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Fragen zum IRF3205 (Bauelemente)

verfasst von geralds , Wien, AT, 17.04.2008, 21:20 Uhr
(editiert von geralds am 17.04.2008 um 23:15)

» Hatte es mir eigentlich gar nicht so schwierig vorgestellt, da meine
» Anwendung vergleichsweise anspruchslos ist.
»
» Ich möchte ein Pulsladegerät für einen grossen Bleiakku bauen. Die
» Ladespannung/Arbeitsspannung des Mosfets V_DS beträgt 14.4V. Die
» Puls-Steuerspannung V_GS wird von einer Signalgeneratorplatine erzeugt als
» 12V Rechteckspannung und mit einem duty-cycle von 50%. Der Pulsladestrom
» kann maximal 70A betragen, mehr Strom kann der Akku bauartbedingt nicht
» aufnehmen. Der Durchschnittsladetrom über die Zeit beträgt somit 35A. Die
» Frequenz soll 5 bis 10Hz sein. Ich habe keine Platzprobleme.
»
» Der Leckstrom ist bei einer so niedrigen Frequenz doch vernachlässigbar,
» oder nicht?
»
» Ich kenne mich ehrlich gesagt mit Mosfets gar nicht aus und ich will mich
» nicht mehr in das Thema vertiefen, als unbedingt nötig ist. Der IRF3205
» kostet bei Reichelt 1.10 Euro. Mir reicht daher eine Daumenkalkulation
» völlig aus. Dann schalte ich halt von den Dingern einfach 2 mehr
» parallel.
»
» Was ich z.B. nicht verstehe ist folgende Angabe:
» I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A mit Fussnote 5.
» Fussnote 5: Calculated continous current based on maximum allowable
» junction temperature. Package limitation current is 75A.
»
» Was soll das nun bedeuten? I_D_max ist nur ein theoretischer Wert, der
» praktisch nicht nutzbar ist?
»
» Die Angabe P_D_max(T=25°C) = 200W bezieht sich auf die Schaltleistung und
» nicht auf die Verlustleistung des Mosfets, oder? Dann wäre das ja eh die
» restriktivere Einschränkung. Denn 200W / 14.4V = 13.89A.
»
» Gruss
» Consuli

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Hallo Consuli

I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A
max Drainstrom bei 25°C Tj-> Sperrschichttemparatur des Transi-chips (also im "kalten" Zustand), wenn an die Gate-Source 10V angelegt ist.
Hier entspricht die Sperrschichttemp der Umgebungstemp.

Entgegen wirkt nun die Wirklichkeit, die in der Fussnote angegeben ist:
zu berücksichigen wäre da nun die max junktion temp (Sperrschicht-Temparatur des Transistor-Chips, Tj+175°C). Zudem die ist der zulässige Strom dieses Gehäusetyps mit 75A zu berücksichtigen.
siehe Bild 9 im Datenblatt, da ist oberhalb beginnend 100°C TC (Gehäusetemp.) die Stromlinie gestrichelt, aber quer bei 75A ganz. Der Transi-typ mit diesem Gehäuse kann unterhalb 100°C mit den vorgebenen Spannungen max. 75A I-Drain-Source durchschalten. Gleich daneben ist die Testschaltung, mit der getestet wurde.
"Da ist von IRF ein 110A chip in ein 75A gehäuse eingebaut worden."

Also, wenn der Transi im kalten Zustand (25°C) eingeschaltet wird, fliessen im voll eingeschaltetem Zustand 110A; getestet im Labor. Die U Drain-Source ist dabei 55V.
Jetzt wird er heiss, und dann schlagen alle anderen Parameter zu.

Für deine Application käme der Transi vielleicht nur bedingt zur Anwendung. Musst dann vielleicht 2 od 3 Transis parallel schalten, MOSFET parallel geht meistens, Bipolarer geht nicht direkt.

Bei den Transi sind üblich 3 Temparaturen zu sehen:
Tj - Sperrschichttemp, insbesonders die pn Übergänge, da aus unterschiedl. Materialien gefertigt; wenns heiss wird dann wird Metall legiert;
TC - Transi-Gehäusetemp, etwas weiter weg vom Chip und damit eine Spur kühler, wo bereits durch das Gehäuse und Anschlüsse die wärme abgeleitet wird;
Ta - Temp-Ambient, Umgebungstemp, umgebung um den Transi!
unter Berücksichtigung Nachbarbauteleile, Montageart, Print, Gerätegehäuse, usw. - kann schön warm werden in so einem Gerätegehäuse, -> da ist mit der Temparaturerhöhung zu rechnen; "Sommer", "Winter" als Basis, plus plus plus...

Nun, gerade diese, oft widersprüchlichen Temp-Parameter sind der Tod der Transis. Die TA wird oft schmählich vernachlässigt. Also, Kühlen mit Temparatur-Bilanzen!

--> Andere Frage:
Vorschlag: schau dir die Notwendigkeiten für den Bleiakku an und überlege, ob wirklich ein Impulsladegerät für diesen Typ Akku das Richtige ist.
Dieser Typ benötigt, lebenswichtige, Ladezeiten -Ströme und Spannung per Zelle.
Den kann man nicht einfach "schnellladen".
Und alle anderen Überlegungen und Wünsche sind aufwendig und kosten, wenn der Akku zum Laden nur eine UNSTABILISIERTE eventuell gesiebte Gleichspannung braucht. Im Netzteil ist der Bleiakku der beste "Kondensator".