محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

[zizi110]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

دوست عزیز همانطور که خودتان حساب کرده اید مقاومت میشود 4 اهم اولا چون 4 اهم در رنج استاندارد نمیباشد مقدار 3.9 اهم را در نظر میگیریم-دوم اینکه جریانت محاسبه شده برای 1 ماسفت 3 امپر میباشد و این جریان پیک است یعنی در مدت زمان 77 نانو ثانیه چنین جریانی از خازنهای VCC کشیده میشود و توان مورد نیاز برای مقاومت 4 اهم برابر است(شارژودشارژ) ton+toff+tr+tf)xIxIxRxf); که کمتر از 0.1 وات میشود حال اگر 10 عدد پارالل شوند جریان پیک میشود 30 امپر مقدار متوسط این جریان میشود در حدود ton+toff+tr+tf)xIxF) ;که اگر فرکانس را مثلا 50 کیلو در نظر بگیریم در حدود 0.3 امپر میشود.واگر جریان مدار کنترل را هم مثلا 0.2 امپر در نظر بگیریم تغذیه مدار باید قابلیت جریان دهی مداوم حدود 0.5 امپر را داشته باشد. و اما ترانزیستورهای مدار درایور -در اینجا اگر دقت کنید متوجه میشوید که جریان پیک 30 امپر در زمان 77 نانو ثانیه اعمال میشود حال شما باید از روی منحنی ترانزیستورها که در ان جریانهای پیک با دیوتی سایکل نمایش داده شده است را نگاه کنید و ببینید که ایا قادر است چنان جریانی را تامین کند یا نه-دمای طراحی را نیز در بد ترین حالت حدود 80 درجه در نظر میگیریم و منحنی توان- دما را مد نظر قرار میدهیم.برای سادگی محاسبات بهتر است از نرم افزار orcad جهت شبیه سازی استفاده کنید که خیلی دقیق است.و در ان میتوانید مقدار توان ویا هر پارامتر دیگری را نیز محاسبه کرده و سپس شبیه سازی نمایید تا از حصول کار خود اطمینان یابید.من خودم تمامی مراحل را با ان شبیه سازی کرده و سپس طراحی و ساخت منمایم و نتایج ان با عمل خیلی مطابقت دارد.حتی محاسبات مربوط به هسته و.....در ظمن شما بمن بگو که از جه ترانزیستور و چه فرکانسی استفاده مینمایی تا محاسبه شود.تا یادم نرفته این را هم اضافه کنم که در مدار درایورتان همان مقاومت روی گیت کافی است و بهتر است مقاومتهای روی امیتر ها را بردارید.

یه سوال دیگه برای من پیش اومد ، منظور از فرکانس f که در فرمول "ton+toff+tr+tf)xIxIxRxf)" فرمودید دقیقا چی هست؟ ماکزیمم فرکانس سوییچینگ ماست یا متوسط فرکانس سوییچینگ ماسفت ها است؟

مرسی

[dostajn]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

با سلام
بنده برای خاموش و روشن کردن یه موتور dc با آمپر حداکثر 60 و ولتاژ کاری 48 ولت می خواستم از یه IGBT استفاده کنم(توضیح: قبلا از یه رله برای قطع و وصل استفاده میشده). IGBT مناسب برای این مدار که تونستم بگیرم:
SGL160N60UFD
که 160 آمپره 600ولته طبق گفته جناب جبرائیلی عزیز و عکس دیتاشیت من برای گیت می تونم از 5 اهم استفاده کنم که بنده از 10 اهم استفاده کردم (جریان در حدود 3 آمپر)
دمای تلف شده طبق دیتاشیت(اگر طبق دیتاشیت 100وات توان تلف شده رو در نظر بگیریم) اختلاف دمایی 2500 درجه میشه و با در نظر گرفتن دمای کاری 100 درجه یه هیت سینک که بتونه 2400 درجه خنک کاری کنه نیازه !

