MOSFET calentándose más de lo calculado

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como decía el título, me enfrento a este problema. Estoy controlando un elemento Peltier (91.5W a 15V, lo que debería darnos aproximadamente 4A a 12V) con dos MOSFET diferentes: IRF3205 (Rds (encendido) = 8 mOhm) y FQP30N06 (20mOhm). Usando la fórmula Tjunction = Rja * (Rds_on * 4A²) + Tambient , el segundo MOSFET debería aumentar su temperatura a 45 ° C a 4A, pero en la vida real, se está poniendo muy, muy cálido. Como mi multímetro no es confiable para medir la corriente, decidí colocar una resistencia de 0.235R entre la Fuente y Vss para medir la corriente por la caída de voltaje en la resistencia, y obtuve 0.8 V, lo que significa aprox. 3.4A, y adivina que? El MOSFET no se calienta tanto como antes: con la resistencia de detección de corriente, el calor disipado es lo que debería ser con la fórmula. Mi pregunta es: ¿por qué el MOSFET se calienta tanto sin la resistencia 0.235R? Antes de preguntar, el MOSFET está lleno (puerta conectada a 12 V por una resistencia 3k9. No PWM o algo así. Siempre está encendido). Y sí, el IRF3205 también se calienta.

    

2 respuestas

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Está asumiendo que la corriente es constante. De hecho, si su suministro tiene ondulación, la disipación será mucho mayor que si el voltaje es constante, porque la potencia es la integral a lo largo del tiempo de las corrientes al cuadrado por la resistencia Rds (on) (que podría ser de 45 m \ $ \ Omega \ como han señalado otros). Si tiene un medidor de RMS verdadero, puede medir la corriente y el voltaje de RMS (la corriente es más importante que el voltaje en todo el dispositivo, pero el voltaje a través de una resistencia de detección está bien) y determinar el efecto de calentamiento.

También cambiará con la temperatura del Peltier, por lo que es posible que no haya realizado una comparación A-B exacta.

Incluso a 45 m ohmios, probablemente debería tener un pequeño disipador de calor en el MOSFET u obtener un MOSFET mejor, si la corriente está en la región de 4A RMS.

Por cierto, la ondulación que hace que el MOSFET se caliente también tendrá un impacto negativo en la eficiencia (miserable en el mejor de los casos) del dispositivo Peltier. Sin duda, se debe mantener a menos del 10%.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Su FQP30N06 no tiene un Rds ON de 20 mOhms. Con su Vgs = 12Vdc, esperaría un Rds ON cercano a 30 mOhm, no hay una gran diferencia, pero hay una advertencia ... esa gráfica dice: Nota: Tj = 25 grados centígrados. Calculó su Tj en aproximadamente 45 grados centígrados, haciendo que ese valor de Rds ON no sea válido. En realidad, a medida que Tj sube (especialmente a 45 ° C) esperaría que Rds ON aumentara. Esta es una forma de un ciclo de retroalimentación positiva, ya que Tj aumenta, Rj aumenta, lo que hace que Tj aumente, etc.

También, suponiendo que el Rds ON de sus FETs sea bastante bajo, agregar un "resistor de detección de corriente" tan grande realmente limitará la corriente (la corriente de la serie ahora es R_peltier + Rds ON FETS + 235 mOhms). Esto significa una corriente más baja, causando un Tj más bajo y, por lo tanto, un Rds ON más bajo. Incluso una diferencia de 500 mA en la corriente puede tener un gran impacto.

    
respondido por el jfri2

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