Hur kyler man en SMD MOSFET på hög watt?

[DanielM]

Varför gör du inte som du blir tillsagd i stället.

Har han någonsin gjort det?

Ja, det har jag.

Det fungerar för mig. Men tack för informationen. Jag tolkar som att 2.1V är max på brytgränsen hos denna mosfet.

2,1V är ju när det garanteras 1 mA drivförmåga och inte att den är helt på. MOS-feten är garanterad att ge 27mohm vid 5,0Vgs och 25mohm vid 10Vgs för variation av alla övriga parametrar som exempelvis tillverkningstoleranser, temperatur mm. Att ha under 5,0Vgs är en chansning för den här MOS-feten.

Men jag smackar ju in 3.3V.
Vi tittar på detta datablad: https://www.mouser.se/datasheet/2/308/1 ... 318842.pdf
Sida 4 visar detta. Om jag har 2A rakt igenom min mosfet vid Vgs = 3.2V så har jag 0.25V spänningsfall. Det betyder det att resistansen är 0.25V/2A = 0.125 ohm.
Effekten över mosfeten blir då 0.25*2 = 0.5W. Detta ska räcka för mig.

Skärmbild 2022-03-31 135038.png

Den koppling gör det än sämre. Det finns drivkretsar för detta men de kör oftast på 12V då man brukar styra kraft-MOSFET med Vgs på 10-12V.

Du behöver att driva gaten med mer än 3,3V och du MÅSTE montera en snubber över spolen.

Men detta är design-kännedom på lågt nivå...

Jag kör nu 13V över en 7.5 ohm magnet med en diod över.
Jag har 160 ohm på Gate och ingen pulldown. Detta fungerar klockrent. Jag kan PWM:a mjukt och fint.

Nu har jag 1 Hz pulsning och min mosfet är inte ens varm.

Varför gör du inte som du blir tillsagd i stället.
Dessutom är det väl tveksamt med den mosfeten i 3V applikationer.

Klart den fungerar.

Detta är mitt lilla fritidshobby Ett program som styr I/O över USB och även CAN-bus.

Skärmbild 2022-03-31 141830.png

[TomasL]

Det datablad gäller ju en helt annan transistor än den du använder.
Dessutom att inte använda pd/pu på gaten är bara ett bevis på synnerligen dålig design och inkompetens hos designern.
Vad tror du händer när den drivande pinnen blir högimpendantiv.

[DanielM]

Jag känner till att en mosfet har kapacitans på gaten. Därför använder man ett motstånd för att motstånd för att dämpa den där transienten.

[TomasL]

Väldigt stort SUCK.

[carpelux]

Jag känner till att en mosfet har kapacitans på gaten. Därför använder man ett motstånd för att motstånd för att dämpa den där transienten.

... och ett motstånd till jord för att snabbt tanka ur laddningen.

A och O när man använder en mosfet som switch är att få snabba och distinkta omslag. Man vill tillbringa så lite tid som möjligt på det linjära delen av kurvan. Viktigare ju högre frekvens du switchar med.

Ta ditt oscilloskop och mät hur det ser ut på gaten. Där vill du ha fyrkantsvåg med skarpa flanker.

[säter]

Är problemet verkligen dålig kylning?

[DanielM]

... och ett motstånd till jord för att snabbt tanka ur laddningen.

A och O när man använder en mosfet som switch är att få snabba och distinkta omslag. Man vill tillbringa så lite tid som möjligt på det linjära delen av kurvan. Viktigare ju högre frekvens du switchar med.

Ta ditt oscilloskop och mät hur det ser ut på gaten. Där vill du ha fyrkantsvåg med skarpa flanker.

Ja, en pulldown känner jag till. Inga problem att lägga till en pullis på 10 kOhm.
Detta är spänningen på Gate.

277472738_726476201685099_5264126820941755334_n.jpg

Är problemet verkligen dålig kylning?

Nej. Egentligen inte. Problemet var bara att jag hade ingen diod över spolen.

[TomasL]

Har du kommit på varför man skall ha pu/PD änu?

[rikkitikkitavi]

Är problemet verkligen dålig kylning?

Ja, men inte mosfetten.

[DanielM]

Har du kommit på varför man skall ha pu/PD änu?

Ja, för länge sedan. För att dränera sista skvätten ström, precis som när man ska hälla upp en öl, om det är den sista.

[TomasL]

Uppenbarligen vet du inte

[Janson1]

Daniel: Varför har du inte ett pulldown från början om du vet om det och vet om ev problem med att inte ha...
(Jag tror vi diskuterat detta förut?)

