Управление высоким током (1000 А) с помощью полевых МОП-транзисторов

9

В настоящее время я разрабатываю точечный сварочный аппарат с емкостным разрядом и сталкиваюсь с проблемой переключения.

Я планирую использовать несколько суперконденсаторов для разрядки около 1000 А за очень короткий промежуток времени (скорее всего, менее 100 миллисекунд). Я планирую зарядить конденсаторы примерно до 10 В.

Поэтому мне по сути нужно устройство, способное выдавать короткий импульс очень высокого тока. Я не хочу сбрасывать весь заряд конденсатора за один раз, поэтому SCR не являются решением моей проблемы. Я смотрел на MOSFET, и этот бросается в глаза: http://www.mouser.com/ds/2/205/DS100728A(IXTN660N04T4)-1022876.pdf

Тем не менее, я не уверен, как именно интерпретировать таблицы данных. Способен ли МОП-транзистор управлять 1800А в состоянии импульсного тока утечки? Или он ограничен 660А (или даже 220А), заставляя меня подключить несколько из них параллельно? Или один из этих MOSFETS будет в порядке? Согласно моим предварительным расчетам, одиночный полевой МОП-транзистор, подключенный непосредственно к конденсаторам без какого-либо другого сопротивления, будет рассеивать около 900 Вт, что, по-видимому, находится в пределах диапазона спецификации.

Итак, по сути, правильно ли я интерпретирую паспорт или мне нужно заказать несколько таких полевых МОП-транзисторов (и если да, то сколько бы вы догадались?)

mosfet high-current supercapacitor high-power LetterSized
источник
Предполагая, что время повторения вашего импульса достаточно велико, это устройство должно справиться с этим. Не уверен насчет супер-шапки и проводки, хотя. 900 Вт мало что значит, если время повторения импульса мало.
Trevor_G
Было бы очень полезно, если бы вы могли описать свой ток утечки более полно. Как с графиком. Вы думаете, что это 1000A в течение 0,1 сек? Или вы будете модулировать FET в течение 0,1 секунды? Какова максимальная энергия импульса в Джоулях?
Mkeith
2
Я чувствую, что вы недооцениваете ток, необходимый для точечной сварки, хотя. Минимальные значения, которые я вижу, как 6 кА и до 100 кА.
Trevor_G
4
Если общая ESR в пробках и полевых транзисторах составляет 9 МОм, то при 1000А это проблема. Вы сбрасываете всю мощность в сварщике, а не в месте сварки. Вам нужно больше сопротивления там, где вы хотите, чтобы тепло было.
Брайан Драммонд
1
@DaPasta: разрядка автомобильных колпачков "2F" с SCR @ 15V хорошо подходит для точечной сварки до 18650 с, как вы (вероятно) делаете. Использование настольного источника питания CC / CV @ 10A подзарядит их менее чем за 10 секунд. Мощность сварки контролируется напряжением в колпачках.
Брайан

Ответы:

14

Посмотрите на страницу 4, рис.12, график безопасной рабочей зоны. Это именно то, что вам нужно.

введите описание изображения здесь

Вы говорите об одном импульсе, верно? Вы не упомянули ни повторения, ни времени. Если вы откроете Mosfet трудно, скажем, Rdson составляет 0,85 мОм. В случае 1000 A Vds будет меньше 1 В, поэтому вы должны посмотреть на левую сторону графика.
Линия для импульса 100 мс отсутствует, поэтому необходимо выполнить интерполяцию между импульсом постоянного тока и импульсом 10 мс. Безопасный ток намного ниже 1000А. Это как 400А. И это максимум.

Chupacabras
источник
Спасибо за информативный ответ. Просто для продолжения, почему вы предполагаете, что Vds меньше 1 В? Чем обусловлена ​​его ценность?
LetterSize
Закон Ома. Rdson = 0,85 мОм, I = 1000 А. V = R * I = 0.85V. У вас есть источник питания 10 В, но это не значит, что на DS будет 10 В, потому что в вашей цепи будут другие части с падением напряжения, верно?
Чупакабрас
Является ли «предел тока внешнего провода» каким-то свойством теста или они просто не хотят, чтобы вы постоянно проталкивали> 200 А через любые провода, которые вы прикрепили к объекту?
Ник Т
ИМХО «предел тока внешнего провода» - это предел физических связей между корпусом и кремнием и предел самого корпуса.
Чупакабрас
2

это зависит от соотношения вкл / выкл, сколько тепла вырабатывается. Эти транзисторные блоки имеют одно ограничение - теплообмен. Они не так хороши при охлаждении, еще одним недостатком является большая емкость затвора, поэтому вам понадобится очень дорогой и мощный драйвер затвора, даже больше, если вы будете устанавливать их параллельно.

ИМО, вы можете сделать лучшую схему, если будете использовать несколько транзисторов D2Pak параллельно. D2Pak может обрабатывать больше тока, но тогда вам потребуется сложная печатная плата.

Марко Буршич
источник
Можете ли вы добавить пример таких транзисторов?
Чупакабрас
@Chupacabras Вот они, они не D2Pak, а выглядят концепцией (обратите внимание на медную шину внутри PCB): infineon.com/dgdl/…
Марко Буршич,
Мне нравится идея;)
Чупакабрас
2

Вы должны больше беспокоиться о супер конденсаторах. Некоторые модели Murata с высоким током рассчитаны на напряжение до 10А. Другие суперконденсаторы имеют номинал в миллиамперах.

Klaws
источник