Estoy usando un MOSFET para cambiar una carga de 24V, 15A, y la entrada de la puerta es una señal PWM de 500Hz. Sin embargo, esto está causando que el MOSFET se sobrecaliente y sople. Cualquier sugerencia sera apreciada.
R1 = 100 Ohm
R2 = 1000 Ohm
Q1 = IRL3103PbF (Vdss = 30V, Id = 64A)
Solo para pérdidas de conducción, la disipación de potencia en el MOSFET podría ser \ $ I ^ 2 \ cdot R_ {ds (on)} \ $ o alrededor de 5.4W a Tj = 120 ° C, suponiendo una unidad de 4.5V, lo que su micro 5V debe proporcionar. Con solo 500Hz, las pérdidas de conmutación no deberían ser tan graves incluso con una resistencia de compuerta 100R, pero aún pueden agregarse.
Necesita un disipador de calor bastante grande o un ventilador para disipar esta cantidad de calor. Sin un disipador de calor, se sobrecalentará y se destruirá rápidamente.
Editar: Como Will Dean señaló en un comentario a continuación, puede darse cuenta de que tiene un problema al observar la unión de la resistencia térmica al ambiente (que no tiene disipador de calor) de hoja de datos .
El aumento de temperatura por encima de la temperatura ambiente sería de 5.4W veces 62 o 334 ° C, por lo que en exceso de 350 ° C con una temperatura ambiente de 25 ° C. Eso está muy por encima de la clasificación de temperatura máxima absoluta de la unión, y la parte fallará en algunos antes de que llegue allí.
Si ya tienes un gran disipador de calor, sospecho que D1 no está haciendo su trabajo. No le da el número de pieza, pero también tendrá que disipar un poco de energía, por lo que es conveniente un diodo Schottky.
¿Cómo está tu capacidad de conducción actual de uC? Si tengo la razón < 20mA, el whici es bastante bajo para encender ese MOSFET lo suficientemente rápido. Es posible que el dispositivo se esté calentando en los períodos de encendido / apagado. En otras palabras, el tiempo de activación / desactivación del MOSFET es bastante alto, la capacitancia de la compuerta se carga demasiado lenta debido a la capacidad de salida de corriente limitada de la UC.
Si ese es el caso, intente colocar un par de transistores NPN + PNP (2N2222 + 2N2907) en la configuración de tótem para controlar el MOSFET, es decir, el controlador MOSFET de un hombre pobre.
Haga que la resistencia de la compuerta sea lo más baja posible (), y alimente el tótem desde 24V.
Algunos números simples: de la entrada del MOSFET de la hoja de datos C = 1.65nF, Rg = 100 ohm 5Tau = .8us lo manejas a 500Hz ... eso significa que el tiempo total empleado en cambiar entre encendido y apagado y apagado y encendido es un mínimo de 1/1000 del tiempo. Este es el momento donde ocurren las mayores pérdidas.
¿Cuál es su diseño físico? R1 necesita estar justo en la puerta del FET. Su cable negativo de 24 V debe estar justo en el cable fuente en el FET. Cable corto del cable de fuente FET al pin de tierra del microcontrolador.
En otras palabras, trate el cable fuente FET como la conexión de punto de estrella para la fuente de alimentación de 24 V y el resto del circuito.
Mi pensamiento es que el FET está oscilando.
Las especificaciones de FET se ven bien: está bastante mejorada con Vgs más alto que 4V
Otras cosas para probar:
Suelte la frecuencia PWM y vea si el FET todavía se calienta. Si es así, reduzca R1 a 22 ohmios.