Σχεδίαση κυκλώματος PWM

[kplgr]

Καλησπέρα σε όλους, και βοηθήστε γιατί βουλιάζουμε!

Θέλω να σχεδιάσω ένα κύκλωμα PWM το οποίο θα οδηγεί κινητήρα DC. Αν συνεχιστεί όπως το έχω στο μυαλό μου το project,
τότε(ς) θα υπάρχει παροχή τάσης 12/24V, και για την ισχύ που χρειάζομαι θα τραβάει ρεύμα 30-40A (σε 12V).
Βέβαια είναι πολύ πιθανό τελικά να χρειαστώ λιγότερη ισχύ, οπότε και η απαίτηση σε Amperes να είναι μικρότερη ή να καταλήξω σε 24V κλπ.

Δεδομένου λοιπόν οτι μιλάμε για τάσεις 12/24V και ρεύματα της τάξης των 30-40A, έχω πελαγώσει ως προς το βασικότερο κομμάτι, τον 'διακόπτη' του PWM..
Οι επιλογές είναι 3 όπως το βλέπω: SSR, (Power) MOSFET, IGBT. Ωστόσο δεν έχω ιδέα σε τι συχνότητα θα πρέπει να λειτουργεί το κύκλωμα, οπότε δεν μπορώ
να διαλέξω μόνο με βάση την συχνότητα που θα χρειαστώ. Υποψιάζομαι κάτι στα "χαμήλα" KHz (1?5?15?)

Εν πάση περιπτώσει, η πιο καλή λύση, δεδομένων των παραμέτρων (ξανα-σούμα: 12/24V -- 30-40A -- ?? KHz) ποιά πιστέυετε ότι είναι?

Θαρρώ ότι ένα IGBT πιθανώς να ξεφεύγει απ τον "προϋπολογισμό" μου, και η πρώτη μου σκέψη ήταν SSR λόγω έντασης, και απομόνωσης του κυκλώματος
ελέγχου από το κύκλωμα του φορτίου (μετά βέβαια λέω γιατί οχι optocoupler & transistor? ) .

Κάθε γνώμη δεκτή!

[klik]

Δεν ειναι και τόσο δυσκολο να βρείς fet/igbt για πολλά ampere (για SSR ξέχνα το).

Φυσικά μπορείς να βάλεις και μερικά παράλληλα (θα χρειαστεί να διαχειρίζεσαι και τις μεταβολές στην δυνατότητα των fet/igbt με τη θερμότητα).

Χωρις να ψάξω καταλόγους, μερικά απο αυτά που έχουν περάσει απο τα χέρια μου και θυμάμε:

50A το IRFZ44 (φτηνό)
50A το STW50NB20 (βρίσκεται δύσκολα)
48A το CoolMOS 24N60 (ακριβό με πολύ καλά χαρακτηριστικά)
38Α το STW38NB20 (φτηνό αλλα ξεπερασμένο)
20A το IRFP460 (πάμφτηνο και το βρίσκεις και στα "περίπτερα"), βάζεις 2-3 μαζί.

Φυσικά υπάρχουν ένα σωρό άλλες επιλογές.
Διάλεξε ένα PWM που να σε βολεύει (π.χ. το υπερχρησιμοποιημένο TL494 ή κανέναν μικροελενκτή με PWM) ανάλογα με τις γνώσεις σου και την εφαρμογή και τα άλλα θα τα βρείς στην πορεία.

[KOKAR]

IRFP 3710
Vdss 100v
RDSon 0,025Ωμ
Id=57A

http://www.irf.com/product-info/data...a/irfp3710.pdf

τιμή περίπου 2,5 ευρώ από την RS...

[kplgr]

Κατ'αρχάς, ευχαριστώ για τις προτάσεις! Αν κρίνω όμως από το <<πνεύμα>> των απαντήσεων σας μάλλον δεν καταλάβατε την απορία..!
(ελπίζω να μην ακούστηκε λάθος αυτό, δεν το εννοούσα κακοπροαίρετα!)

Η απορία μου δεν ήταν ποιο μοντέλο να χρησιμοποιήσω, ήταν εαν θα πρέπει να κοιτάζω κατηγορία IGBT ή FET, και γιατί! Επίσης πρέπει να πω πως πρίν τα ποστ των παιδιών από πάνω, σσν IGBT θεωρούσα κάτι τέτοια γομάρια,
τα οποία προφανώς θα με "έβγαζαν εκτος budget". Δεν φαντάστηκα ότι κυκλοφορούν σε νορμάλ μεγεθος! *

Εν παση περιπτώσει ευχαριστώ πολύ τα παιδιά καθώς μου έφεραν στο πιάτο λύσεις, αλλά εάν κάποιος μπορεί να μου εξηγήσει γιατί το ένα ή το άλλο θα του ήμουν ευγνώμων!

