Controlando alta corrente (1000A) com MOSFETs

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Atualmente, estou projetando um soldador por ponto de descarga capacitiva e estou enfrentando a questão da comutação.

Pretendo usar alguns super capacitores em série para descarregar em torno de 1000A em um período muito curto de tempo (provavelmente menos de 100 milissegundos). Planejo carregar os capacitores em torno de 10V.

Então, eu basicamente preciso de um dispositivo capaz de fornecer um pulso curto de corrente muito alta. Não quero despejar toda a carga do capacitor de uma só vez, para que os SCRs não sejam uma solução para o meu problema. Eu tenho observado MOSFETs, e este me chama a atenção: http://www.mouser.com/ds/2/205/DS100728A(IXTN660N04T4)-1022876.pdf

No entanto, não tenho certeza de como exatamente interpretar a folha de dados. O MOSFET é capaz de acionar 1800A conforme seus estados de corrente de dreno pulsado? Ou é limitado a 660A (ou mesmo 220A), me forçando a conectar alguns deles em paralelo? Ou um desses MOSFETS vai ficar bem? De acordo com meus cálculos preliminares, um único MOSFET conectado diretamente aos capacitores sem qualquer outra resistência estaria se dissipando em torno de 900W, o que parece estar dentro do intervalo da folha de dados.

Então, basicamente, estou interpretando a planilha de dados corretamente ou preciso solicitar alguns desses MOSFETs (e, se sim, quantos você adivinharia?)

mosfet high-current supercapacitor high-power LetterSized
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Supondo que o tempo de repetição do pulso seja longo o suficiente, esse dispositivo deve ser capaz de lidar com isso. Não tenho certeza sobre as super-caps e fiação. A coisa de 900W não significa muito se o tempo de repetição do pulso estiver baixo.
Trevor_G
Seria muito útil se você pudesse descrever sua corrente de drenagem mais completamente. Como com um gráfico. Você está pensando que é 1000A por 0,1 s? Ou você estaria modulando o FET dentro e fora durante os 0,1 segundos? Qual é a energia máxima de pulso, em Joules?
Mkith #
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Tenho a sensação de que você está subestimando a corrente necessária para detectar a solda. Os valores mínimos que vejo são de 6kA e até 100kA.
Trevor_G
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Se o ESR total nos limites e no FET é de 9 mOhms, a 1000A, isso é um problema. Você está despejando toda a energia no soldador e nenhum no local sendo soldado. Você precisa da maior parte da resistência onde deseja que o calor esteja.
Brian Drummond
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@DaPasta: descarregar as tampas de áudio do carro "2F" com um SCR @ 15V funciona bem para solda a ponto a 18650s como você (provavelmente) está fazendo. O uso de um suprimento de bancada CC / CV @ 10A os recarregará em menos de 10 segundos. O poder de soldagem é controlado por tensão nas tampas.
precisa

Respostas:

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Veja a página 4, fig.12, gráfico da área operacional segura. É exatamente disso que você precisa.

insira a descrição da imagem aqui

Você está falando de pulso único, certo? Você não mencionou nenhuma repetição ou tempo. Se você abrir o mosfet com força, diga Rdson é 0.85mOhms. No caso de 1000A, o Vds será menor que 1V, então você deve olhar para o lado esquerdo do gráfico.
Não há linha para o pulso de 100ms, portanto, você precisa interpolar entre o pulso de DC e 10ms. A corrente segura é muito menor que 1000A. É como 400A. E é o máximo.

Chupacabras
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Obrigado pela resposta informativa. Apenas para acompanhar, por que você supõe que o Vds é menor que 1V? O que estipula seu valor?
LetterSized
Lei de Ohm. Rdson = 0,85 mOhm, I = 1000A. V = R * I = 0,85V. Você tem uma fonte de energia de 10V, mas isso não significa que haverá 10V no DS, porque haverá outras partes no seu circuito com a queda de tensão, certo?
Chupacabras 14/03
O "limite externo de corrente de chumbo" é uma propriedade do teste ou eles simplesmente não querem que você empurre constantemente> 200 A através de quaisquer fios que você prendeu à coisa?
Nick T
IMHO "limite externo de corrente de chumbo" é o limite de ligações físicas do caso ao silício e o limite do próprio caso.
Chupacabras 14/03
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depende da relação liga / desliga, quanto calor é produzido. Esses blocos de transistores têm uma limitação, que é a transferência de calor. Eles não são tão bons no resfriamento, outra desvantagem é a grande capacitância de portas, portanto, você precisará de um driver de porta muito caro e poderoso, ainda mais se for colocá-los em paralelo.

Na IMO, você pode fazer um circuito melhor se usar vários transistores D2Pak em paralelo. O D2Pak pode lidar com mais corrente, mas você precisará de um PCB complicado.

Marko Buršič
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Você pode adicionar algum exemplo desses transistores?
Chupacabras 14/03
@Chupacabras Aqui está, eles não são o D2Pak, mas veja o conceito (preste atenção no barramento de cobre dentro da PCB): infineon.com/dgdl/…
Marko Buršič
Eu gosto da idéia;)
Chupacabras
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Você deve se preocupar um pouco mais com os super capacitores. Alguns modelos de "alta corrente" Murata são classificados para até 10A. Outros super capacitores têm classificação na faixa de miliamperes.

Klaws
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