Desventajas de MOSFET sobre Triac para el control de voltaje de línea de dispositivos de CA / CC

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Fondo: (Se supone un aislamiento galvánico adecuado, por ejemplo, aislamiento óptico, transformador de aislamiento, etc., para la pregunta)

Cuando se trabaja con 110 / 220AC, los elementos de conmutación suelen ser relés (de estado sólido y electromecánicos) o triacs / tiristores. Hacer el control de potencia de CA requiere detección de ángulo de fase y conmutación de cruce por cero. Menos frecuentemente he visto la rectificación + MOSFET como una estrategia de control. Una pregunta anterior aquí vincula un Instructable tutorial que implementa un posible método de conmutación de DC.

Ambos comparten algunas desventajas, como cada vez que se cambia una fuente de CA, el factor de potencia se ve afectado. Los avances en la tecnología MOSFET significan que los precios de los transistores de alto voltaje se han igualado.

Pregunta: Para las cargas que son compatibles *, ¿cuáles son algunas de las razones contra "rectificar CA y usar un MOSFET de alto voltaje" y favorecer el "control del ángulo de fase del triac con detección de cruce por cero"?

* Algunas cargas de CA también funcionan en CC: bombillas resistivas o elementos de calefacción, motores universales, etc. y, por lo tanto, mantener la CA no es un requisito. Asumir que un voltaje no RMS más alto no es un problema.

Nota al margen: estoy analizando diferentes estrategias para controlar los elementos de calefacción en un dispositivo estilo horno de reflujo SMD.

    
pregunta jc3232

1 respuesta

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Uno de los problemas es que Rds (activado) aumenta rápidamente con la clasificación de voltaje de ruptura para MOSFET (para un tamaño de matriz dado) y no para triacs, SCRs o IGBTs, por lo que los MOSFET de alta corriente de alto voltaje tienden a ser caros y / o requieren una costosa protección contra los transitorios.

Cuando rectifica, también está agregando pérdidas por valor de dos gotas de diodo. El triac evita eso.

Nada es realmente perfecto, pero en la gama 10 + A / 240VAC se destacan triacs (especialmente en forma de SSR) y relés mecánicos o contactores. En el primer caso, tiene que proporcionar disipadores de calor (lo que puede costar más que los SSR) en el segundo caso en el que tiene que preocuparse de por vida. Los interruptores de estado sólido tienden a fallar y pueden ser destruidos fácilmente por una falla del calentador, incluso con fusibles caros, a menos que estén excesivamente sobrevalorados (y por lo tanto más caros). Es bastante fácil proteger un triac de 40A con un < 5A carga, pero no tan fácil a corrientes más altas.

Los contactores mecánicos pueden soportar un poco de abuso (transitorios, sobretensiones) pero tienen una vida definida. Y hacen clic, lo que puede o no ser un problema. Sería bueno si pudiéramos comprar un dispositivo de estado sólido que pudiera soportar una descarga de 2000 V, un corto momentáneo de 500 A Y casi no hubo pérdidas, pero no existen, al menos no a un precio asequible porque acres y acres de silicio sería necesario.

Solíamos usar contactores de desplazamiento de mercurio debido a la larga vida útil, el funcionamiento silencioso y fresco y solo las explosiones ocasionales, pero en muchos casos están verboten en muchas situaciones.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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