Potencia disipada y radiador

[micro_pepe]

Hola, tengo un transistor funcionando en conmutación lo he simulado en pspice y me da una potencia media de 4W, y una eficaz de 10W. Me pregunto cual es la que debo tener en cuenta para calcular el disipador.

Saludos y gracias.

[Modulay]

La media

[flacoclau]

Modulay, estas seguro? no te quiero refutar porque yo no lo estoy, pero me parece que se debe tener en cuenta la eficaz, que como su nombre lo indica es el efecto que produce, osea disipar ese calor, por lo menos es lo que recuerdo de la secundaria en el tema de una senoidal, aunque a estas alturas ya no confío ni de mi memoria!!
La verdad es que con la senoidal no es lo mismo que con una conmutación, bueno si alguien lo sabe que lo diga

[micro_pepe]

Ai está mi duda, para una senoide la eficaz es la potencia que se disipa en forma de calor, pero en un transistor en conmutación se tienen intervalos de corriente cero. El caso es que poniendo un disipador para la potencia media se calienta mucho, y pense que podria ser la eficaz el dato para el disipador.

Saludos y gracias.

[Marioguillote]

Transistor en conmutación = Sin Disipador. 

Los nuevos TV en su etapa de salida horizontal, donde trabajan con una frecuencia de conmutación de 15,625 Khz, con la carga del transformador FlyBack + la carga que supone el bobinado del yugo deflector (aprox. 80W en 29"), para formar la imagen a lo ancho, no traen el transistor montado sobre ningún disipador.
El mismo viene solito soldado sobre el PCB.

Por la misma naturaleza de conmutación, NO existe disipación de potencia. (Punto de partida elemental de conocimiento, antes de encarar una construcción de esta naturaleza).

Esto en el caso ideal, claro está, o en el caso de que el desarrollo esté hecho correctamente, tanto en la elección de los parámetros del transistor, como así también en los componentes circuitales que forman el pulso y la carga del sistema.

Si en una aplicación de conmutación, un transistor calienta, es porque el circuito está diseñado con un criterio poco académico y bajo esa misma línea podemos decir que los cálculos del disipador deben hacerse a ojímetro, ya que si hay temperatura, es porque quedaron sin contemplar, "n" posibilidades de que ello no suceda.
Entonces deberemos tomar conciencia de colocar un disipador de "n" tamaño, por las "n" probabilidades de elevación de temperatura, que no supimos preveer.
Quedan fuera de discusión las calidades de los materiales empleados.
Transistores baratos = malos resultados.

Resumiendo
Transistor adecuado >>>> conformación de impulsos de conmutación adecuado >>>> carga calculada y construída en forma adecuada ======= "transistor conmutador sin disipador"

Saludos
Mario

[Modulay]

Bueno.
El transistor cuando realmente disipa potencia es cuando conmuta,tanto en el paso de corte a saturación como a la inversa (sólo en esos instantes el producto Vce x Ic es distinto de 0).
O sea que para considerar un valor de potencia no se hacen los cálculos en función de la señal cuadrada que se está manejando,sino en los tiempos que invierte el transistor en conmutar y la frecuencia con la que lo hace,además de los valores máximos de corriente y tensión presentes en la unión colector-emisor (doy por hecho que el transistor es bipolar,aunque en los mos también ocurre de forma similar).



La conmutación será mas o menos lineal dependiendo de como sea la carga,que también influye en el valor de potencia disipada.Para carga resistiva se puede usar:



Siendo Icmax la corriente en continua que consume la carga,f la frecuencia y tf el tiempo de saturación-a-corte.
Es más correcto sumarle a ese tiempo también el tr (tiempo de corte-a-saturación),ya que dicho parámetro no tiene por qué ser tan pequeño comparado con tf,tal y como presupone la fórmula para no tenerlo en cuenta.
Esos parámetros suelen venir especificados en las hojas de características,aunque no siempre

[Lupin]

