Как работает перегрев полевого транзистора?

Vlad Afanasev
Offline
Зарегистрирован: 03.04.2022

У меня есть полевой транзистор IRF3711Z, максимальный Iси 94 ампера, при 5 вольт на затвор, Iси возможен 110 ампер. Так вот, транзистор будет греться от того, что я подал на затвор 5 вольт, или от проходимого тока через сток-исток?
Вот только моя нагрузка это мотор на 40 ампер и 12 вольт. Если я правильно понимаю, перегрева же не должно быть?

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

если подать 5 вольт транзистор не дооткроется, внутреннее динамическое повышается до 0,1 Ома, мощность рассеиваемую на транзисторе при токе 40 ампер сам посчитаешь?

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

ua6em пишет:

внутреннее динамическое повышается до 0,1 Ома,

нет такой цифры в даташите

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

rkit пишет:

ua6em пишет:

внутреннее динамическое повышается до 0,01 Ома,

нет такой цифры в даташите

нолик пропустил, всё одно без радиатора не прокатит

Vlad Afanasev
Offline
Зарегистрирован: 03.04.2022

ua6em пишет:

если подать 5 вольт транзистор не дооткроется, внутреннее динамическое повышается до 0,1 Ома, мощность рассеиваемую на транзисторе при токе 40 ампер сам посчитаешь?


Начал изучать эту тему только что, поэтому ещё не понимаю как правильно все расчитать. Но мне хотелось бы узнать, возможен ли транзистор для такой мощности, для которого не нужен будет радиатор

bizzon
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2016

В автомобилях - к примеру-на вентиляторы ставят по 2-3 транзистора параллельно. Даже если каждый способен с двухкратным запасом включать вентилятор. И всё равно немного греются.

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

Vlad Afanasev пишет:
Но мне хотелось бы узнать, возможен ли транзистор для такой мощности, для которого не нужен будет радиатор

Тебе надо бы узнать, что такое мощность. Тразисторов "для мощности" не бывает.

SAB
Offline
Зарегистрирован: 27.12.2016

rkit -транзисторов "для мощности" не бывает. - Одним из важных параметров транзистора в даташите указывается его мощность.

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

Нет. параметра "мощность транзистора" в даташите не указывается. Потому что это тоже бессмыслица. Указывается способность корпуса отводить тепловую мощность от кристала и производные этой величины.

Vlad Afanasev
Offline
Зарегистрирован: 03.04.2022

Я имею ввиду транзистор для моего мотора на 12 вольт и 40 ампер................................

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Vlad Afanasev пишет:
Я имею ввиду транзистор для моего мотора на 12 вольт и 40 ампер................................

должен уметь рассеивать ~16 ватт тепловой мощности

Komandir
Komandir аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.08.2018

ua6em пишет:

должен уметь рассеивать ~16 ватт тепловой мощности

Как посчитали ?

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Komandir пишет:

ua6em пишет:

должен уметь рассеивать ~16 ватт тепловой мощности

Как посчитали ?

ничего кроме закона Ома - U*I )))

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

ua6em пишет:

ничего кроме закона Ома - U*I )))

"Садись, два!"

12*40 = 480, а не 16 :)

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Vlad Afanasev пишет:
Я имею ввиду транзистор для моего мотора на 12 вольт и 40 ампер

Выбранный вами IRF3711 без радиатора будет греться как кипятильник и очень быстро сгорит. Да вообще, на такой ток без радиатора ни один транзистор не сдюжит, думаю... тут нужен мосфет с сопротивлением в открытом состоянии в микро-Омы... не знаю таких

 

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

b707 пишет:

ua6em пишет:

ничего кроме закона Ома - U*I )))

"Садись, два!"

12*40 = 480, а не 16 :)

решил дурака включить?

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

b707 пишет:

ua6em пишет:

ничего кроме закона Ома - U*I )))

"Садись, два!"

12*40 = 480, а не 16 :)

480 будет на моторе. некоторое время.

на транзисторе при этом будет гораздо меньше - но достаточно, чтобы без радиатора сгореть достаточно быстро.

Тут ещё неизвестно, что ТС считает напряжением 12 вольт. Если это в автомобиле - то транзистор по напряжению не годен, у него всего 20 вольт сток-исток предельное.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

SLKH пишет:

b707 пишет:

ua6em пишет:

ничего кроме закона Ома - U*I )))

"Садись, два!"

