H-bridge ic para alto voltaje y / o corriente

Parece haber cierta confusión en cuanto a los requisitos de alimentación. Este dispositivo no necesita disipar la energía producida por una caída de 1 kV a 50 A; Ese poder es disipado por la carga. Este dispositivo funcionará en dos estados: 1kV de bloqueo a miliamperios (o menos) de corriente de fuga, y 50A de corriente a miliohms (o menos) de resistencia. Eso resulta en niveles razonables de disipación de poder. No tiene que disipar 50kW de energía.

A los niveles de voltaje y corriente en los que está trabajando, debe investigar el uso de IGBT o transistores bipolares de puerta aislada. Un MOSFET tiene una región de conmutación necesariamente pequeña donde el campo eléctrico (la FE en MOSFET) puede funcionar; Los transistores bipolares tienen la ventaja de que la región de conmutación puede ser un plano grande o una placa de silicio. Esto permite que los IGBT superen las capacidades de los MOSFET en situaciones de muy alta tensión y alta corriente. Esta nota de IRF describe algunas de las decisiones que deben tomarse entre los IGBT y los MOSFET, resumidos de manera concisa en este gráfico:

A1kV,estásenelbordesuperiordelascapacidadesMOSFETyprobablementedeberíasusarIGBT.Ustedmencionaquedeseaira1MHz"dependiendo de lo que sea factible": casi cualquier cosa puede ser factible dado el presupuesto suficiente. Le sugiero que intente hacer que un IGBT funcione para usted.

Con respecto a los IC y arrays del puente H, seguro, hay muchos de estos. Sin embargo, se especifican en casos de uso típicos. Digikey afirma tener más de 3.000 matrices FET . Desafortunadamente, la capacidad máxima de Vdss es de solo 300 V, mucho menos que su requisito de 1 kV.

Los IGBT también están más disponibles en matrices. Digikey muestra algunas partes de IXYS, y su página web muestra algunas partes que cumplen con sus especificaciones: Eche un vistazo a su sitio web y siga los enlaces a los módulos IGBT - > Full Bridge IGBT Modules (su sitio web no es muy bueno para enlazar en profundidad). Aquí hay una hoja de datos de ejemplo . Tenga en cuenta que este no es un elemento de PCB de montaje en superficie típico; Es un módulo de montaje en chasis de 120 mm por 60 mm. Estas cosas pueden apagar un poco de calor serio y pueden cambiar algo de poder serio.

Estás en territorio exclusivo aquí; Esto no es algo que encontrará en su Radio Shack local (no es que encuentre mucho allí de todos modos ...). ¡Encontrar partes con tiempos de subida y caída similares es la menor de tus preocupaciones!

3Kwatts! Considere cuánto se calentará una bombilla de 300 vatios y multiplique por diez. 3000 vatios es equivalente al elemento calentador de su horno eléctrico.

Pero hay que reconocer que gran parte de ese calor se descarga en el motor y no en el puente en H. Además, ¿eso es 3kwatts en la parada del motor o el motor sin carga? Para que sobreviva cualquier puente en H, debe diseñarse para manejar la carga de corriente de un motor bloqueado que puede ser aproximadamente 5 veces mayor que la corriente sin carga. Por supuesto, los fusibles ayudan como protección, pero el arranque es una condición bloqueada y debe proporcionar suficiente corriente bajo carga para hacer que el motor se mueva. Los fusibles deben permitir el arranque del motor y es posible que no eliminen toda la tensión.

Luego mire los paquetes de IC y generalmente notará que se disipan alrededor de 1 vatio. Un paquete TO-220 con disipador de calor puede manejar unos 50 vatios.

Para que un IC funcione y funcione bien, el circuito tendría que ser aproximadamente de .9997 o más eficiente. Nunca va a suceder.

Con un BJT, lo mejor que harás en el modo de saturación es aproximadamente 0.3v de caída de voltaje y ahí es donde se crea el calor en el transistor. Con Darlington, lo mejor que puede hacer es alrededor de 1.0 voltios de caída de voltaje, por lo que son aún peores con respecto al calor. Si conoce su voltaje de operación (digamos, 36VDC) puede calcular su corriente. 3000 vatios / 36 voltios = 83 amperios.

Hay transistores que manejan 36 voltios y 83 amperios, pero ¿cuánto calor produce la caída de .3v? 0.3v x 83 = 24.9 vatios de calor.

Los MOSfets vienen con un número diferente. La resistencia ON y lo mejor que puedes hacer es aproximadamente .05ohms de resistencia on. Además, los MOSfets se pueden conectar en paralelo, por lo que se pueden usar dos paquetes de 50 vatios si necesita manejar 100 vatios.

Los MOSfets funcionan mejor, pero todos crean algo de calor en la gestión de los interruptores y todos tienen límites a la cantidad de calor que tolerará su embalaje antes de fallar. El silicio generalmente falla a unos 150 grados centígrados.

Si quieres poder, simplemente no puedes alejarte del calor y es el calor lo que es destructivo.

Pero dudo que MOSfets manejará sus requisitos de frecuencia.