Inesperadamente, N-ch MOSFET alto drenaje a la fuente de voltaje en estado "on"

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Dentro de un proyecto más grande, estoy tratando de controlar una carga resistiva simple (elemento de calefacción A) con un MOSFET de potencia de canal N. La carga se ejecuta en dos celdas paralelas de iones de litio, por lo que alrededor de 3.7v. El microcontrolador (An Atmel Attiny85) que estoy usando para controlar el MOSFET también funciona a este voltaje y emite este voltaje desde sus pines.

El MOSFET utilizado es un P80NE03L-06.

EldiagramarepresentaunestadoactivadodelMOSFET,conlasalidaICteóricamenteenelvoltajepositivodelabatería.Vgs,porlotanto,debeestara3,7voltios,¿verdad?Elvoltajedeumbralmínimoes1.8v,porloqueesperoqueestécompletamenteactivadoenestepunto.La hoja de datos indicó que la resistencia de encendido debería estar bajo 0.006 ohms y la corriente máxima es 80A.

El problema es que cuando se ejecuta mi carga (17A), el voltaje entre los pines de Drain y Source es de 0.43v, lo que crea una enorme pérdida de energía en el circuito y hace que el MOSFET se caliente dramáticamente.

Me topé con esta respuesta al intentar encontrar una solución, y menciona un diagrama de "características de la región". Las características de salida de mi MOSFET indican que Vds no debe ser superior a 0.25v a 25A y Vgs = 4v

¿Alguien tiene alguna idea sobre por qué la caída de voltaje es tan alta en mi configuración particular? Debo haber olvidado algo, pero de acuerdo con cualquier esquema de cableado de MOSFET, esto es todo lo que se incluye.

    
pregunta TheEpicSurge

2 respuestas

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Preste especial atención a la hoja de datos.

RdsOn = 9 mΩ máx @ Vgs = 5V (6 mΩ @ Vgs = 10V) 

  Symbol      Parameter    Test Conditions             Min. Typ. Max. Unit
 1VGS(th) Gate Threshold Voltage VDS = VGS ID = 250 µA   1  1.7  2.5    V

Note la baja corriente del umbral

Como regla general, para obtener buenos resultados;

  • use al menos 2x Vgs (th) max
    • pero a menudo Vgs = 4x Vgs (th) Max o más
  • Busque una clasificación de corriente de 10A para aplicaciones de bajo voltaje
  • Pero lo más importante, si quieres un aumento bajo de T en el interruptor Usa delta T = Rja = Pd ['C]
    • o elija% de pérdida y luego RdsOn =% de la carga R, por lo que para el 5% elija el 5% de 20m Asumamos que usaste 5V Logic drive

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Sospecho que debes usar más de 5V, ya que el peor de los casos es peor que el tuyo.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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¿Ha considerado que cuando extrae 17A de su paquete de baterías, puede sufrir una caída de voltaje en todo el sistema debido a la resistencia interna de la batería?

Esta discusión describe a alguien que está probando varios 18650 de tamaño Li-Ion baterías y encontrar, en el mejor de los casos,

$$ R_ \ text {internal} = 60 \ \ text {m} \ Omega $$

cuando la batería es de alta calidad y nueva, hasta

$$ R_ \ text {internal} = 350 \ \ text {m} \ Omega $$

para baterías "marginales" que han sido golpeadas.

Incluso si seleccionamos un estadio de béisbol bastante conservador de 100 miliohmios para su paquete de baterías, eso sigue siendo una caída de 1.7V. Eso reduce sustancialmente el voltaje de la compuerta, lo que aumenta considerablemente la resistencia de la fuente de drenaje. Se establecerá cierto equilibrio, pero puede que no sea el que le gustaría.

Todo esto es solo una suposición basada en su descripción, ¡pero podría valer la pena medirla!

    
respondido por el compumike

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