12*40 = 480, а не 16 :)

480 будет на моторе. некоторое время.

на транзисторе при этом будет гораздо меньше - но достаточно, чтобы без радиатора сгореть достаточно быстро.

Тут ещё неизвестно, что ТС считает напряжением 12 вольт. Если это в автомобиле - то транзистор по напряжению не годен, у него всего 20 вольт сток-исток предельное.

думаешь два обнулённых топора не отличает мощность в нагрузке от мощности выделяемой на открытом транзисторе, думаю просто дуркует...

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

SLKH пишет:

480 будет на моторе. некоторое время.

ребяты, это просто шутка на формулу U*I выше :)

 

Я знаю как тепловыделение посчитать - ( I**2) * Rds(on)

Komandir
Komandir аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.08.2018

У меня вышло меньше 10 Ватт.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Komandir пишет:

У меня вышло меньше 10 Ватт.

как так, для 5 вольт управления в идеале -

40 0,0073 11,68

я всегда считаю неопределённости, в данном случае непонятно что именно замаркировано китайцами, думаю 16 ватт это очень даже оптимистично )))

Komandir
Komandir аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.08.2018

Наименование прибора: IRF3711Z

...

Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.006 Ohm

...

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Komandir пишет:

Наименование прибора: IRF3711Z

...

Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.006 Ohm

...

я жеж кузнец, меня учили считать от максимально возможных )))

PS как правильно не знаю видимо поэтому за 50 лет ни одного транзистора не спалил )))

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Komandir пишет:

Наименование прибора: IRF3711Z

...

Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.006 Ohm

...

при каком токе?

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Komandir пишет:

У меня вышло меньше 10 Ватт.

которые дадут температуру кристалла около 300 цельзиевых градусов.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

то-есть радиатор подбирать исходя из мощности 30-35 ватт?

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Vlad Afanasev пишет:
ua6em пишет:

если подать 5 вольт транзистор не дооткроется, внутреннее динамическое повышается до 0,1 Ома, мощность рассеиваемую на транзисторе при токе 40 ампер сам посчитаешь?

Начал изучать эту тему только что, поэтому ещё не понимаю как правильно все расчитать. Но мне хотелось бы узнать, возможен ли транзистор для такой мощности, для которого не нужен будет радиатор

Нет.

Мощность указывается только для транзисторов на радиаторе. (иногда бывает, указывается и без радиатора, но  тогда именно на эту цифру и надо смотреть, а она составляет, как правило, порядка 1 Вт).

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

ua6em пишет:

Vlad Afanasev пишет:
Я имею ввиду транзистор для моего мотора на 12 вольт и 40 ампер................................

должен уметь рассеивать ~16 ватт тепловой мощности

Вообще-то 120 Вт.

Но это исключительно пор закону Ома, без учета того, что пусковой ток двигателя может существенно превышать номинальный.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

andriano пишет:

Вообще-то 120 Вт.

Но это исключительно пор закону Ома, без учета того, что пусковой ток двигателя может существенно превышать номинальный.

а 120 ватт откуда?

SAB
Offline
Зарегистрирован: 27.12.2016

Наверно 120Вт потому, что в двигателе есть и реактивное сопротивление. Это лет 10 назад может больше, когда был брошен клич о переходе на энергосберегающие лампы, и на крупных предприятиях начали гореть массово понижающие входные трансформаторы. Потому как тогдашние счётчики учета электроэнергии регистрировали только активную составляющую, а в энергосберегайках, она была ничтожно по сравнению с реактивной. Обмануть законы физики не удалось

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

Vlad Afanasev пишет:
У меня есть полевой транзистор IRF3711Z, максимальный Iси 94 ампера, при 5 вольт на затвор, Iси возможен 110 ампер. Так вот, транзистор будет греться от того, что я подал на затвор 5 вольт, или от проходимого тока через сток-исток? Вот только моя нагрузка это мотор на 40 ампер и 12 вольт. Если я правильно понимаю, перегрева же не должно быть?

При 5В на затворе транзистор откроется максимально, то есть на его переходе сток-исток будет максимально минимальное сопротивление, которое может быть для данного транзистора. Для данного транзистора (если я ничего не напутал) максимальный Rds = 7.3миллиома (http://kazus.ru/datasheets/pdf-data/3572941/IRF/IRF3711Z.html ) или 0,0073Ома. Максимальная рассеиваемая тепловая мощность - 70Вт при 25С, 40Вт при 100С. P=U*I, или же P=I^2*R . Возьмём P=40Вт, тогда I = sqrt (40/0,0073)=74Ампера. Это тот гарантированный постоянный ток через транзистор, который не приведёт к выходу из строя данный транзистор (судя по даташиту), при условии эффективного теплоотведения в 40Вт. А как рассчитывают теплоотводящие радиаторы я и сам не сильно знаю...

