MOSFET으로 고전류 (1000A) 제어


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현재 용량 성 방전 스폿 용접기를 설계 중이며 전환 문제가 발생했습니다.

매우 짧은 시간 (대부분 100 밀리 초 미만)으로 약 1000A를 방전하기 위해 몇 개의 슈퍼 커패시터를 직렬로 사용할 계획입니다. 커패시터를 약 10V로 충전 할 계획입니다.

따라서 본질적으로 매우 높은 전류의 짧은 펄스를 전달할 수있는 장치가 필요합니다. 커패시터의 전체 충전을 한 번에 덤프하고 싶지 않으므로 SCR이 내 문제에 대한 해결책이 아닙니다. MOSFET을 살펴본 결과, 내 눈을 사로 잡았습니다. http://www.mouser.com/ds/2/205/DS100728A(IXTN660N04T4)-1022876.pdf

그러나 데이터 시트를 정확하게 해석하는 방법을 잘 모르겠습니다. MOSFET이 펄스 드레인 전류 상태로 1800A를 구동 할 수 있습니까? 아니면 660A (또는 220A)로 제한되어있어 몇 개를 병렬로 연결해야합니까? 아니면 이러한 MOSFET 중 하나가 괜찮을까요? 나의 예비 계산에 따르면, 다른 저항없이 커패시터에 직접 연결된 단일 MOSFET은 약 900W로 소멸 될 것이며 이는 데이터 시트의 범위 내에있는 것으로 보인다.

따라서 본질적으로 데이터 시트를 올바르게 해석하고 있습니까? 아니면 이러한 MOSFET 중 몇 개를 주문해야합니까? 그렇다면 몇 개를 추측합니까?



펄스 반복 시간이 충분히 길다고 가정하면 해당 장치가이를 처리 할 수 ​​있어야합니다. 그래도 슈퍼 캡과 배선에 대해서는 확실하지 않습니다. 펄스 반복 시간이 짧은 경우 900W는 별 의미가 없습니다.
Trevor_G

드레인 전류를 더 자세히 설명 할 수 있다면 매우 도움이 될 것입니다. 그래프처럼. 0.1 초 동안 1000A라고 생각하십니까? 아니면 0.1 초 동안 FET를 켜고 끄는 것입니까? 줄 단위의 최대 펄스 에너지는 얼마입니까?
mkeith

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그래도 스폿 용접에 필요한 전류를 과소 평가하고 있다고 생각합니다. 내가보고있는 최소값은 6kA와 최대 100kA입니다.
Trevor_G

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캡과 FET의 총 ESR이 9mOhm이면 1000A에서 문제가됩니다. 용접기의 모든 힘을 버리고 용접하는 부분에는 전원이 공급되지 않습니다. 열을 원할 때 대부분의 저항이 필요합니다.
Brian Drummond

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@DaPasta : SCR @ 15V로 "2F"카 오디오 캡을 방전하는 것은 (아마도)하고있는 것처럼 18650 년대까지 스폿 용접에 잘 작동합니다. CC / CV 벤치 탑 전원 공급 장치 @ 10A를 사용하면 10 초 이내에 충전됩니다. 용접 전력은 캡의 전압에 의해 제어됩니다.
Bryan Boettcher

답변:


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안전한 작동 영역의 그림 4, 그림 12를보십시오. 그것이 바로 당신이 필요로하는 것입니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

당신은 단일 펄스에 대해 이야기하고 있습니까? 반복이나 타이밍에 대해서는 전혀 언급하지 않았습니다. MOSFET을 열면 Rdson이 0.85mOhms라고 말합니다. 1000A의 경우 Vd는 1V보다 작으므로 그래프의 왼쪽을 봐야합니다.
100ms 펄스에는 라인이 없으므로 DC와 10ms 펄스 사이를 보간해야합니다. 안전 전류는 1000A보다 훨씬 낮습니다. 400A와 같습니다. 그리고 그것은 최대입니다.


유익한 답변에 감사드립니다. 후속 조치로 Vd가 1V 미만이라고 가정하는 이유는 무엇입니까? 그 가치는 무엇입니까?
LetterSized

옴의 법칙. Rdson = 0.85mOhm, I = 1000A. V = R * I = 0.85V. 10V의 전원이 있지만 전압 강하가있는 회로에 다른 부품이 있기 때문에 DS에 10V의 DS가 있음을 의미하지는 않습니다.
Chupacabras

"외부 리드 전류 제한"은 테스트의 일부 속성입니까, 아니면 볼트로 고정한 전선을 통해 200A 이상을 지속적으로 밀지 않기를 원합니까?
Nick T

IMHO "외부 리드 전류 제한"은 케이스에서 실리콘으로의 물리적 결합의 한계와 케이스 자체의 한계입니다.
Chupacabras

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온 / 오프 비율, 열 발생량에 따라 다릅니다. 이 트랜지스터 블록에는 열 전달이라는 한 가지 제한이 있습니다. 냉각시에는 좋지 않지만 또 다른 단점은 큰 게이트 커패시턴스입니다. 따라서 병렬로 배치하면 훨씬 비싸고 강력한 게이트 드라이버가 필요합니다.

IMO는 많은 D2Pak 트랜지스터를 병렬로 사용하면 더 나은 회로를 만들 수 있습니다. D2Pak은 더 많은 전류를 처리 할 수 ​​있지만 복잡한 PCB가 필요합니다.


그러한 트랜지스터의 예를 추가 할 수 있습니까?
Chupacabras

그것이 여기 @Chupacabras, 그들은 D2PAK 아니지만, 개념 (구리 버스 바 내부의 PCB에주의하십시오) 모양 : infineon.com/dgdl/...
마르코 Buršič

나는 아이디어를 좋아한다;)
Chupacabras

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슈퍼 커패시터에 대해서는 조금 더 걱정해야합니다. 일부 Murata "고전류"모델은 최대 10A 등급입니다. 다른 슈퍼 커패시터는 밀리 암페어 범위의 정격을 갖습니다.


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