اولا می خواستم بدونم این IGBT جوابگو هست یانه؟
دوما من اومدم برای تحریک از یه 555 و یه درایور ir2110 استفاده کردم و انو طبق مدار زیر دادم به igbt می خواستم قبل از تست واقعی نظر دوستان رو درباره این مدار بدونم.

باتشکر

[عباس جبراییلی]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

در بدترین حالت افت ولتاز کلکتور به هنگام عبور حدا کثر جریان از ای جی بی تی 2.6 ولت است و در دمای 100 درجه اتلاف توان سوییچ 100 وات است لذا حداکثر جریان سوییچ برابر خواهد بود با 100 وات تقسیم بر 2.6 که میشود 38.46 امپر ولی از روی منحنی دیده میشود ولتاژ کلکتور در این جریان 1.4 ولت است بنابراین جریان را دوباره محاسبه میکنیم و اینبار از روی منحنی دما جریان میبینیم که در دمای 100 درجه جریان بین 40 تا 80 امپد و ولتاژ کلکتود بین 1.5 تا 2 ولت میباشد که حاصل ضدب این دو باید 100 وات شود با حدس و نگاه به منحنی ها دیده میشود جریان حدود 60 امپر خواهد بود ---در مورد دما--طبق دیتیا شیت مقاومت گرمایی بین نیمه هادی و محیط 25 درجه بر وات میباشد معنی ان این است که به ازای هر وات تلفات در سوییچ 25 درجه به حرارت نیمه هادی اضافه میشود--حداکثر دمای مجاز نیمه هادی 150 درجه است--معنی ان این است که اگر چیزی وجود نداشته باشد که جلوی افزایش دما در نیمه هادی را بگیرد با 6وات تلفات در سوییچ دمای نیمه هادی به 150 درجه خواهد رسید و بیشتر از ان نیمه هادی اسیب خواهد دید.بنابراین اگر شما مثلا 7 وات در سوییچ تلف کنید دمای ان به 175 درجه میرسد و نیمه هادی ان اسیب میبیند و سوییچ خواهد سوخت برای جلوگیری از این امر شما باید اضافه دما را از ان دور کنید که نیاز به هیت سینک مناسب خواهید داشت.پس شما بدون هیت سینک نهایت جریانی که میتوانید از ان عبور دهید برابر است با شش تقسیم بر ولتاژ کلکتوری که حاصلضرب ان در جریان از 6 بیشتر نشود که این جریان کمتر از 10 امپر خواهد بودتقریب حدود 7 امپر--که اگر هیت سینک به کار ببرید انگاه میتوانید جریان بیشتر از ان عبور دهید.

[ebismps]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

با سلام
بنده برای خاموش و روشن کردن یه موتور dc با آمپر حداکثر 60 و ولتاژ کاری 48 ولت می خواستم از یه IGBT استفاده کنم(توضیح: قبلا از یه رله برای قطع و وصل استفاده میشده). IGBT مناسب برای این مدار که تونستم بگیرم:
SGL160N60UFD
که 160 آمپره 600ولته طبق گفته جناب جبرائیلی عزیز و عکس دیتاشیت من برای گیت می تونم از 5 اهم استفاده کنم که بنده از 10 اهم استفاده کردم (جریان در حدود 3 آمپر)
دمای تلف شده طبق دیتاشیت(اگر طبق دیتاشیت 100وات توان تلف شده رو در نظر بگیریم) اختلاف دمایی 2500 درجه میشه و با در نظر گرفتن دمای کاری 100 درجه یه هیت سینک که بتونه 2400 درجه خنک کاری کنه نیازه !

اولا می خواستم بدونم این IGBT جوابگو هست یانه؟
دوما من اومدم برای تحریک از یه 555 و یه درایور ir2110 استفاده کردم و انو طبق مدار زیر دادم به igbt می خواستم قبل از تست واقعی نظر دوستان رو درباره این مدار بدونم.