Если ток 40Ампер, то: P=40^2*0,0073=11,68Вт выделяемой тепловой мощности, которую нужно рассеять. Если брать с запасом, то рассчитывать нужно на 12-15Вт. Я бы брал по верху - 15Вт. И точно с запасом под эту мощность без принудительного охлаждения (обдува) подойдёт радиатор со старых процессоров типа pentium3/4, amd Sempron и подобные. Даже с сильным запасом.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

ua6em пишет:

andriano пишет:

Вообще-то 120 Вт.

Но это исключительно пор закону Ома, без учета того, что пусковой ток двигателя может существенно превышать номинальный.

а 120 ватт откуда?

Я же выше писал - все в предположении закона Ома:

- сопротивление нагрузки: 12/40=0.3 Ома,

- а теперь посчитайте, какова максимальная мощность может быть выделена на активном элементе, подключенном к 12 В через 0.3 Ома.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

BOOM пишет:

А как рассчитывают теплоотводящие радиаторы я и сам не сильно знаю...

IMHO лучшее, что в этом плане есть - книжка "Конструирование ЭВМ и систем", там весь расчет занимает всего 3-4 странички, начиная со 101-й.

Цитата:

Я бы брал по верху - 15Вт. И точно с запасом под эту мощность без принудительного охлаждения (обдува) подойдёт радиатор со старых процессоров типа pentium3/4, amd Sempron и подобные. Даже с сильным запасом.

15 Вт без принудительной конвекции - это довольно много. Впрочем, результат сильно зависит от максимально допустимой температуры кристалла. Если выше 150С, то, думаю, подойдет (хотя - увидеть бы о каком именно радиаторе идет речь).

Iv_
Iv_ аватар
Offline
Зарегистрирован: 06.04.2022

Хех, мне тут задачу ставили, запитать моторчик 24В/120 А кажется, от сварочного трансформатора запитать на 220В. Компрессор от погрузчика. Двухполупериодная схема рулит.

Ставим 3..5..10 транзисторов в ключе, с огромными/толстыми проводами. Можно, вообще без радиаторов.

Iv_
Iv_ аватар
Offline
Зарегистрирован: 06.04.2022

Есть полевики, суперодинаковые. Пачками продают. Как раньше , пары точные транзисторов для УМЗЧ.

Iv_
Iv_ аватар
Offline
Зарегистрирован: 06.04.2022

Ну и естественно, большой ветке ключей - нужен Драйвер мощный. Если частоты переключения низкие, пары дополнительных транзисторов хватит. Полевик греется, именно в процессе включения/выключения. Чем мощнее драйвер, тем быстрее ключи выходят на нужный режим/меньше греются.

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Iv_ пишет:
Полевик греется, именно в процессе включения/выключения.
Нет.

Iv_
Iv_ аватар
Offline
Зарегистрирован: 06.04.2022

DetSimen пишет:

Iv_ пишет:
Полевик греется, именно в процессе включения/выключения.
Нет.


Во время? Если там микроОмы сопротивление? Ноги тонкие греются и кристаллу передают тепло?

Iv_
Iv_ аватар
Offline
Зарегистрирован: 06.04.2022

Я всегда охеревал с полевиков, с токами под сотню Ампер и тонюсенькими ножками. 100 Ампер, надо проводами в палец толщиной передавать.

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Я не так выразился.  Если полевик работает в режиме "реле" (ключ), просто вкл/выкл нагрузку с низкой частотой, то время перезаряда затворной ёмкости на нагрев почти не влияет, если проитегрировать выделение тепла по времени.  А вот когда он работает в режиме ШИМ, тогда да, тогда затянутые фронты ооочень сильно влияют на нагрев, тогда драйверы для быстрой перезарядки настоятельно необходимы.   

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

Andriano, спасибо за книгу. Скачал.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

andriano пишет:

Я же выше писал - все в предположении закона Ома:

- сопротивление нагрузки: 12/40=0.3 Ома,

- а теперь посчитайте, какова максимальная мощность может быть выделена на активном элементе, подключенном к 12 В через 0.3 Ома.

