Mosfet Sparkler

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Así que decidí experimentar con MOSFETS de energía (IRF510) . La esposa está fuera de la ciudad y es más fácil prenderse fuego cuando ella no está aquí. El circuito se muestra a continuación. Finalmente, me gustaría suministrar a la puerta un pulso de 5 V de un Arduino. Sin embargo, para familiarizarse con el chip, decidí suministrar a la compuerta una constante de 5 Vcc. Aquí está el circuito:

El Vth máximo para este FET es de 4 voltios. La curva de Vd a Id muestra aproximadamente 1 amperio para la configuración anterior. También abrí un libro de texto y puse la fórmula de identificación en uso. Id = Kn (Vgs-Vth) ^ 2. Asumí que la transconductancia hacia adelante funcionaría para Kn, así que la conecté y terminé con 1A (la hoja de datos muestra un valor trans más alto de 2. El paquete dice 1).

Tuve una configuración de multímetro entre vd y el pin de drenaje. Por alguna razón, la corriente se informó justo por encima de los 2 amperios antes de que la puerta estuviera encendida. Luego disminuiría lentamente a aproximadamente 700 mA, luego aumentaría a aproximadamente un amplificador y POOF. Humo y diminutos silos de silicona. Intenté esto con dos fichas diferentes. Para el segundo chip lo probé con un pulso de 1 ms seguido de un retraso de 500 ms, no dejé que este chip atrapara las llamas, pero la temperatura estaba mejorando a más de 190F.

Todo lo que he leído apunta a que el voltaje de la compuerta no es lo suficientemente alto, lo que hace que el FET no se active completamente . Supongo que puedo ver cómo es posible. Todos los documentos y libros que he leído discuten cómo el Rds disminuye a medida que aumenta el voltaje de la compuerta. Un voltaje más bajo a su vez causaría una mayor resistencia, generando mucho calor y energía desperdiciada. Si el FET no estaba destinado a operar a estos voltajes, ¿por qué están incluidos en los gráficos característicos? Ciertamente no soy un experto, pero no creo que la tensión constante de la compuerta sea el problema.

Si este es el problema, ¿ayudaría un disipador de calor? ¿O hay alguna sugerencia para suministrar un voltaje más alto a la puerta? Realmente me gustaría averiguar cómo resolver este problema antes de huir a otro producto. Eventualmente voy a hacer dos controladores de motor con estos chicos :) Por favor, ¡ayúdame! MOSFETS hacen para costosas galletas de fuego.

    
pregunta atomSmasher

2 respuestas

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Incluso si los gráficos en la hoja de datos dicen 1 A a 5 V, deberías en una carga para limitar la corriente. Las características del FET pueden variar ampliamente, solo mire \ $ V_ {GS (th)} \ $: mínimo 2V, máximo 4 V. Para algunos FET, incluso se ofrece un rango de 3: 1. Su 5 V puede ser 1 V por encima de \ $ V_ {GS (th)} \ $, pero también podría ser de 3 V por encima. El 1 A es típico, pero \ $ R_ {DS} \ $ ya puede estar bajo. Tenga en cuenta que a 10 V esto será tan bajo como 0.5. Ahora tiene 12 V completos en todo el FET, y si \ $ R_ {DS} \ $ iría incluso a 2 Ω, esto causaría una disipación de 72 W, que sin ningún enfriamiento es demasiado para los pobres.

Por cierto, incluso el 12 W de una corriente de 1 A sería demasiado sin enfriamiento, aunque no esperaría que explotara en ese momento.

Así que asegúrate de agregar una carga para que el FET no vea los 12 V completos a través de él.

Además, es importante tener en cuenta que el valor de la transconductancia, G, especificado en la hoja de datos es NOT igual que el parámetro K para un mosfet. Están relacionados por la siguiente expresión:

G = 2 * Sqrt (K * Id)

    
respondido por el stevenvh
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Sospecho que la razón por la que leyó la corriente como 2A antes de que la compuerta se "encendiera" es porque la compuerta estaba flotando (es decir, no se tiró a tierra. Esto se debe a que la compuerta tiene una impedancia muy alta (simplemente tocándola). una diferencia) Necesitas una resistencia entre la puerta y el suelo (por ejemplo, 10k) para evitar que esto suceda.

Como dice Steven, sería prudente usar algo para limitar la corriente. Si no limita la corriente, siempre que el suministro sea capaz de mucho más que 2A, los 12V completos estarán a través del FET, entonces 1A * 12V = 12W. En 12W, para un paquete TO-220 ciertamente necesita un disipador de calor.
Sin un disipador de calor, la Tja (unión a ambiente) es de 62 ° C / W, y la temperatura máxima de funcionamiento es de 175 ° C, por lo que suponiendo una temperatura ambiente de 25 ° C, el FET solo puede manejar alrededor de (175 - 25) / 62 = 2.33W sin un disipador de calor. Esto es muy indulgente, por lo general, diseñaría para un ambiente de, por ejemplo, Hasta 70 ° C y una temperatura máxima de 125 ° C

Tenga en cuenta que si desea controlar la corriente con precisión, debe utilizar algunos comentarios en lugar de intentar confiar en la variable Vth y los parámetros de transconductancia. Una resistencia de detección de corriente y un opamp combinados con el FET pueden hacer un circuito de corriente constante simple (los componentes pueden obviamente cambiarse para adaptarse, el LM741 está obsoleto pero la gente todavía insiste en usarlo):

OtracosaatenerencuentaesquelascurvasSOA(Áreadeoperaciónsegura)sedanparadiferentesanchosdepulsoy,amenudo,seomiteDCsielFETestádiseñadoparalaconmutación,asíqueasegúresedetenertodoestoencuentaaldiseñarsucircuito.ObservequelascurvasSOAestánespecificadasparaunatemperaturadecajade25°C.

Algunastintasútiles:
Resistencia térmica
Seleccionando un disipador
MOSFET SOA guide

    
respondido por el Oli Glaser

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