Veo que estan teniendo en cuenta solo la potencia disipada durante la conmutacion y no la potencia disipada durante el tiempo de conduccion, ya que este valor de potencia en algunos transistores "reales" no es tan despreciable como en la teoria.
Todo depende del transistor que este usando y de la frecuencia y de la corriente, pero en forma aproximada podemos tener en cuenta lo siguiente:
Supongamos que la corriente durante la conduccion es de 4A.
Si se esta usando un TIP 122 o similar, la caida de tension VCEsat será de unos 2V o mas, por lo que la potencia durante este tiempo será mayor a 8Watt.
Si se esta usando un TIP 41 o similar, la caida de tension VCEsat será de unos 0.8V o mas , por lo que la potencia durante este tiempo será mayor a 3.2Watt.
Si se esta usando un FET con RDS(on) de 0.5ohm, VDS será de unos 2V, por lo que la potencia durante ese tiempo será 8Watt.
Si se esta usando un FET con RDS(on) de 0.05ohm, VDS será de unos 0.2V, por lo que la potencia durante ese tiempo será 0.8Watt.
Si se esta usando un FET de conmutacion con RDS(on) de 0.008ohm, VDS será de unos 0.032V que da una potencia de 0.128W que como ya dijeron, se desprecia para un caso como este ya que el transistor se mantiene frio.
Seria bueno tener mas datos sobre el circuito en el que estas trabajando, para darte una mejor opinion.

Saludos

[micro_pepe]

Hola de nuevo, gracias por las respuestas. En realidad el transistor es de un regulador reductor, ya postee sobre esto en el foro, pero es vez se me ocurrió simular el regulador y medir la potencia del transistor en simulacion para ver si era problema de diseño, o que realmente el transistor disipa esa potencia.

Midiendo en real con un osciloscopio por el transistor circulan unos 5A cuando está saturado, y teniendo en cuenta que es un IRF9530, con una Rds(on)=0.3 homios, cuando esté saturado disipa una potencia de:

      5*5*0.3=7.5W   Si no me equivoco.

¿Quizas tendria que elegir un transistor con una Rds(on) mas baja? pues como driver para la puerta del mosfet uso un circuito que me enseñó Charly, que creo es lo suficientemente rápido.

Agradeceria alguna pista más.

Saludos.

[Marioguillote]

Siendo Icmax la corriente en continua que consume la carga,f la frecuencia y tf el tiempo de saturación-a-corte.
Es más correcto sumarle a ese tiempo también el tr (tiempo de corte-a-saturación),ya que dicho parámetro no tiene por qué ser tan pequeño comparado con tf,tal y como presupone la fórmula para no tenerlo en cuenta.

Por lo tanto a menor tf/tr menor disipación de potencia, sea bipolar o MOS

Veo que estan teniendo en cuenta solo la potencia disipada durante la conmutacion y no la potencia disipada durante el tiempo de conduccion, ya que este valor de potencia en algunos transistores "reales" no es tan despreciable como en la teoria.
Supongamos que la corriente durante la conduccion es de 4A.
Si se esta usando un TIP 41 o similar, la caida de tension VCEsat será de unos 0.8V o mas , por lo que la potencia durante este tiempo será mayor a 3.2Watt.

Otro dato que se suma a correcta elección del Tr.

¿Quizas tendria que elegir un transistor con una Rds(on) mas baja? pues como driver para la puerta del mosfet uso un circuito que me enseñó Charly, que creo es lo suficientemente rápido.

Ese es uno de los puntos a los que me refería con "conformación del impulso de conmutación adecuado"

Saludos

[Modulay]

Por lo tanto a menor tf/tr menor disipación de potencia, sea bipolar o MOS

No.
El tiempo estimado de conmutación es la suma de ambos: tf + tr
Si esa suma disminuye,disminuye la potencia disipada.

[Marioguillote]

Por lo tanto a menor tf/tr menor disipación de potencia, sea bipolar o MOS

No.
El tiempo estimado de conmutación es la suma de ambos: tf + tr
Si esa suma disminuye,disminuye la potencia disipada.

Sí 
Sucede que escribí rápido y no coloqué la debida puntuación ortográfica.
Estamos diciendo lo mismo.

