Jump to content
ELFORUM - Forumul Electronistilor
keenox

MOSFET control 12V/100W

Recommended Posts

Salut!

 

Vreau sa fac un intrerupator electronic cu un senzor infrarosu YL-54 TCR5000. Ma gandeam sa folosesc un CD4013 la iesirea lui digitala, iar iesirea lui CD4013 legata la poarta unui MOSFET IRF7831 (datasheet) care va comanda o lampa cu halogen 12V/100W in curent redresat.

 

Ca idee cam asa:

post-177633-0-66553700-1407184571_thumb.png

 

Am ales bine MOSFET-ul astfel incat sa nu se incalzeasca prea tare? Din ce am calculat eu ar ajunge la Tj=48*C.

Multumesc.

 

PS: Daca nu am postat unde trebuia, va rog sa mutati thread-ul.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cred ca e ok unde ai postat, mi se pare deasemeni ok si mosfetul ales, disipatia in conductie directa ar fi de cca 0,25W din ce zici tu, ar trebui sa nu se incalzeasca prea tare. N-am stat sa verific pdf-ul dar poate ca ar trebui tinut cont si de curentul maxim disponibil la iesirea CD-ului, nu de alta dar sa nu il pocnesti datorita sarcinii capacitive pe care trebuie sa o comande.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pare OK . CD4013 - ca toate circuitele din această serie  - are la ieșire MOSFET cu rezistență relativ  mare deci curentul se va limita automat. Timpul de comutare va fi desigur lung dar la aplicația dată nu prea contează. Este foarte important un condensator de decuplare pe alimentarea CD4013 , mai ales dacă firele de alimentare sunt lungi.

PS Nu știu cum ai calculat încălzirea , dacă nu ne spui și nouă pe ce suprafață de Cu e lipit MOSFET-ul nu putem să verificăm, dar cred că nu vor fi probleme chiar și cu layout-ul minimal. Mai mult mă îngrijorează curentul la rece al becului , s-ar putea să ai probleme acolo.Dacă ai un curent de ”pornire” de cîteva zeci de A timp de cîteva fracțiuni de secundă MOSFET-ul s-ar putea să nu reziste.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@marian: O sa verific si o sa-i pun o rezistenta pe iesire in caz ca nu e cum spune UDAR. Schema oricum e la nivel de idee.

@UDAR: MOSFET-ul va fi pe o placuta simplu strat, dar nu stiu ce grosime are. O sa verific sa vad ce am. Oricum ma gandeam sa-i las cel putin 5mm de cupru solid in jur, mai ales ca sursa va fi legata la planul de masa.

CD4013 va fi pe aceeasi placuta (traseu lung de max 1cm) cu un 78L05 cu un cond 33uF la intrarea de 12V si la iesirea de 5V ma gandeam 100nF. N-ar trebui sa ajunga?

Legat de curentul la rece, nu l-am luat in calcul, dar ma bucur ca mi-ai adus aminte. Din ce vad in datasheet, curentul pulsat maxim e de 170A (cu durata pulsului limitata de Tj max, din ce spun ei).

Edited by keenox

Share this post


Link to post
Share on other sites

Legat de decuplarea lui CD4013 - așa cum descrii e suficient.

Legat de rezistența pe ieșirea lui CD4013 - Rdson este de circa 200Ω la 5V și de circa 60Ω la 15 V . Deci la 5V , nicio problemă. 

Acum , problema critică . Becul poate să ia să zicem 80A la pornire ( de zece ori curentul nominal )  - măsoară-i rezistența cu ohmetrul . Nu știu cât durează acest impuls , probabil 100ms. Dacă ar fi așa , am avea o disipație de 1/3* 80A2 * 0,0044Ω = 9,4W care ar fi suportată teoretic . După curba impedanței termice am avea Zthj-a de circa 5°C/W la 100ms deci o supraîncălzire de sub 50°C , tranzistorul fiind rece la momentul ăla. Două necunoscute există : cât de mult crește Rdson la un curent atît de mare ( unele DS au această curbă ) și dacă nu se topesc firele de legătură . Acel 170A se referă la impulsuri mult mai scurte ( cred eu ). Oricum , dat fiind prețul unui astfel de MOSFET  poți risca o bucată, am devenit ușor mai optimist după ce am calculat.

