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Board-AnsichtFrage zu MOSFET Kennlinie (Bauelemente)
verfasst von Hartwig
, 14.03.2017, 12:07 Uhr
(editiert von Hartwig am 14.03.2017 um 17:58)
Hallo,
»
» Vielen Dank für den Hinweis, ich habe mir nun einen IRL3803 ausgeguckt, der
» schaltet schon bei Vgs 4V rund 100A im Dauerstrombetrieb mit Rds 9mΩ.
» Wenn ich den so unter Volllast fahren würde, würde der FET bei "on" also P
» = 100² x 0,009 = 90 W verbraten?
na ja, den RDS nehme ich zur groben Abschätzung, für die Auslegung der Schaltung sehe ich in das Datenblatt.
In dem von IR ist in Fig. 2 für 4V Ansteuerung und 100A ein UDS von 2V angegeben (das gilt zwar für 175°, aber bei dem Strom ist die Tj eher an der Obergrenze als bei 25°C).
Desweiteren ergibt sich aus dem Datenblatt ein thermischer Widerstand von der Sperrschicht zum Kühlkörper von 1,25K/W.
Meine Annahme wäre jetzt: max. Sperrschichttemperatur in der Anwendung 150°C (Sicherheit!, 175°dürfen auch kurzzeitig nicht überschritten werden!), Umgebungstemperatur 40°C (Sommer bzw. warmes Gerät!). Als Kühlkörper sei einer mit 0,5K/W gewählt, das ist schon recht ordentlich.
so ergibt sich: max. Temperatursteigerung 150°-40°=110°C.
Thermischer Widerstand Sperrschicht/Umgebung = 1,75K/W
Max. Belastung des IRL3803 = 110/1,75 = 62,9W
Das ist keinesfalls zu großzügig gerechnet.
Edit/Nachtrag:
KK mit 0,5K/W sind schon recht teuer, je nach Profil 40-80€. Da wäre es realistischer, mit 1,5K/W zu rechnen, man käme dann auf 110K Temperaturdifferenz / 2,75K/W = 40W je MOSFET maximal. Ja, oberflächlich gesehen sieht das Datenblatt gut aus, aber wenn man mal rechnet.....
Die Rechnung ist natürlich nur für den statischen "on"-Betrieb gemacht. Man muß jetzt noch das Tastverhältnis beim Schalten berücksichtigen, die thermische Trägheit und bei hohen Schaltfrequenzen auch die Umschaltvorgänge selbst, da wird ja ein Bereich recht hoher Belastung durchfahren (daher ist schnelles Schalten so wichtig, und dem wirkt wieder die Gatekapazität entgegen, daher brauch es da kräftige Treiber!)! Das alles hängt natürlich von Deiner Anwendung ab. Allerdings sollte die Schaltung z.B. auch für "Ruhezustäne" ("on" oder "off" ) dimensioniert sein, es sollte sich durch einen einfachen Fehler in der Ansteuerung nicht gleich alles in Rauch auflösen. Zumindest sollte man die Zeit einplanen, um eine Sicherung zum Ansprechen zu bringen.
»
» Wäre es eigentlich eine sinnvolle Idee, zur besseren Stromverteilung und
» Wärmeableitung mehrere kleine FETs parallel zu schalten statt eines dicken
» FETs?
Das macht aus beiden Gründen Sinn. Allgemein wird gesagt, daß man MOSFETs im Schaltbetrieb einfach parallel schalten kann. Das hat aber seine Grenzen, die auch von der Anwendung abhängen. Da würde ich mal bei den Herstellern nach Applikationshinweisen suchen. Dur müsstest also mindesten 4 Exemplare parallel schalten. Wahrscheinlich wäre ein IGBT die bessere Wahl für Deine Anwendung. Bedenke auch die Treiberleistung - 5nF Gatekapazität erfordern schon kräftige Treiber für ein schnelles Umschalten.
Grüße
Hartwig
»
» Thanx,
» Chris
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