12*40 = 480 )))

Komandir
Komandir аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.08.2018

andriano пишет:

Я же выше писал - все в предположении закона Ома:

- сопротивление нагрузки: 12/40=0.3 Ома,

- а теперь посчитайте, какова максимальная мощность может быть выделена на активном элементе, подключенном к 12 В через 0.3 Ома.

А у вас двигатель-суперпроводник или вместо двигателя КЗ что ли ???

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

DetSimen пишет:

Я не так выразился.  Если полевик работает в режиме "реле" (ключ), просто вкл/выкл нагрузку с низкой частотой, то время перезаряда затворной ёмкости на нагрев почти не влияет, если проитегрировать выделение тепла по времени.  А вот когда он работает в режиме ШИМ, тогда да, тогда затянутые фронты ооочень сильно влияют на нагрев, тогда драйверы для быстрой перезарядки настоятельно необходимы.   

как говорится, "бес кроется в деталях"

t= 130/(20*12)= 540 мкс допустимое время фронта/спада,

поскольку Single Pulse Avalanche Energy 130mJ.

на самом деле  540 мкс уже довольно большое время, чтобы тепло с кристалла начало утекать, т.е. время будет несколько больше. 

Суть-же в том, что имеется ограничение на мгновенную мощность выделяемую в кристалле и она прописана. Причем существуют транзисторы с большим током у которых Single Pulse Avalanche Energy велика, однако хватает и тех у которых она мала, т.е. не все так однозначно и с полевиками и с фронтами. 

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Iv_ пишет:
DetSimen пишет:

Iv_ пишет:
Полевик греется, именно в процессе включения/выключения.
Нет.

Во время? Если там микроОмы сопротивление? Ноги тонкие греются и кристаллу передают тепло?

во-первых, не МИКРО-омы. а МИЛЛИ-. А во-вторых, и на микроомах будет выделятся очень заметное тепло, если токи сотни ампер...

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

BOOM пишет:

Andriano, спасибо за книгу. Скачал.

я что-то без регистрации сходу не нашел, кинься ссылкой

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

ua6em пишет:

BOOM пишет:

Andriano, спасибо за книгу. Скачал.

я что-то без регистрации сходу не нашел, кинься ссылкой

Очень странно, их там куча. Например: http://publ.lib.ru/ARCHIVES/S/SAVEL%27EV_Aleksandr_Yakovlevich/_Savel%27...

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

ua6em пишет:

andriano пишет:

Я же выше писал - все в предположении закона Ома:

- сопротивление нагрузки: 12/40=0.3 Ома,

- а теперь посчитайте, какова максимальная мощность может быть выделена на активном элементе, подключенном к 12 В через 0.3 Ома.

12*40 = 480 )))

Я фигею!

Нет, если полевик полностью открыт, тогда - да, а нагрузке выделяется 480 Вт.

На нагрузке, Карл!

А вот максимальная мощность, которая может быть выделена на полевике, к которому подключена такая нагрузка - как раз 120 Вт.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Komandir пишет:

andriano пишет:

Я же выше писал - все в предположении закона Ома:

- сопротивление нагрузки: 12/40=0.3 Ома,

- а теперь посчитайте, какова максимальная мощность может быть выделена на активном элементе, подключенном к 12 В через 0.3 Ома.

А у вас двигатель-суперпроводник или вместо двигателя КЗ что ли ???

Двигатель - это и есть нагрузка. Его сопротивление 0.3 Ома.

BOOM
BOOM аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.11.2018

По даташиту максимальная рассеиваемая мощность у него 70Вт, не пойму как у вас 120Вт получается?

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

andriano пишет:

ua6em пишет:

andriano пишет:

Я же выше писал - все в предположении закона Ома:

- сопротивление нагрузки: 12/40=0.3 Ома,

- а теперь посчитайте, какова максимальная мощность может быть выделена на активном элементе, подключенном к 12 В через 0.3 Ома.

12*40 = 480 )))

Я фигею!

Нет, если полевик полностью открыт, тогда - да, а нагрузке выделяется 480 Вт.

На нагрузке, Карл!

А вот максимальная мощность, которая может быть выделена на полевике, к которому подключена такая нагрузка - как раз 120 Вт.

Откуда???

мой закон Ома показывает, что 120 ватт выделится при токе 128 ампер