Αρχικό μήνυμα από
FILMAN
Η τιμή της R2 δεν έχει να κάνει με τη μέγιστη τάση που αντέχει το MOSFET στην αποκοπή. Καθορίζει την ταχύτητα μεταγωγής του MOSFET από ON σε OFF και αντίστροφα. Μικρή τιμή της (π.χ. 0Ω) ζορίζει το εξάρτημα οδήγησης (εδώ το 555) διότι έτσι επιβάλλεται στην έξοδο του 555 η χωρητικότητα Cgs του MOSFET άμεσα. Είναι δηλ. σαν να βάλεις στην έξοδο του 555 ένα πυκνωτή μερικών nF ως προς την τροφοδοσία. Λόγω των συχνών παλμών στην έξοδο του 555, αυτό θα πρέπει να δίνει ένα υψηλό ρεύμα (ο πυκνωτής ασκεί διαφόριση). Η R2 μπαίνει για να περιορίσει αυτό ακριβώς το ρεύμα. Από την άλλη, μια μεγάλη τιμή για την R2 θα καθυστερεί τη μεταγωγή του MOSFET με αποτέλεσμα αυτό να βρίσκεται πολύ ώρα στην ενεργό περιοχή με αποτέλεσμα να ζεσταίνεται και επίσης στα όρια της μεταγωγής να έχουμε χαμηλότερη τάση στο φορτίο μας. Γενικά αυτές οι αντιστάσεις παίρνουν τιμές από μερικά Ω ως μερικές εκατοντάδες Ω ανάλογα με τη συχνότητα λειτουργίας. Στην πραγματικότητα μπορείς να βάλεις κι άλλες τιμές εκτός από τα 68 ή τα 120Ω, προτίμησε όμως τα 68Ω ώστε να έχεις τη μεγαλύτερη δυνατή ταχύτητα μεταγωγής χωρίς να ξεπεράσεις το μέγιστο ρεύμα εξόδου του 555 που είναι 200mA (12V / 68Ω = 176mA).
Αν το αφήσεις στον αέρα, η θερμική αντίσταση είναι 62οC / W. Αυτό σημαίνει ότι για κάθε W καταναλισκόμενης επάνω στο MOSFET ισχύος, η θερμοκρασία του θα είναι 62οC μεγαλύτερη από αυτή του περιβάλλοντος. Π.χ. αν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 40οC και το MOSFET καταναλώνει 500mW, η θερμοκρασία του θα είναι 40 + (62 * 0.5) = 40 + 31 = 71οC.
Με ID = 15Α και RDSon = 60mΩ η καταναλισκόμενη ισχύς σε συνεχή αγωγή είναι 152 * 0.06 = 13.5W. Χωρίς ψύκτρα λοιπόν η μέγιστη θερμοκρασία των 175οC επιτυγχάνεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 175 - (62 * 13.5) = 175 - 837 = 662οC υπό το μηδέν! Δεν υπάρχει περίπτωση λοιπόν να μην απαιτηθεί ψύξη!
Ας υποθέσουμε λοιπόν ότι θέλουμε κατά τη λειτουργία σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 30οC η θερμοκρασία του MOSFET να μην υπερβεί τους 65οC. Εφόσον η καταναλισκόμενη ισχύς των 13.5W θα πρέπει λοιπόν να αντιστοιχεί σε μια διαφορά θερμοκρασίας 65 - 30 = 35οC, η συνολική θερμική αντίσταση θα είναι 35 / 13.5 = 2.6οC / W. Από αυτά αφαιρείς τα 0.75 που είναι η θερμική αντίσταση ημιαγωγού - μεταλλικής πλάτης του εξαρτήματος (Rθjc), όπως επίσης και τα 0.5 που είναι η θερμική αντίσταση μεταξύ πλάτης του εξαρτήματος και επιφάνειας της ψύκτρας (με θερμοαγώγιμη πάστα ανάμεσα, Rθcs). Έχεις λοιπόν 2.6 - 0.75 - 0.5 = 1.35οC / W. Άρα πρέπει να χρησιμοποιήσεις μια ψύκτρα με θερμική αντίσταση όχι μεγαλύτερη από 1.35οC / W.
Αν έβαζες το IRF4905 που σου πρότεινα, (έχει 3 φορές μικρότερη RDSon από το IRF5210) θα είχες αντίστοιχα μόνο 4.5W καταναλισκόμενης ισχύος οπότε θα χρειαζόσουν μικρότερη ψύκτρα.
Tip: Βάζοντας 3 IRF4905 παράλληλα, το ρεύμα των 15Α σπάει στα 3, οπότε με ρεύμα 5Α και RDSon = 20mΩ το κάθε MOSFET θα καταναλώνει μόνον 500mW με αποτέλεσμα να βρίσκεται σε θερμοκρασία μόνον 62 * 0.5 = 31οC πάνω από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος (χωρίς ψύκτρες)! (Σε αυτή την περίπτωση το κάθε MOSFET θα πρέπει να έχει τη δικιά του R2.)
Το γράφημα αυτό δε έχει καμιά σχέση με τους υπολογισμούς που πρέπει να κάνεις. Απλώς το αγνοείς.
Απάντηση με παράθεση