ΥΓ. Η RS να φανταστώ είναι κάποιο κατάστημα ε..? (Ποιό όμως? )

* Δηλαδή τώρα από τα ποδαράκια αυτών των FET/IGBT θα περνάει ρέυμα
40A που θέλω εγώ.. wtf! (Απορία/Μονόλογος ενός νέοπα...)

[babisko]

ΥΓ. Η RS να φανταστώ είναι κάποιο κατάστημα ε..? (Ποιό όμως? )

http://gr.rsdelivers.com/

[kplgr]

http://gr.rsdelivers.com/

[fmav]

Τα MOSFET χαρακτηρίζονται από το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας Id, και τη μέγιστη τάση μεταξύ drain-source VDSS.
Ομοίως και τα IGBT χαρακτηρίζονται από το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας Ic, και τη μέγιστη τάση μεταξύ collector-emitter VCES.
Κατασκευαστικά, όταν ένα τρανζίστορ αντέχει σε μεγάλο ρεύμα, δεν αντέχει σε μεγάλη τάση, ενώ όταν αντέχει σε μεγάλη τάση, δεν αντέχει σε μεγάλο ρεύμα.
Τα IGBT γενικά αντέχουν σε μεγάλες τάσεις (>250V), άρα εξαρτήματα που αντέχουν σε μεγάλα ρεύματα, θα έχουν και μεγάλο μέγεθος.
MOSFET μπορείς να βρεις και για τάσεις 24V, ας πούμε, οπότε εξαρτήματα με μικρό μέγεθος, θα αντέχουν και σε μεγάλα ρεύματα.

Δύο παραδείγματα για να καταλάβεις.
Η International Rectifier (www.irf.com) έχει:
-το MOSFET IRF1324 με VDSS=24V και Id=353A σε κουτί TO-220 (σαν του κοινού 7805)
-το IGBT ΙRG4BC30K με VCES=600V και Ic=28A σε κουτί ΤΟ-220.

Νομίζω για την περίπτωσή σου, ότι καλύτερα είναι να χρησιμοποιήσεις MOSFET (είναι και πιο φθηνά).

Ως συχνότητα, γενικά ισχύει το όσο χαμηλότερη συχνότητα, τόσο λιγότερες απώλειες switching πάνω στο τρανζίστορ, οπότε και λιγότερη ζέστη στο εξάρτημα, άρα και μικρότερη ψύκτρα. Δεν μπορείς όμως να κατέβεις και πολύ γιατί θα πέσει η απόδοση συνολικά. Εγώ θα έλεγα 10-20kHz, κάπου εκεί ανάμεσα. Αν στην πράξη σφυρίζει το σύστημα ανέβα λίγο πάνω από τα 20kHz.

[KOKAR]

όσο μικρότερη η RDSon τόσο και λιγότερες οι απώλειες πάνω στο FET
άρα και μικρότερη θερμοκρασία

[fmav]

όσο μικρότερη η RDSon τόσο και λιγότερες οι απώλειες πάνω στο FET
άρα και μικρότερη θερμοκρασία

Σωστό εν μέρει. Όταν άγει το τρανζίστορ η RDSon προκαλεί τις απώλειες. Όταν όμως το τρανζίστορ βρίσκεται στην μετάβαση από αγωγή σε μη αγωγή και αντίστροφα, η οποία διαρκεί κάποια μsec ανάλογα με την ποιότητα του driver και την τιμή Cgs που εξαρτάται από το τρανζίστορ, τότε η RDS είναι πολύ μεγαλύτερη και έχουμε μεγαλύτερες απώλειες. Όσο πιο συχνά αλλάζει το τρανζίστορ κατάσταση, τόσο πιο μεγάλες είναι και οι απώλειες (ονομάζονται απώλειες switching)

[kplgr]

Τα MOSFET ..... 20kHz.

Κατατοπιστικότατος!

Άρα κινούμαι σε MOSFET αφού υπάρχει ζήτημα έντασης και όχι τάσης!
Ευχαριστώ πολύ και εσένα και τους υπόλοιπους που απάντησαν!