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Tensione sul Mosfet

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteAndryx » 8 set 2021, 21:41

Ok, il discorso sulla tensione mi è chiaro. Adesso credo di dover fare anche una valutazione della corrente nel MOS, e il valore più alto mi risulta essere 1.4 A con LTSpice. Quindi, io so che per metterci in sicurezza è consigliabile considerare il doppio della tensione nella scelta del componente reale, quindi io ho pensato di scegliere un MOS IRF510, che ha i seguenti valori: Vds = 100V, Rds(on)=0.54 ohm e Id=5.6 A (a 25°) e Id=4 (a 100°). Secondo voi potrebbe essere una buona scelta nel mio caso?
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[12] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 8 set 2021, 22:14

La corrente non e` un parametro di scelta, i due parametri principali sono tensione massima e resistenza di canale a caldo.
Devi decidere quanta tensione puoi far cadere sul MOS quando conduce e da li` scegli la resistenza del MOS per non avere troppa caduta.

rDSon di 0.54Ω a freddo da` una resistenza a caldo che potrebbe essere di 0.8Ω (a spanne, dipende dalla temperatura ambiente e da come dissipi il transistore). Una resistenza da 0.8Ω attraversato da una corrente di 1.4A da` una caduta di tensione di 1.1V circa. Confrontato con una tensione di ingresso di 20V fa una caduta del 5.5%, direi un po' alta, perdi oltre il 5% di rendimento solo a causa della conduzione nel MOS. Poi ci sono le perdite di commutazione, le perdite sul diodo e quelle nell'induttore.

Sceglierei un MOS da 60V (sempre che non ci siano richieste di affidabilita` elevata) con una rDSon abbastanza piu` bassa.

Che corso hai seguito e in che ateneo?
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[13] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteAndryx » 8 set 2021, 22:50

Studio Ingegneria Elettrica ed Elettronica ed il corso si chiama Elettronica di potenza e Macchine elettriche.
Tutto chiaro il discorso sul condensatore MOS. Adesso, dovrei fare un discorso analogo per quanto riguarda la scelta del diodo. Potresti aiutarmi? La tensione massima che si presenta sul diodo mi risulta VD=Vo-VL= -21.52-20=-41.52 V, potrebbe essere corretta? Invece la corrente massima risulta essere 1.4 V. Come si fa a scegliere il diodo più adatto nella realtà?
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[14] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 8 set 2021, 23:02

In che ateneo sei e perche' usi l'espressione CONDENSATORE MOS? Il condensatore MOS esiste, ma e` una cosa diversa, entra in campo quando si comincia a studiare la struttura metallo ossido semiconduttore, e poi come elemento costruttivo nei circuiti integrati.

I parametri da considerare per i diodi sono massima tensione inversa, corrente media e corrente di picco. Per i diodi bisogna anche specificare il tipo e la tecnologia, diodo a giunzione (ultrafast), diodo Schottky, diodo SiC...
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[15] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteAndryx » 8 set 2021, 23:54

Studio all'Università di Cagliari. Per la scelta del MOS sto vedendo sul sito RS aggiungendo dei filtri per facilitarmi la scelta ma essendo molto inesperto (è la primissima volta che lavoro su un qualcosa del genere) non so proprio quale scegliere. Sapresti darmi tu un consiglio specifico su quale scegliere?
Per quanto riguarda il diodo, mi risulta una tensione inversa di 41.52 V, mentre per la corrente ho questi valori qui. Dunque, come dovrei comportarmi con il diodo?
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[16] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 9 set 2021, 0:10

Personalmente sceglierei un mosfet da 50 o piu Ampere, perche' avresti la RdsON molto piu bassa.

O meglio, se usi il menu parametrico dei siti (tipo mouser e simili) per scegliere il componente, usa il filtro per eliminare tutti i componenti sopra i 50 milliohm (che per 1.4A o valori simili sono piu che sufficenti) e poi scegli in base ai rimanenti valori quello che preferisci.

E non pensare che se ti rimangono componenti da 50 e piu Ampere sia un errore, ricorda: RdsON piu bassa, uguale caduta di tensione minore, uguale dissipazione di potenza sotto forma di calore minore in fase ON :mrgreen:

Se poi dovrai farlo commutare ad alta frequenza, ti tocchera' prendere in considerazione anche la capacita' del gate ed altri fattori, ma per ora inizia da questi, come ti ha gia suggerito anche IsidoroKZ.
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[17] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteAndryx » 9 set 2021, 1:08

Negli appunti presi a lezione ho scritto che se ad esempio la corrente continuativa del mosfet è di 2-3 A, considerando che possono esserci picchi di sovracorrente, si può scegliere un MOS ad esempio con una Id (corrente di drain continuativa di circa 9 A), quindi personalmente valori di corrente di 50 A non li avevo proprio considerati, perché troppo lontani da 1.4 A.

Comunque ho pensato a questo: PSMN012-80PS con Vds=80 V, corrente=74 A e Rds(on)=11 milliohm. Potrebbe essere una buona scelta?
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[18] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 9 set 2021, 6:38

Il transistor che hai scelto forse e` un po' troppo a bassa resistenza.

Con una resistenza a caldo dalle parti di 15mΩ hai una caduta di tensione di 21mV, praticamente un interruttore ideale. PERO` questo MOS ha capacita` piu` grandi rispetto a uno con resistenza un po' piu` elevata, quindi commuta piu` lentamente e questo fa aumentare le perdite per commutazione. Inoltre il costo di questo componente potrebbe essere maggiore di quello di un MOS con resistenza piu` grande. Sceglierei un MOS con una resistenza a caldo dalle parti di 100mΩ (entro un fattore 2, quindi da 50mΩ a 200mΩ direi che vada bene).

Il grafico della corrente nel diodo sembra suggerire un funzionamento in modo discontinuo, mentre prima dicevi modo continuo. Che modo di funzionamento hai considerato per il progetto dell'induttanza?

Se vuoi vedere un esempio di progetto di un convertitore buck (non e` il tuo, ma ti fa vedere il tipo di considerazioni da fare) puoi provare a guardare questo articolo.
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[19] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 9 set 2021, 10:25

Hai preso in considerazione questo, IPD220N06L3 ?

60V, 30A, RdsON tipica di 22 milliohm (che nelle peggiori condizioni ed a 100 gradi puo arrivare a 35 milliohm, mentre a 60 gradi a 25), gate charge decentemente bassa, come la capacita' di gate, un tempo massimo di risposta dichiarato (Toff, gli altri sono migliori) di 19nS , e, cosa che non guasta mai, un prezzo decente :mrgreen: ), non sembra troppo male per realizzarci un convertitore DC/DC ;-)
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[20] Re: Tensione sul Mosfet

Messaggioda Foto UtenteAndryx » 9 set 2021, 12:34

Grazie mille per tutte queste indicazioni che mi state dando. Adesso provo a ragionare sul diodo, sperando di avere delle buone intuizioni
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