pregunta de cálculo de calor MOSFET

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Estoy utilizando el MOSFET FQP30N06L: enlace .

Según entiendo la hoja de datos, si conecto 5V a la compuerta y ejecuto 2A a través del drenaje a la fuente, entonces con \ $ R_ {ds} \ $ of \ $ 0.035 \ $ debería obtener \ $ 0.14 W \ $ .

\ $ I * I * R = P \ $

\ $ 2 * 2 * 0.035 = 0.14 \ $

Entonces, con una unión R-theta ambiente de \ $ 62.5 ° C / W \ $ que me da \ $ 8.75 ° C \ $, o \ $ 47.75 F \ $.

Entonces, si la temperatura ambiente es de \ $ 70 F \ $, entonces la unión \ $ 117.75 F \ $.

La hoja de datos dice que la temperatura máxima de la unión es \ $ 175 ° C \ $, por lo que debería estar bien, ¿verdad? Estará caliente, pero debería funcionar bien.

¿Estoy haciendo esto bien?

    
pregunta user1970899

3 respuestas

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Su análisis simplifica en exceso algunas cosas, pero funciona más o menos correctamente al final. Solo para la edificación general, señalaré un par de cosas.

Primero, Rds no es un número fijo, varía con Vgs, temperatura y corriente. La figura 1 de la hoja de datos muestra Vds vs. Ids para varios valores de Vgs. El recíproco de la pendiente de esta curva en un valor actual dado es Rds.

Para Vgs de 5V, el gráfico no muestra nada para Ids = 2A, pero podemos extrapolar. Al elegir dos puntos en la curva Vgs = 5V, obtenemos una pendiente de 30 amperios por voltio, o (expresando de otra manera) un Rds efectivo de 33 mOhm.

Tenga en cuenta que esto supone una temperatura de unión de 25 ° C. En la figura 2, podemos ver que a bajas corrientes, una unión más caliente en realidad resulta en un voltaje aún más bajo para una corriente dada, lo que se traduce en un Rds más bajo. Si estuviera corriendo en un ambiente bajo cero (por ejemplo, equipo que vivía al aire libre en febrero en Moose Jaw), su Rds sería más alto. Pero supongamos que estás en interiores a temperaturas ambiente estándar.

Entonces, dos amperios RMS a través de 33 mOhm disipan 132 mW de potencia, P = I ^ 2 * R. .132W x 62.5 K / W da un aumento de la unión por encima de la temperatura ambiente de 8.25K, o 14.85F. (1K = 1.8F) Puede notar que se pone un poco más caliente al tacto, pero eso es todo.

La temperatura máxima de la unión operativa está en 175C, por lo que siempre que su temperatura ambiente sea inferior a 166.75C, estará bien térmicamente. Si tu ambiente es más alto que eso, estás haciendo algo mal o bien.

    
respondido por el Stephen Collings
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Tu cálculo matemático es correcto y el MOSFET se ejecutará tibio.

    
respondido por el Bryan Boettcher
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Sí, estará bien y no se calentará.

El cálculo es para el aumento de la temperatura por encima de la temperatura ambiente, por lo que suponiendo, por ejemplo, una temperatura típica de 25 ° C, solo alcanzará 33.75 ° C.

Sin embargo, una cosa es que, aunque en este caso hay poca diferencia, siempre se diseña para el peor de los casos, que para los Rds es 0.45Ω, por lo que obtienes 2 ^ 2 * 0.045Ω = 0.18W, por lo que tu aumento de temperatura podría aumentar a 11.25 ° C. Tenga en cuenta que el valor es para 16A Id, por lo que puede esperar un Rds más bajo con un Id más bajo según la figura 3 en la hoja de datos (Rds varía con varios factores, así que tome nota de los gráficos).

Esto hace que tus cálculos sean muy conservadores, pero es un buen hábito para entrar.

    
respondido por el Oli Glaser

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