باتشکر

سلام
این ایجیبیتی در واقع 80 امپر رو میتونه در دمای بدنه 100درجه عبور بده. با توجه به اینکه موتور دی سی جریانهای بیشتری در لحظه استارت میکشه احتمال سوختن این ایجیبیتی هست.
روش معمول در راه اندازی دستگاههای ولتاژ پایین جریان بالا استفاده از bjt یا ماسفته.

[dostajn]

پاسخ : پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

در بدترین حالت افت ولتاز کلکتور به هنگام عبور حدا کثر جریان از ای جی بی تی 2.6 ولت است و در دمای 100 درجه اتلاف توان سوییچ 100 وات است لذا حداکثر جریان سوییچ برابر خواهد بود با 100 وات تقسیم بر 2.6 که میشود 38.46 امپر ولی از روی منحنی دیده میشود ولتاژ کلکتور در این جریان 1.4 ولت است بنابراین جریان را دوباره محاسبه میکنیم و اینبار از روی منحنی دما جریان میبینیم که در دمای 100 درجه جریان بین 40 تا 80 امپد و ولتاژ کلکتود بین 1.5 تا 2 ولت میباشد که حاصل ضدب این دو باید 100 وات شود با حدس و نگاه به منحنی ها دیده میشود جریان حدود 60 امپر خواهد بود ---در مورد دما--طبق دیتیا شیت مقاومت گرمایی بین نیمه هادی و محیط 25 درجه بر وات میباشد معنی ان این است که به ازای هر وات تلفات در سوییچ 25 درجه به حرارت نیمه هادی اضافه میشود--حداکثر دمای مجاز نیمه هادی 150 درجه است--معنی ان این است که اگر چیزی وجود نداشته باشد که جلوی افزایش دما در نیمه هادی را بگیرد با 6وات تلفات در سوییچ دمای نیمه هادی به 150 درجه خواهد رسید و بیشتر از ان نیمه هادی اسیب خواهد دید.بنابراین اگر شما مثلا 7 وات در سوییچ تلف کنید دمای ان به 175 درجه میرسد و نیمه هادی ان اسیب میبیند و سوییچ خواهد سوخت برای جلوگیری از این امر شما باید اضافه دما را از ان دور کنید که نیاز به هیت سینک مناسب خواهید داشت.پس شما بدون هیت سینک نهایت جریانی که میتوانید از ان عبور دهید برابر است با شش تقسیم بر ولتاژ کلکتوری که حاصلضرب ان در جریان از 6 بیشتر نشود که این جریان کمتر از 10 امپر خواهد بودتقریب حدود 7 امپر--که اگر هیت سینک به کار ببرید انگاه میتوانید جریان بیشتر از ان عبور دهید.

سلام
آقای جبراییلی ممنون از توضیحاتتون، خیلی عالی بود و لی ناامیدم کردید...
آقای 160 آمپر کجا 7 آمپر کجا؟
فکر کنم باید برم سراغ نیتروژن مایع ...
ببخشید خودتون اگه بخواید یه سوئیچ 60 آمپری با 55 ولت بسازید با در نظر گرفتن کلیه شرایط چیو پیشنهاد میدید؟
----
در مورد دوستمون که گفته بودن چرا از ماسفت استفاده نکردین باید بگم نمی دونم اگه واقعا ماسفتی بتونه این کار رو انجام بده فکر نکنم مشکلی باشه
البته باید هنگامی که می سوزه مدار رو هم قطع کنه(بعضی ها بعد از سوختن تبدیل میشند به یه سیم!

