La potencia requerida para conducir los Mosfets es separada de la potencia disipada por el controlador IR2110. La capacidad del controlador no está realmente documentada en su totalidad. IR diseñó y documentó el chip para combinaciones específicas de transistores y resistencias. Como su transistor no está en la lista, debe calcular una forma alternativa para calcular la disipación de energía; o bien, necesita encontrar un gráfico (en la hoja de datos) que tenga un transistor con un Qg que no sea menor que el suyo y la misma resistencia. El problema con el segundo enfoque es que las hojas de datos suponen que \ $ T_A \ $ es 25C a menos que se especifique lo contrario. No especifica en su problema cuál es la temperatura ambiente de la habitación, por lo que es imposible definir la capacidad "adecuadamente".
Le daré una forma general de estimar el rendimiento.
Podemos estimar la resistencia de los Mosfets del controlador dentro del IR2110. Estas son la principal fuente de calentamiento en ese chip. Solo nos preocupa el peor de los casos, que es donde el chip se dañará y \ $ T_J > = 125C \ $ No veo datos para 150C, por lo que nuestra estimación máxima será de 125C.
Los datos que necesitamos para estimar la resistencia es la corriente de cortocircuito.
La hoja de datos dice que la corriente de cortocircuito típica se encuentra en los gráficos 26 y 27. Esos muestran una corriente de cortocircuito "típica" y "mínima" de 1.5 a 2.0A a \ $ T_J = 125C \ $ Necesitamos elija el peor de los casos, que es la resistencia máxima (y, en general, la disipación de potencia máxima). Por lo tanto, elegimos el valor de cortocircuito de 1.5A y 15V / 1.5A = 10 ohmios.
Por lo tanto, en el peor de los casos, cuando compra un IR2110, obtiene el peor chip que fabrica el fabricante y tiene un mosfet de resistencia de 10 Ohm dentro del chip. Ya que especifica una resistencia de 10 Ohmios en serie con el chip, su corriente de impulsión máxima será de 15Volts / 20 Ohms = 0.75A.
Por lo tanto, el circuito no le dará el 1.37A que esperaba cuando está caliente. Te dará alrededor del 54% de lo que esperas. Sin embargo, el tiempo de conmutación real del transistor es lo más importante.
Especificó 270nC a 15V para el controlador de la puerta. El voltaje de la meseta Mosfet se especifica a 4.7V. Esa meseta de voltaje es donde ocurre la mayor parte del evento de encendido de disipación de potencia. Por lo tanto, podemos estimar el tiempo de activación como (15V - 4.7V) / 20 Ohms * t = 270nC Por lo tanto, t ~ = 525nSec. El tiempo real podría ser un poco más largo, pero necesitaría ejecutar el problema a través de mi simulador de circuito no lineal para obtener un resultado preciso. Necesito que me respondan mi propia pregunta (otro hilo) antes de que pueda hacer eso. Por lo tanto, daré una estimación bruta en su lugar.
Para estimar, encuentro la corriente promedio que cobra el Mosfet; calcular el vatiaje disipado dentro de los FET de potencia IR2110; luego convertirlo a julios.
270nC / 525ns = 0.514A (average).
10 Ohms * (0.514**2) = 2.64 Watts
2.65Watts * 525ns = 1.39u Joule for turn on.
( Turn off... is probably about the same. )
Por lo tanto, cada ciclo calentará el IR2110 en aproximadamente 2.8 micro julios.
Dijiste que tu circuito funcionaría a 100KHz. Como 10us es más grande que 525ns * 2, podemos calcular la potencia en base a 2.8 microJoules / Hz. La energía disipada está alrededor de 2.8e-6 * 100e3 = 0.28Watts. Doble eso para dos transistores.
Por lo tanto, queremos saber cuánta subida de temperatura causará el chip: 0.56W * 75C / W = 42C
Estimaría un aumento de 42ºC en la temperatura del chip IR2110 para impulsar sus dos mosfets a 100 KHz.
También habrá calor debido a las piezas que impulsan los mosfets dentro del IR2110 ... pero ese calentamiento es casi siempre menos de una cuarta parte de la potencia disipada en los controladores Mosfet. Por lo tanto, agregaría otro 10C como un gran margen de seguridad, y un chip mal hecho aún no debería superar los 52C, en el peor de los casos.
Desde que calculé la resistencia a 125C, eso significa que yo diría que el chip debería ejecutar de forma segura su mosfet hasta 125-52 = 73 grados Celsius. Puede funcionar en un entorno más caluroso, pero no es seguro asumirlo.
Mi análisis tiene problemas menores, pero no hay una manera fácil de mejorar la estimación con los datos proporcionados en el IR2110. La no linealidad de la resistencia de los mosfets debe tenerse en cuenta, pero sin un simulador el proceso es propenso a errores. Entonces, la cifra que te estoy dando está "en el estadio"
