Как я могу сделать расчет радиатора и определить, требуется ли радиатор или нет?

Я разрабатываю твердотельное реле постоянного тока с использованием FQP30N06L ( полевой МОП-транзистор с 32 А, 60 В, R ds (on) = 0,035 Ом при V gs = 10 В ) для управления с помощью Raspberry Pi.

Пытаюсь управлять электрозамком с 6-12 В 1200 мА; номинальное сопротивление при 12 В составляет 9 Ом. Я видел много статей в Интернете, но все запутанно.

Итак, согласно моей спецификации:

Мощность, рассеиваемая МОП-транзистором, равна P = I 2 XR; I - ток нагрузки электрической двери = 1,2 А; R — R ds(on) полевого МОП-транзистора = 0,035 Ом.

Это дает мне рассеиваемую мощность P = 1,2 AX 1,2 AX 0,035 Ом = 0,0504 Вт.

Ответы (3)

В таблице данных, на которую вы ссылаетесь, есть таблица с надписью « Тепловые характеристики »:

введите описание изображения здесь

Релевантное значение равно р Θ Дж А - это тепловое сопротивление между переходом (т.е. активной областью полупроводника) и окружающей средой без радиатора. Вы можете рассчитать (в первом приближении) повышение температуры, используя это значение:

Т Дж "=" Т А + р Θ Дж А × п

где Т А это температура окружающей среды и п мощность, которую вы рассчитали. Используя эти цифры, предполагая Т А "=" 25   С , дает вам температуру ~ 28     С . Это означает, что вам вряд ли понадобится радиатор для этого приложения.

Итак, вы сравнили это значение ~ 28 ∘ C со 125 ° C, которое часто считается максимальной температурой для кремния, так что мы в безопасности. это так?
Вы почти не почувствуете тепла, исходящего от него при 28 C, так что радиатор не нужен. 125 является высоким , и посмотрите на ответ Спехро, чтобы увидеть, как повышение температуры перехода может вызвать обратную связь, вызывающую дальнейшее повышение температуры.

Если вы управляете затвором MOSFET с 10 В, вам не понадобится радиатор. Или даже 5В. Рассеиваемая мощность составляет менее 0,1 Вт при проводке, и даже если вы переключаете его немного медленно, всплески рассеиваемой мощности при переключении не будут иметь большого значения для нечастых переключений. Он будет едва чувствовать тепло. При 0,5 Вт или 0,6 Вт вам нужно начать беспокоиться об этом (для корпуса TO-220), особенно если окружающая среда может быть горячей (Rds (on) повышается, когда кристалл также нагревается).

Однако, если вы попытаетесь управлять этой конкретной частью, которая не рассчитана на привод 3,3 В, напрямую с выходом 3,3 В Raspberry Pi или если вы уберете обратноходовой диод из катушки, вы вполне можете его сжечь. Вы, вероятно, не делаете этого, но лучше упомянуть об этом.

Спасибо @Spehro Pefhany
От raspberry pi я использую оптопару PC817, а затем эмиттер оптопары подключается к клемме затвора MOSFET. между raspberry pi и оптроном я добавил резистор на 220 кОм и светодиод. Я также добавил обратный диод 1N4001 от катушки. Питание 12В подключено к коллектору оптопары, а между коллектором оптопары и питанием 12В находится резистор 2кОм и светодиод. Также я добавил понижающий резистор на 10 кОм на затворе MOSFET на землю.

для обоих расчетов и где это полезно или нет, зависит от каждой таблицы данных каждого компонента, который вы выбираете, затем тип радиатора зависит как от указаний таблицы данных, так и от материала оборудования компонента.

Если вам нужно спросить себя об этой необходимости, подумайте, что вы должны проверять эту информацию в таблицах данных каждый раз, когда вы превышаете 0,75 А в одном автономном компоненте, как минимум.

В общем, вы знаете, что вам нужен один из форм-фактора компонента, он сделан для этого, поэтому он нужен по умолчанию, поэтому рассчитайте его размер из информации в таблице данных.

в вашем случае использования вы говорите, что у вас довольно низкий 0,05 А, но этот MOSFET создан для использования радиатора, поэтому используйте его по умолчанию, маленького будет достаточно, может быть, просто металлическая пластина за ним небольшого размера.