[عباس جبراییلی]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

با در نظر گرفتن یک هیت سینک مناسب انرا میسازم.و صد البته بستگی دارد به این که چه چیزی را میخواهد روشن و خاموش کند و با چه فرکانسی؟و مدت زمان کار کردن ان نسبت به کار نکردن ان چه مقدار است؟

[dostajn]

پاسخ : پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

با در نظر گرفتن یک هیت سینک مناسب انرا میسازم.و صد البته بستگی دارد به این که چه چیزی را میخواهد روشن و خاموش کند و با چه فرکانسی؟و مدت زمان کار کردن ان نسبت به کار نکردن ان چه مقدار است؟

سلام ممنون
پس نیتروژنارو پس بدم
گفتم فقط می خوام جایگزین یه رله بشه، هیچ فرکانسی در کار نیست و من خودم با یه 555 دارم فرکانس 11 کیلو روش اعمل می کنم.
یعنی یه فرمان 48 ولتی (البته با تقسیم مقاومتی به 15 تبدیل میشه ) میاد تو 555 و انو روشن میکنه ==> فرکانس ها با ir2110 صاف میشه==> میره توی این igbt که بصورت low side درایو شده!
وقتی فرمان قطع شد کل مجموعه می خوابه( نقش یه کلید روشن/خاموشه)!

بار هم یه موتور پمپ هیدرولیک که دائم کار نیست ولی 24 ساعت باید آماده به کار باشه oo: ! در حقیقت توی یه رباطه که برای بلند کردن یه جسم سنگین از سیستم هیدرولیک کمک می گیره و وقتی اونو برداشت دیگه نیازی به پمپ نداره و اصلا معلوم نیست تو روز چندتا بار گیرش بیاد.

در ضمن می تونم با توجه به اینکه igbt حدود 3 آمپر نیاز داره همون مداری که از تو اینترنت دیدم (چند پست بالاتر) ببندم به اضافه یه خازن بین درین و گیت جهت تامین آمپر لحظه استارت؟
البته فکر کنم باید مقاومت گیت و سورس هم بالاتر انتخاب کنم...
یه چیز تو این مایه ها:

ممنون از توجهتون

[عباس جبراییلی]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

فرکانس چگونه صاف میشود؟؟؟!!!این مداری که شما بسته اید دارای ایراداتی است که باعث میشود سوییچ داغ کند---اگر جریان موتور 3 امپر است و فقط میخواهید انرا روشن و یا خاموش کنید کافی است که یک ماسفت که یک مقاومت 20 اهم که با گیت ان سری شده و یک مقاومت 3.3 کیلو موازی با گیت سورس قرار دهید به دو سر موتور هم یک دیود فست مثل sr506 که اند ان بین درین و موتور وصل میشود و کاتد ان بین سر دیگر موتور و تغذیه--یعنی دیود هرزگرد--نیازی به فرکانس هم نمیباشد---فقط یکبرای روشن و صفر خاموش شدن موتور----ماسفت هم با یک هیت سینک از این مدلهای باریک- پره دار -که با رگولاتورهیی مثل 7805 استفاده میشود--ماسفت هم irfz44 , or irf3205.نیازی به 160 امپر و نیتروزن هم نمیباشد.

[dostajn]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام
ممنون آقای جبراییلی عزیز!
1- شرمنده زیاد سواد ندارم.موضوع حذف نویز رو دوستم که با اسکوپ خروجی 555 و 2110 رو دیده بود میگفت، ظاهرا موج خروجی از 555 یه نویز سوزنی داشت که بعد از 2110 حذف می شد...

2- راستی من می خوام موتور DC با 60 آمپر راه اندازی کنم منظورم از 3 آمپر جریان لحظه ای که روی گیت کشیده میشه مطابق با محاسباتی که خودتون فرموده بودین!!؟
3- مگه میشه ماسفت رو بدون پالس راه اندازی کرد؟ من از روی نمودار 9 دیتاشیت 3205 استنباط کردن که با افزایش گرما احتمالا ماسفت خاموش و روشن میشه
4- علاقه مند حالا که درگیر igbt هستم یه مدار عمومی برای آینده طر احی کرده باشم. برای همین اگه امکان داره اشکال مدار راه اندازی که کشیدم رو بگید تاهم بدرد من بخوره و شاید یکی دیگه بعدا روی این موضوع سوال داشته باشه !!!
بازم ممنون