[DanielM]

För detta kort konstruerade jag förra året
Sedan var inte frågeställningen om pull-down innan gate-motståndet. Det var om varför min MOSFET blev så varm.
Då kom vi fram till att sätt en liten diod över spolen i motsatt riktning. Ja, då fungerar det. Jag har PWM:at hela dagen idag (utan pulldown) och det har fungerat riktigt bra med en diod

Jag trodde att transientström gick bara emot strömmen. Men tydligen så kan den även gå med i strömmens ordinarie riktning.

[Janson1]

För att förtydliga: Pulldown-motståndet är egentligen bara verksamt precis då du slår på strömmen till processorn. Innan den har kommit igång så kan den om du har otur stå helt frikopplad från yttervärlden på sina utgångar som ännu inte är satta till just utgångar. Då gaten och processorns utgång är av mos-teknik så stannar ev laddning kvar väldigt länge. Om det sista processorn gjorde var att sätta x utgång hög så kan den förbli hög, ännu sämre den går sakta ner och mostransistorn hamnar i mittemellan leda och inte leda. Om man då har en stor belastning så leder transistor lite när man slår på strömmen och det är då den kan bränna... Men ett pulldown-motstånd så slipper man dessa problem. Om man har snabbkontakter mellan processorkort och slutsteg är det ännu viktigare att man har PD-motstånd och att dom sitter på slutstegskortet. Är detta tillräckligt tydligt varför man skall ha PD-motstånd?

[DanielM]

Jag känner inte till att en MOSFET kan bevara sin uppladding i längre tid. Jag tolkade som att när det är 0V på en digital pinne, så är det 0V på den. Men strömmen kanske "låses in"? Jag känner till att vid start så kan de digitala pinnarna på uC:n göra lite som den vill, innan dom sätts låga.

Så här konstruerar jag nu.

Skärmklipp.PNG

Jag funderar på att använda en SI2310-TP. Bara för att den har SOT-23-3 paketet(litet). Se datablad: https://www.mouser.se/datasheet/2/258/S ... 510884.pdf
Rätta mig om jag fel här nu!

1. Jag har 24V som maximala Vds över mosfeten. Jag kommer maximualt skicka igenom 2A då mina ventiler drar sällan mer än 2A. Jag har inte stött på någon som har högre än 2A.
2. Jag väljer en mosfet som har Vds = 60V, 1.2W och Ids = 3A för jag bedömer att jag är inom gränserna.

Skärmklipp.PNG

3. Mosfeten står öppen vid 2V

Skärmklipp.PNG

4. Jag kollar spänningsfallet över mosfeten. Här ser jag att det är 0.4V vid 3A. Alltså betyder det att resistansen skall vara 0.4V/3A = 0.133 Ohm.

Skärmklipp.PNG

5. Det verkar stämma överens med denna bild

Skärmklipp.PNG

Så om jag har 0.133 ohm vid Vgs = 3.0V, men ännu lägre vid 3.3V, och jag har strömmen 3A vid 0.133 ohm, vilket är effekten P = 3^2*0.113 = 1.017W.
Alltså nära 1.2W som mosfeten är konstruerad som.

Alltså borde jag kunna använda den, om jag bestämmer att inte mer än 2A ska jag köra igenom?

Då är min fråga: Finns det något i databladet som man kan räkna på när man väljer resistorn på Gate?
Min teori är att man måste kolla på någon av dessa. Men vilka?

Skärmklipp.PNG

PTC:
Rätta mig här också. Jag är lite osäker när jag ska välja komponenter för det finns alltid folk som säger att jag gör fel hela tiden.
Men om jag vill hindra mig själv att köra igenom mer än 2A så tänkte jag passa på att använda ett PTC motstånd.

Skärmklipp.PNG

Jag har valt detta. https://www.mouser.se/ProductDetail/Bou ... cCKA%3D%3D
Då tänkte jag att att PTC:n börjar trippa vid 2.2A och har hållströmmen 1.1A.

Skärmklipp.PNG

Resistansen vid 23 grader är i värsta fall 0.210 ohm och effekten är 0.6W på den. Om jag kör igenom 2A så blir det 2^2 * 0.210 = 0.84W. Borde inte denna PTC gå sönder då? Jag överstiger effekten.
Eller ökar effekten på PTC motståndet när temperaturen ökar?

Diod:
Jag har valt en Schottky-diod som har 40V som backspänning.
En transient på ca 100V. Hur mycket ström brukar det vara mellan tummen och pekfingret? Jag vet att det går inte att räkna på, men jag misstänker att det är inte flera ampere ström som går igenom. Tror du att en liten schottky-diod kan släppa igenom strömmen när spänningen går över 40V? Jag har valt 40 med tanke på att mosfeten är på Vds = 60V.

Skärmklipp.PNG