFET de type N.

Le MOSFET serait piloté par un micro, donc j'aurais besoin d'une porte de niveau logique. Le micro est une logique 5v.

Je vais les produire en série, donc le coût est mon principal moteur.

La plupart des MOSFET que j'ai rencontrés n'ont pas de zone DC appelée dans les courbes SOA. Par exemple, celui que je regardais potentiellement était le IRLR3105PBF.

Fiche technique ici

Voici les paramètres que j'ai consultés:

VDSS Max = 55V qui est >> que mon bus 24Vdc donc ça va.

Power Calc - 5A * 5A * 0.37mOhm = .925W (élevé mais je pense qu'un DPAK peut gérer cela)

entrez la description de l'image ici

FIGURE 1 & 2 - VGS @ 5V -> VDS = 0,3V @ 25C (mais le graphique 20uS Pulse je veux que ce soit DC?) VGS @ 5V -> VDS = 0,5V @ 175C (encore une fois, je veux que ce soit DC? )

Courbe SOA

FIGURE 8 - En regardant VDS - 0,5 V (pire cas), il ne montre que 1 V. 1 V peut aller jusqu'à 20 A de plus que ce dont j'ai besoin pour une impulsion de 10 ms. (Je suis vraiment confus à ce sujet, devrais-je simplement supposer que j'aurai un VDS de 1 V en regardant cela?)

Mais vient ensuite ma question principale Je veux DC où dois-je chercher cela?

Est-ce juste un mauvais choix? (J'ai l'impression que c'est parce que nulle part dans la fiche technique il ne parle de DC) Que dois-je rechercher lors de la recherche sur Digikey?

TLDR Comment dois-je sélectionner les transistors FET pour une utilisation CC?


Notez que vous pouvez utiliser un pilote MOSFET (puce ou bricolage) entre le uC et le MOSFET de puissance. L'exigence que votre MOSFET commute avec 5V (ou 3,3V?) À la porte limite considérablement vos options.
Wouter van Ooijen

D'accord à 100%, j'essayais simplement de maintenir le coût de la nomenclature aussi bas que possible. @WoutervanOoijen
EE_PCB

Les MOSFETS robustes ne sont pas bon marché. Vous semblez avoir 24V disponible. Un petit transistor à effet de champ ou un transistor + quelques résistances peuvent élever votre 5V à 10V, ce qui pourrait élargir vos options à des MOSFET moins chers, ce qui pourrait plus que compenser les composants supplémentaires. Ou pas, mais vous ne saurez pas si vous n'essayez pas cette alternative. Conception de systèmes: évaluer les alternatives!
Wouter van Ooijen

Réponses:


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Si vous avez besoin d'un fonctionnement CC, vous devez vraiment utiliser un MOSFET qui a une cote CC dans sa zone de fonctionnement sûre.

Les MOSFET qui n'ont pas la courbe DC peuvent souffrir d'emballement thermique lorsqu'ils sont utilisés dans des applications DC et sont destinés ou spécifiés pour des applications de commutation uniquement. Des points chauds internes et locaux peuvent se produire et les MOSFET peuvent échouer ("Effet Spirito").

La raison en est une baisse de la tension de seuil grille-source pour une température croissante, généralement à de faibles tensions grille-source. Les détails de ce problème ne sont généralement pas spécifiés dans les fiches techniques, donc le seul indicateur est souvent le diagramme SOA qui a ou non une courbe DC. La figure 3 de la fiche technique de votre MOSFET semble que le point de croisement thermique V GS soit un peu inférieur à 4 V.À mon avis, vous êtes à risque lorsque vous utilisez ce MOSFET particulier avec un pilote qui ne peut fournir que 5 V. Dans le pire des cas, considérez que votre alimentation est sur le bas de gamme (4,5 V) et autorisez une certaine chute de tension pour la phase de conduite. Plus tôt que vous ne le souhaiteriez, vous vous retrouvez aux alentours de 3,5 V.

Notez que les valeurs nominales maximales absolues (25 ou 18 A à 25 ou 100 ° C, respectivement) sont spécifiées à une tension grille-à-source de 10 V , lorsque votre MOSFET est complètement allumé . Ils ne s'appliquent pas à des tensions grille-source plus faibles.

Plus d'informations sur le contexte ici: https://electronics.stackexchange.com/a/36625/930


Existe-t-il un moyen de rechercher cela? J'ai regardé 5 ou 6 fiches techniques différentes et elles avaient toutes des impulsions pour les caractéristiques de sortie typiques et pour les courbes SOA?
EE_PCB

@EE_PCB Pas que je sache comment le trouver - ni dans les tableaux de recherche paramétrique ni sur les premières pages des fiches techniques.
zebonaut

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Jetez un œil aux produits de Solid State Optronics. http://www.ssousa.com/home.asp Ceux que nous utilisons (SDM4101, SDM4102) ont un optoisolateur intégré mais ils ne sont que 3,4 A. Je suis sur le point de commencer à tester une configuration avec 2 en parallèle pour une plus grande capacité actuelle. Les caractéristiques thermiques des Mosfets signifient que la résistance augmente avec la température, donc si l'on commence à tirer plus de courant, il se réchauffera, augmentera la résistance et plus de courant traversera son jumeau. Ou alors la théorie va!


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Ils mentionnent que le courant de drain maximal doit être de 18 A en continu à 100 degrés C. Si votre relais d'origine n'a jamais vu plus de 5 A en continu, tout ira bien.

Pour répondre à votre question: regardez la cote continue. Il se trouve en haut de la première page et figure également parmi les premières caractéristiques électriques en tant que maximum absolu. Plus tard, il se trouve dans le tableau des caractéristiques source-drain à la fin de la page 2.

Il est important de faire ce que vous avez fait et d'évaluer la dissipation de puissance (RDSon * I ^ 2). Cela ressemble à un FET raisonnable. Dans un DPAK, j'imagine que vous le souderez à un PCB pour le radiateur.


Cela montre un Cont 18A avec un VGS @ 10V. Je n'aurai qu'un VGS de 5V. Est-ce que cela s'applique toujours? Comment pourrais-je déclasser cela? C'est pourquoi j'ai pensé que cela pourrait ne pas s'appliquer? @warren hill
EE_PCB

Avec un VGS de 5 volts, vous serez au dessus du seuil. À en juger par les graphiques pulsés, l'appareil sera suffisamment allumé pour conduire 5 ampères. Ce qui n'est pas spécifié, c'est la résistance drain-source. Je vous recommande d'acheter ou d'échantillonner certains appareils et de les expérimenter pour déterminer leur mérite.
HL-SDK

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Les chiffres sur la section Maximum absolu couvrent le fonctionnement continu CC. Les courbes SOA montrent que vous pouvez dépasser ces valeurs pour de courtes durées, mais vous pouvez avoir 18 ampères en continu à condition de garder le boîtier en dessous de 100 ° C.

Il suffit d'estimer la puissance de I ^ 2 Rds_on. Mais rappelez-vous que Rds_on augmente avec la température, j'autorise généralement une augmentation de 50% de Rds_on.


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