Corriente de sobre-dibujo de la bobina de calentamiento

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Actualmente estoy diseñando un circuito que incluye una bobina de nicrom utilizada como elemento de calentamiento. El adaptador de pared es de 25 V 5 A CC, lo que conduce a diferentes convertidores de dólar que lo llevan a los voltajes apropiados. El convertidor Buck que conduce a la bobina está configurado para tener una salida de 15A. El flujo a cada componente, incluido el serpentín de calentamiento, se controla mediante una serie de MOSFETS.

Me he dado cuenta de que al probar la bobina de calentamiento (en las pruebas, he separado el componente que se está probando de los demás, por lo que en esta situación, la potencia va directamente del adaptador a la bobina a la MOSFET y luego vuelve a la pelota), el MOSFET ( que se califica a 30A y 60V) se sobrecalienta y se derrite. He intentado usar disipadores de calor, dividiendo la corriente entre varios MOSFETS, y agregué PWM para permitir que los MOSFETS se enfríen, pero solo puedo hacer los periodos de descanso de PWM tanto tiempo antes de que ya no pueda alcanzar el calor deseado. Aún con todo esto, los MOSFETS se calientan y comienzan a arder.

Debido a la cantidad de MOSFETS que he arruinado y la cantidad de humos peligrosos que he inhalado, siento que es hora de recurrir a los expertos para obtener información.

Mi suposición es que el circuito es, en esencia, un cortocircuito, aunque hubiera asumido que la bobina habría suministrado una amplia impedancia.

¿El hecho de que el convertidor reductor de voltaje disminuya el voltaje significa que se están extrayendo amperios en exceso?

En una nota lateral pero aún relacionada, si el circuito es en esencia un corto y una corriente incontrolada, ¿esto podría dañar el adaptador?

    
pregunta user3256725

1 respuesta

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Un diagrama de circuito de su configuración, particularmente incluir su controlador MOSFET sería realmente bueno. Sin embargo, me arriesgaré y le sugeriré que mire detenidamente los circuitos de la unidad. Es completamente posible que conduzca sus puertas MOSFET desde la lógica de 3.3 voltios. Esto es perfectamente factible, siempre y cuando esté utilizando MOSFET con umbrales de puerta de nivel lógico. Muchos MOSFET de potencia necesitan un mínimo de 4 voltios en la compuerta para garantizar un encendido completo. Si solo le está dando 3.3 voltios, solo se encenderá parcialmente y disipará demasiada energía. Es importante que se dé cuenta de que operar un transistor dentro de los límites de voltaje y corriente aún puede matarlo si no se elimina el calor disipado, y en corrientes altas es fácil generar demasiado calor.

Hay una comprobación rápida de esto (si quieres una prueba física): prepárate para sacrificar un MOSFET más, pero oye, ¿quién está contando, verdad? Conduzca un elemento calefactor por completo. Rápido como un conejito, mida el voltaje en el nicrom y el voltaje en el MOSFET. Si el voltaje de su MOSFET no es inferior a aproximadamente el 10% del voltaje de nicrom, está haciendo algo mal, y menos es mejor en este caso. No menciona el voltaje de la unidad, pero tiene que ser inferior a 25 voltios. Digamos que es de 20 voltios y digamos que la corriente es de 10 amperios, esto es solo para ilustrar, ¿de acuerdo? Entonces, la potencia total disipada es de 200 vatios, y la resistencia efectiva de la carga total es de 2 ohmios. Si su MOSFET está completamente encendido, esperaría un Rds de .1 ohmios o menos (y esto dará un voltaje MOSFET aproximadamente el 5% del voltaje de nicrom). Esto proporcionaría una disipación MOSFET de 10 vatios. Sin un disipador de calor, esto mataría al MOSFET, por lo que necesita un disipador de calor en cualquier caso. Y es mejor que este no sea uno de esos pequeños trabajadores en forma de U, tampoco. Necesitas disipador de calor real, posiblemente con un ventilador. Con más flujo de aire puede usar un disipador de calor más pequeño.

Debe consultar la hoja de datos de su MOSFET para determinar tanto Vgs (th), el voltaje de la puerta de umbral, y Rds (encendido), la resistencia de activación cuando la puerta está correctamente accionada. Luego, necesitará las especificaciones en su disipador de calor, específicamente la resistencia térmica al ambiente. También deberá hacer una pequeña investigación sobre cómo especificar un disipador de calor.

En cuanto a algunas de sus otras preguntas, considere los dos voltajes que midió. Si ambos suman el voltaje nominal de su convertidor de frecuencia, no está consumiendo demasiada corriente y no tiene un cortocircuito. Estás abusando fatalmente de tus MOSFET.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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