Acum , mai apare un aspect . Circuitul poate limita curentul , mai ales fiind vorba de tensiune nefiltrată . Asta va duce însă la creșterea duratei de ”încălzire”

Share this post


Link to post
Share on other sites

Multumesc mult de ajutor. O sa testez cu lampa si revin cu amanunte. Din pacate lampa in cauza e prin Tulcea si nu pot testa prea curand.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Acum , problema critică . Becul poate să ia să zicem 80A la pornire ( de zece ori curentul nominal )  - măsoară-i rezistența cu ohmetrul . Nu știu cât durează acest impuls , probabil 100ms. Dacă ar fi așa , am avea o disipație de 1/3* 80A2 * 0,0044Ω = 9,4W care ar fi suportată teoretic . După curba impedanței termice am avea Zthj-a de circa 5°C/W la 100ms deci o supraîncălzire de sub 50°C , tranzistorul fiind rece la momentul ăla. Două necunoscute există : cât de mult crește Rdson la un curent atît de mare ( unele DS au această curbă ) și dacă nu se topesc firele de legătură . Acel 170A se referă la impulsuri mult mai scurte ( cred eu ).

 

Poate ar merge implementat un soft start, profitand de faptul ca tensiunea de alimentare nu e filtrata. Adica un circuit care sa permita deschiderea mosfetului, la prima trecere prin zero o tensiunii. N-am studiat in detaliu problema, poate ar merge un NPN, emitorul la sursa, colectorul la poarta, baza alimentata printr-un condensator din tensiunea de alimentare nefiltrata, sau ceva de acest gen. 

Edited by giongiu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Și eu m-am gândit la sincronizarea cu trecerea prin zero dar sunt doar 10 ms - nu știu dacă se încălzește suficient filamentul . Totuși , văzând și ce am scris mai sus , că la limită rezistă chiar în caz de pornire bruscă , s-ar putea ca asta  să ajungă . Chestia e : cât de complicată devine schema ? Ar trebui ceva de genul unui bistabil care să basculeze la trecerea prin zero dacă am comandă și să nu basculeze de loc dacă n-am.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Asa este, 10ms e putin si poate nici nu se justifica softstartul pentru protectia mosfetului. Sau s-ar justifica, pentru a lungi viata becului. Doar de dragul discutiei, eu as comanda mosfetul cu un UC3843, iar softstartul l-as realiza scazand lent tensiunea in pinul doi, de la 5V, la sub 2,5V. Un condensator din pin 8 in pinul 2, o rezistenta la masa din acelasi pin 2. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

O ideie ar putea fi interpunerea unui NTC intre drena mosfetului si lampa...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Da , ar putea merge . Am văzut că există NTC de ordinul a 1Ω la circa 10A.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Am facut rost de becul cu halogen in cauza si o sa-l testez saptamana asta. Doua intrebari mai am.1. Am citit pe un forum ca poti sa calculezi curentul "la rece" pur si simplu masurand rezistenta pe bec cu un multimetru. E adevarat sau mai trebuie luati si alti factori in calcul?2. M-am mai uitat in datasheet la pag 4 fig 8 si m-am cam nelinistit. Ar trebui sa inteleg ca la un puls de 10 ms si Vds 12V as putea sa am 3A??? Mi se pare ca nu are nicio leg cu restul specificatiilor. Cum ar trebui interpretat graficul din fig 8?Multumesc <b>giongiu</b> si <b>marian</b> pentru sugestii. O sa le incerc in caz ca bubuie tranzistorul. NTC banuiesc ca inseamna termorezistor din ce am cautat, nu?

Share this post


Link to post
Share on other sites

2) da,dar daca drena ar fi la 12V, adica scurt pe bec. Nu este cazul cu becul in drena.

Ai interpretat gresit Vds: nu este tensiunea de alimentare a unui montaj ci tensiunea intre drena si sursa care inmultita cu curentul prin mos da puterea disipata pe acesta.

Share this post


Link to post
Share on other sites

M-am jucat in seara asta cu CD4013 legat ca in schema din primul post. I-am legat la intrare un push-button debounce-uit cu un C de 1uF si merge perfect (foarte rar cate un spike nedorit, dar insesizabil).

 

Acum problema intervine cand leg intrarea la iesirea digitala a lui TCR5000. Am pus osciloscopul pe ea si pare sa se comporte normal: sta la 5V si cand apropii degetul cade la 0V, dar CD4013 nu vrea sa-si schimbe starea. Ramane tot timpul cu iesirea de 5V. Am incercat si cu un cond de 1uF, dar tot la fel. Inca o chestie ciudata, osciloscopul nu vrea sa triggereze pe iesirea lui TCR5000.

 

Aveti vreo idee ce poate fi?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.