Por lo tanto a menor tf/tr menor disipación de potencia, sea bipolar o MOS

Por lo tanto , a menor tf/tr (léase también, "a menor tf y a menor tr", o sinó "a menores valores de tf y tr". No quise referirme al cociente ente tf y tr) , menor disipación de potencia, sea bipolar o MOS.

Disculpen los errores gramaticales y de puntuación, trataré de no repetirlos ......   

Estamos diciendo lo mismo, Modulay.
Un abrazo
Mario

PD1:            Nos juntamos dos porfiados ......Este post va a terminar más o menos así: "Hace espuma, pero es queso ..."           

PD2: Más abrazos

PD3: Hace poco ví en un programa de Historia, que un gran educador Argentino, cumpliendo sus funciones de Inspector de Escuelas, entró al salón y le consultó al maestro cómo andaban los niños con la Gramática.
El maestro, le contestó que eso no era importante que estudiaran, que lo importante eran las Matemáticas.
El Prócer, se dirigió al pizarrón y con una letra impecable escribió:
"El Inspector, dice el Maestro, es un burro"
Los niños rieron.
Luego volvió al pizarrón y corrigió la puntuación, quedando:
"El Inspector dice: el Maestro es un burro"

Algo muy parecido a esto, era la anécdota que me vino a la mente.

Gracias por hacer incapié en la gramática.Es una forma más, de jerarquizar el foro.

PD4: Abrazos Finales.

[Modulay]

Ah bueno,disculpa.
Pensé que te referías al cociente.
¿una forma más de jerarquizar el foro? eso no lo entiendo

[Marioguillote]

¿una forma más de jerarquizar el foro? eso no lo entiendo

Como primera medida, me alegra que se haya interpretado lo que quise escribir. 

Respecto a lo de jerarquizar el foro, es por lo que siempre hablamos de los ke eskriben por ak tb como en 1 SMS  ..... después en el buscador no encontrás nada.
Digamos que enaltecer, con el ejemplo propio, a las reglas del foro.
Un foro leíble de manera agradable y lo más "castellano" posible, dan más ganas de leerlo y se aprovecha mejor la poderosa herramienta que es el buscador.

[aitopes]

Hola amigos!
Volviendo al tema de la conmutacion con transistores:

No es ningun secreto que soy un queso en esto de la electronica. Hace unas semanas tuve que hacer una treintena de placas iguales, que controlan un motor mediante un MOSFET IRZ44N y PWM.
El mosfet lo excito con un esquema que me paso Charly (nunca dejo de agradecerlo!) y que anda 100 putos. Pero la resistencia que llega al gate del mosfet, que es de 15 ohms (creo) en el circuito de ejemplo, muchas veces le he tenido que cambiar por otro valor (100, 68, 47, 22 ohms) por que si no el mosfet calentaba que daba gusto. Por supuesto, al principio pensaba que era otra la causa, pero mirando con el osciloscopio la entrada del mosfet descubri que con algunos valores erroneos de esa resistencia, el "valle" del pulso PWM era perfectamente plano, pero la "cresta" tenia superpuesta una oscilacion de unas 30 veces la frecuencia del PWM (PWM=2Khz).
Al poner la resistencia correcta, el pulso era cuadrado, y el mosfet trabaja FRIO (totalmente frio!) mientras que si no te quema los dedos.

El tema es: ese calor extra que se genera, es fruto de las conmutaciones que hace por la frecuencia superpuesta, o por que el mosfet en lugar de comportarse como un conmutador esta trabajando en forma.....digamos "analogica"?

PD: Si es una pregunta de primaria, sepan disculpar. Un par de insultos, y no jodo mas!

[Modulay]

Pues no sabría decirte a ciencia cierta,Ariel.
De todas formas,por lógica,mientras Vds no se haga estable y al cance su valor mínimo,esas oscilaciones provocan la aparición de intervalos de tiempo en los que crece la potencia consumida por el transistor por el cambio del valor de Vds.Esto se sumaría al efecto que comenta Lupin aumentando la potencia media disipada por la unión drenador-surtidor,y su efecto se vería agravado con el aumento de la frecuencia