[ebismps]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام دوستان
در مدار فوق با توجه به اینکه تغذیه درایور 12.5 ولته ایجیبیتی به اشباع کامل نمیره و داغ میکنه و شاید بسوزه.
وقتی مقاومت گیت 20 اهمی برای ماسفت 3205 قرار بدین جریان پیک گیت به 0.6 امپر نمیرسه و ایسی 555 میتونه تامین اش کنه.(اگر از نوع مرغوب باشه)
اگر یک ترانزیستور درحال سوییچینگ(فرکانسی)بکار بره و بسوزه اتصال کوتاه میشه و اگر درحال هدایت(سوییچ)بکار بره و بسوزه قطع میشه.

[dostajn]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام دوستان
در مدار فوق با توجه به اینکه تغذیه درایور 12.5 ولته ایجیبیتی به اشباع کامل نمیره و داغ میکنه و شاید بسوزه.
وقتی مقاومت گیت 20 اهمی برای ماسفت 3205 قرار بدین جریان پیک گیت به 0.6 امپر نمیرسه و ایسی 555 میتونه تامین اش کنه.(اگر از نوع مرغوب باشه)
اگر یک ترانزیستور درحال سوییچینگ(فرکانسی)بکار بره و بسوزه اتصال کوتاه میشه و اگر درحال هدایت(سوییچ)بکار بره و بسوزه قطع میشه.

سلام
با توجه به igbt و ولتاژ کاری 555 من نوشتم از 12 تا 15 (یکم بدم نوشتم) و در کل مدار با 15 ولت کار می کنه. پس احتمالا مشکلی از لحاظ اشباع نداره
در مورد دو خط بعدی هم زیاد متوجه نشدم

[ebismps]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام
خط دوم مربوط به پیشنهاد اقای جبراییلی به شما بود که از مقاومت گیت 20 اهمی برای گیت ماسفت استفاده کنید.(یعنی نیازی به ایسی درایور ندارید)
خط سوم:اگر از یک ترانزیستور بصورت pwm (سوییچینگ) برای کنترل توان استفاده کنید در صورت سوختن ترانزیستور اتصال کوتاه خواهد شد.ولی اگر بصورت یک سوییچ ساده(حالت اشباع )بکار برود در صورت سوختن دیگر اتصال کوتاه نبوده و اتصالات داخلی ترانزیستور قطع خواهد شد.

[benam_miri]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام.یه درایور سه فاز با ir2110 طبق دیتاشیت بستم.با خازن الکترولیت 10 میکرو و مقاومت گیت 15 اهم ماسفت هم ماسفت P80NF10 هست.ولتاژ vcc 15 ولت هست.درایور بعد از حدود 20 ثانیه میسوزه مقاومت رو افزایش دادم به 100 اهم. زمان بیشترشد ولی باز میسوزه !!اینجا اگر با این مقاومت هم نسوزه ولتاژ خروجی 6 ولت هست ولی ولتاژ ورودی ماسفت ها 24 ولت.ماسفت بالای پل کامل روشن نمیشن.کسی راه حل رو میدونه ؟3 تا از این ir2110 تا حالا سوزوندم. oo: :angry: :cry2:
گیج شدم...

[ebismps]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام
ولتاژ درایورهای بالایی به اندازه 15ولت منهای افت ولتاژ روی ماسفتهای پایین خواهد بود.
اگر ظرفیت خازنهای بالایی بیش از حد یا کمتر از حد نیاز انتخاب شود،باز هم کامل شارژ نمیشودو افت ولتاژ خواهید داشت.

[benam_miri]

پاسخ : محاسبه جریان گیت Mosfet و IGBT

سلام.افت ولتاژ یه بحث ثانویه هست.الان درایور 2 آمپری داره میسوزه مشکل این چی هست؟
مقاومت گیت رو 100 اهم گذاشتم.