Ich arbeite an einer Verpolungsschutzschaltung, ähnlich der in Abbildung 2 von SLVA139: Rückstrom- / Batterieschutzschaltungen . Hier ist meine Schaltung:
Mein Fall ist aufgrund der möglichen Eingangsspannung zwischen 5 und 40 V etwas komplexer. Die meisten MOSFETs scheinen eine maximale Gate-Source-Spannung V GS von 20 V zu haben , daher benötige ich die Zener-Klemme am Gate (oder einen sehr großen / teuren FET). Der maximale Eingangsstrom beträgt ca. 6A.
Ich frage mich, welche FET-Eigenschaften in dieser Konfiguration tatsächlich wichtig sind. Ich weiß, dass ich definitiv eine Drain-Source-Durchbruchspannung BV DSS haben möchte, die hoch genug ist, um die volle Eingangsspannung im Zustand mit umgekehrter Polarität zu verarbeiten. Ich bin mir auch ziemlich sicher, dass ich R DS (ein) minimieren möchte, um keine Impedanz in den Erdungskreis einzuführen. Fairchild AN-9010: MOSFET Basics hat Folgendes über den Betrieb in der Ohmschen Region zu sagen:
"Wenn die Drain-Source-Spannung Null ist, wird der Drain-Strom unabhängig von der Gate-Source-Spannung ebenfalls Null. Dieser Bereich befindet sich auf der linken Seite der Grenzlinie V GS - V GS (th) = V DS ( V GS - V GS (th) > V DS > 0). Selbst wenn der Drainstrom sehr groß ist, wird in diesem Bereich die Verlustleistung durch Minimieren von V DS (ein) aufrechterhalten . "
Fällt diese Konfiguration unter die Klassifizierung V DS = 0? Dies scheint eine etwas gefährliche Annahme in einer lauten Umgebung zu sein (dies wird in der Nähe verschiedener Motortypen betrieben), da Spannungsversätze zwischen der Eingangsversorgungsmasse und der lokalen Masse dazu führen können, dass Strom fließt. Selbst mit dieser Möglichkeit bin ich mir nicht sicher, ob ich meinen maximalen Laststrom für den Drainstrom I D angeben muss . Daraus folgt, dass ich auch nicht sehr viel Kraft abbauen muss. Ich nehme an, ich könnte das Problem abschwächen, indem Zener V GS näher an V GS (th) klemmt , um den Drainstrom / die Drainspannung zu reduzieren.
Bin ich damit auf dem richtigen Weg oder vermisse ich ein kritisches Detail, das einen winzigen MOSFET in mein Gesicht sprengen lässt?
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MDrücken Sie einfach die Taste und drücken SieRbei Bedarf.Antworten:
Die Verwendung eines MOSFET zum Schutz vor Sperrspannung ist sehr einfach.
Einige Ihrer Referenzen sind korrekt, aber von geringer Relevanz und führen dazu, dass das Problem komplexer aussieht als es ist. Die wichtigsten Anforderungen (die Sie im Wesentlichen bereits identifiziert haben) sind
Der MOSFET muss über eine ausreichende Vds_max-Bewertung für die maximal angelegte Spannung verfügen
MOSFET Ids_max Bewertung mehr als ausreichend
Rdson so niedrig wie möglich.
Vgs_max im Endkreis nicht überschritten.
Verlustleistung wie installiert, die in der Lage ist, die Betriebsleistung von I_operating ^ 2 x Rdson_actual sinnvoll zu handhaben
Die installierte Verlustleistung ist in der Lage, Bereiche mit höherer Verlustleistung ein- und auszuschalten.
Tor angetrieben, um "schnell genug" in der realen Schaltung abzuschalten.
(Im schlimmsten Fall - Vin richtig auftragen und dann sofort umkehren. Ist der Cutoff schnell genug?)
In der Praxis ist dies in den meisten Fällen leicht zu erreichen.
Vin hat wenig Einfluss auf die Betriebsableitung.
Rdson muss für den schlimmsten Fall bewertet werden, der in der Praxis auftreten kann. Etwa 2 x Überschriften Rdson ist normalerweise sicher ODER prüfen Sie die Datenblätter sorgfältig. Verwenden Sie Worst-Case-Bewertungen - Verwenden Sie KEINE typischen Bewertungen.
Das Einschalten kann auf Wunsch langsam sein, beachten Sie jedoch, dass die Verlustleistung berücksichtigt werden muss.
Das Ausschalten unter umgekehrter Polarität muss schnell erfolgen, um eine plötzliche Schutzanwendung zu ermöglichen.
Was ist Iin max?
Sie sagen nicht, was I_in_max ist, und dies macht in der Praxis einen großen Unterschied.
Sie zitierten:
und
Beachten Sie, dass dies relativ unabhängige Gedanken des Schriftstellers sind. Der erste ist für diese Anwendung im Wesentlichen irrelevant.
Der zweite sagt einfach, dass ein FET mit niedrigem Rdson eine gute Idee ist.
Du sagtest:
Zu viel denken :-).
Wenn Vin in Ordnung ist, schalten Sie den FET so schnell wie möglich ein.
Jetzt ist Vds so niedrig wie es nur geht und wird durch Ids ^ 2 x Rdson
Ids = Ihren Schaltungsstrom eingestellt.
Bei 25 ° C beginnt die Umgebungstemperatur bei dem im Datenblatt bei 25 ° C angegebenen Wert und steigt an, wenn sich der FET erwärmt. In den meisten Fällen erwärmt sich der FET nicht stark.
zB 1 20 MilliOhm FET bei 1 Ampere ergibt 20 mW Heizung. Der Temperaturanstieg ist bei allen vernünftigen Packungen mit minimalem Kühlkörper sehr gering. Bei 10A beträgt die Verlustleistung 10 ^ 2 x 0,020 = 2 Watt. Dies erfordert ein DPAk oder TO220 oder SOT89 oder besser pkg und einen vernünftigen Kühlkörper. Die Düsentemperatur kann im Bereich von 50 bis 100 ° C liegen und Rdson steigt über den Nennwert von 25 ° C. Im schlimmsten Fall können Sie sagen, 40 MilliOhm und 4 Watt. Das ist immer noch leicht zu entwerfen.
Hinzugefügt: Mit dem von Ihnen anschließend bereitgestellten 6A max.
PFet = I ^ 2.R. R = P / i ^ 2.
Für maximal 1 Watt Disspation möchten Sie Rdson = P / i ^ 2 = 1/36 ~ = 25 Milliohm.
Sehr leicht zu erreichen.
Bei 10 Milliohm ist P = I ^ 2.R = 36 × 0,01 = 0,36 W.
Bei 360 mW ist ein TO220 warm, aber nicht heiß, ohne Kühlkörper, aber mit gutem Luftstrom. Eine Spur von Flaggenkühlkörper wird es glücklich machen.
Die folgenden Artikel sind alle unter 1,40 USD / 1 und bei Digikey auf Lager.
LFPACK 60V 90A 6,4 Milliohm !!!!!!!!!!!
TO252 70V 90A 8 Milliohm
TO220 60V 50A 8,1 Milliohm
Du sagtest:
Nein!
Am besten zum Schluss gespeichert :-).
Dies ist das genaue Gegenteil von dem, was erforderlich ist.
Ihr Protektor muss nur minimale Auswirkungen auf den gesteuerten Stromkreis haben.
Das Obige hat eine maximale Wirkung und erhöht die Verlustleistung im Protektor gegenüber dem, was erreicht werden kann, wenn ein vernünftig niedriger Rdson-FET verwendet und hart eingeschaltet wird.
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