Mosfet, tensión en gate, RDSon y recalentamiento ¿por que?.... bla bla bla

[joscar66]

Hola,

gracias por su colaboracion.

Hoy he estado haciendo pruebas con una fuente de PC poniendole una carga a los 5 v que consuma 30A, sucede lo msmo que en el vehiculo, cuando la carga demanda menos de 15, el mosfet va OK, pero al llegar a mas de 22 a 30A empieza a calentarse cosa impresionante. Actualmente esta montado sobre un disipador de aluminio de 22x10 cm con un espesor de 5mm aproximadamente y 18 aletas de 4 cm, a mi juicio es un super-disipador y aun asi el calor en el encapsulado es demasiado.

He tomado algunas mediciones, me preocupa el voltage VDS, el cual esta alrededor de 3 voltios, asumiento que esta drenando una corriente de 30A, la R interna del mosfet en ese momento seria de 0.1ohms, alejandose notablemente de la que esta en el datasheet de 0.026ohms. Ah, el voltage de disparo es de 12.5V.

Realmente no se que otro factor estara afectando el funcionamiento del mosfet. He leido algunos post donde algunos participantes sugieren que es posible que el mosfet no sea original, pero eso en mi caso esta descartado ya que he traido varias muestras de proovedores muy confiables aca en colombia y en el exterior.

Seguire intentandolo, sugerencias.. Bienvenidas!!!!

[Renatox_]

Amigo te recomiendo que consultes al servicio técnico de IR ellos te responden al día siguiente, segun el datasheet debería aguantar 30A, como dices tu potencia disipada debe ser de 3v*30A=90w, con ese disipador no debería llegar a su limite de temperatura. Si le aumentas el voltaje en el gate debería bajar el voltaje Vds.

Estamos atentos a tus resultados.

saludos.

[JCAK]

Hola Joscar66

Perdón mi desaparición, es que opté por hacer otro diseño, ponerlo a la venta y luego seguir probando con la alta potencia; ya me estaba quitando demasiado tiempo.

Yo estaba igual, también utilizando una bateria de auto y alimentando con eso solo el gate y la carga, que en mi caso son lamparas de 12V.
Lo ultimo que medí fué la tensión en gate VGS, que si bien la bateria tiene unos 60Amp. al aumentar la carga gradualmente y llegar a a 9Amp, la tensión caía un poquito, no recuerdo cuánto y no era mucho, pero me pareció que podía ser un factor determinante en el recalentamiento.

Me faltó poner una alimentación independiente para el gate y probar, pero no lo hice porque también pense en un elevador como vos para poder aprovechar la misma bateria del auto, por lo cual deje el tema por ahora.

Te recomiendo que si estas aún con tus cosas conectadas, hagas la prueba de usar otra fuente para el gate, independiente de la bateria que usas para alimentar la carga. Luego me interesaría saber el resultado, pero tal vez sea la solución.

Saludos y hasta pronto

Julio

[Norfindel]

Yo lo que veo en el datasheet del IRFP90N20D, es que dice Rds(on)max = 0.023 ohm, con la condición Vgs=10v, Id=56A, Tj=25 C, y encima hay que ver la nota 4, que dice ancho del pulso < 300us, duty cycle < 2%, o sea que ese valor no sirve para uso continuo.

Despues fijate que hay un grafico mas abajo que te dice que la Rds(on) puede aumentar hasta el triple cuando aumente la temperatura Tj. Suponiendo que para uso continuo todavía sea 0.023 ohm, a 120 grados va a ser el doble. Ya es la mitad del valor que mediste vos, y seguro que no es mo mismo un ancho de pulso menor a < 300us con duty cycle < 2% que usarlo en forma continua.

No se si hay forma de calcular Rds en una situación de uso continuo con los datos que hay en el datasheet. Me parece que el uso en alta frecuencia es tan común, que no se molestaron en poner este dato. Por algo el datasheet dice Applications: High frequency DC-DC converters.

El disipador es un tema mas complicado de lo que parece, porque como la temp del disipador baja a medida que se aleja del transistor, aumentar el tamaño no siempre baja tanto la resistencia termica.

El datasheet dice que la RθJC es de 0.26, y la RθCS es de 0.24 con grasa solamente y superficie bien plana. Si el disipador tuviera una resist termica de 1 gradoC/W, la potencia maxima sería = Tjmax - Tamb / RθJA = 175 - 25 / 1.5 = 100W. Sin mica, y con una temperatura ambiente de 25 grados.

[Norfindel]

Duplicado, perdon.

[Norfindel]

Yo lo que veo en el datasheet del IRFP90N20D, es que dice Rds(on)max = 0.023 ohm, con la condición Vgs=10v, Id=56A, Tj=25 C, y encima hay que ver la nota 4, que dice ancho del pulso < 300us, duty cycle < 2%, o sea que ese valor no sirve para uso continuo.

Despues fijate que hay un grafico mas abajo que te dice que la Rds(on) puede aumentar hasta el triple cuando aumente la temperatura Tj. Suponiendo que para uso continuo todavía sea 0.023 ohm, a 120 grados va a ser el doble. Ya es la mitad del valor que mediste vos, y seguro que no es mo mismo un ancho de pulso menor a < 300us con duty cycle < 2% que usarlo en forma continua.

No se si hay forma de calcular Rds en una situación de uso continuo con los datos que hay en el datasheet. Me parece que el uso en alta frecuencia es tan común, que no se molestaron en poner este dato. Por algo el datasheet dice Applications: High frequency DC-DC converters.

El disipador es un tema mas complicado de lo que parece, porque como la temp del disipador baja a medida que se aleja del transistor, aumentar el tamaño no siempre baja tanto la resistencia termica.

El datasheet dice que la RθJC es de 0.26, y la RθCS es de 0.24 con grasa solamente y superficie bien plana. Si el disipador tuviera una resist termica de 1 gradoC/W, la potencia maxima sería = Tjmax - Tamb / RθJA = 175 - 25 / 1.5 = 100W. Sin mica, y con una temperatura ambiente de 25 grados, y la Tj = 175 grados, lo que no es sano.