Работа постоянного тока для мосфета IRFZ44, кривая SOA, максимальный ток при 40 В?

Я построил электронную нагрузку. В то время я не понимал кривых SOA. Теперь я обнаружил, что в таблице данных IRFZ44 нет кривой постоянного тока. Есть идеи, какой максимальный ток может быть при 30 В и 40 В, чтобы не повредить? В противном случае мне, возможно, придется заменить все это на 2N3055 (и устроить беспорядок).

Электронная нагрузка работает @ (плохо сглажена) 40V DC 3A. (Я тестировал его всего несколько секунд при такой мощности). Тем не менее, я много тестировал его при 15-25В и 1А. Вроде хорошо держит. У меня большой радиатор с вентилятором. Температура корпуса не превышает 40 градусов.

(Кажется, IRFZ44N и IRF540 являются единственными мощными MOSFET, доступными на месте, поэтому подойдут любые указания о возможностях постоянного тока любого из них.)

Добавлено 13 апреля 2018 г.: Ну, мосфет сдох. Итак, чтобы ответить на мой собственный вопрос ... IRFZ44 будет успешно работать при напряжении чуть более 20 В (возможно, 23-24) при токе, близком к 2 А (я много раз тестировал при 1850 мА). Я проверил сегодня при 42,5 В, и он умер вскоре после достижения 400 мА (может быть, до 500 мА, я не уверен). Было даже не тепло, может быть, всего 35 градусов или около того. Так вот что. Оглядываясь назад, я должен был добавить пару резисторов перед стоком, чтобы снизить напряжение на мосфете. Вероятно, он должен терпеть многое, если Vds ограничено всего около 10 В.

Это также означает, что кривые SOA в таблице данных, вероятно, не все верны. Экстраполяция точек, где MOSFET работал и не работал (воображаемая рабочая линия постоянного тока), не дает мне линии, параллельной другим линиям при разной ширине импульса. Таким образом, они также могут в действительности изгибаться вниз гораздо больше при более высоких напряжениях (т.е. кривая вместо прямой линии в таблице данных).

Итак... мои 30 центов на IRFZ44N...

Добавлено 15 апреля 2018 г.: умер еще один мосфет. Этот вышел из строя только с 2,5-3,5 В при токе около 2,4-2,5 А. Так что это, вероятно, объясняет отсутствие линии постоянного тока на кривой SOA. Этот МОП-транзистор выйдет из строя при токе выше 2 А при всех напряжениях ниже 20 В. Кривая постоянного тока представляет собой плоскую линию примерно от 2 А до 20 В, а затем резко падает до 400 мА при 40 В.

Я вижу кривую характеристики постоянного тока для IRFZ44N, поэтому я не знаю, почему Интернет должен мешать вам это сделать.
Какая фигура? Я не мог найти ничего при линейной работе 0 Гц.
25В*1А = 25Вт. 40В*3А = 120Вт. Большая разница. А абсолютная максимальная номинальная мощность основана на температуре кристалла 175ºC. Ожидать надежности при мощности более 30Вт (даже с отличным охлаждением) нереально.

Ответы (3)

IRFZ44N — это hexFET, разработанный для коммутационных приложений, поэтому его использование в линейных приложениях может привести к его разрушению, и вам придется чесать голову, почему он вышел из строя. Может быть даже не очень тепло. Для линейных приложений вам следует рассмотреть возможность использования МОП-транзисторов, разработанных для предотвращения теплового разгона. Да, полевой МОП-транзистор перейдет в режим теплового разгона, если напряжение затвор-исток ниже порога нулевого температурного коэффициента.

Это не какое-то теоретическое раздражение, которого на самом деле не бывает. Я могу поручиться, что увидел это на дизайне, на который меня попросили взглянуть. Взгляните на некоторые полевые МОП-транзисторы IXYS, предназначенные для «линейных» приложений.

О полудокументе о термической нестабильности

Документ Infineon о тепловой нестабильности

То же самое из Fairchild

Документ НАСА, объясняющий это

Какая фигура? Я не мог найти ничего при линейной работе 0 Гц.

Рисунок 1 и рисунок 2 описывают операции постоянного тока, несмотря на то, что это измерение было выполнено с импульсом 20 мкс:

введите описание изображения здесь

Он выполнен импульсным для предотвращения самонагрева и малой вероятности теплового разгона при более низких напряжениях на затворе; обратите внимание, как напряжение затвора 4,5 вольта (25 градусов Цельсия) создает ток около 7 ампер с 1 вольтом между стоком и истоком; затем обратите внимание, что по мере того, как кремниевый кристалл нагревается (разумеется, быстро), ток увеличивается примерно до 14 ампер при 175 °C (рис. 2).

Это тепловой разгон, о котором я говорю.

Вот почему в конструкциях с активной нагрузкой используется токовая обратная связь.
@TonyStewart.EEsince'75 обратная связь по силе тока не защитит MOSFET, если он холодный, и вы прикладываете высокое напряжение затвора, чтобы получить достаточный ток. Примерно за миллисекунду в шестиграннике может образоваться горячая точка, и в результате локальная температура превысит 600 градусов по Цельсию, и в нем появится дыра, прежде чем петля обратной связи сможет среагировать.
Я подумал, что даже если закорочено и 100 нс задерживают полосу пропускания 100 кГц или даже полосу пропускания контура 10 кГц, это не так уж сложно с контролем V to I, чтобы предотвратить это с емкостью 0,3 Дж на этом устройстве.
Проблема в том, что центральные 10 процентов кристалла нагреваются, поэтому контур управления замыкается, чтобы продолжать работать в заданной точке, но весь этот ток протекает через горячий бит, и этот горячий бит вот-вот выкипит.
Спасибо @Andyaka Теперь я знаю о Паоло Спирито и недавних эффектах Спирито, известных за последние 10 лет. и что достаточно агрессивное термофиксирование корпуса может помочь предотвратить это с обратной связью быстрее, чем тепловая постоянная времени.
Хорошо, теперь я понимаю. Таким образом, тестовый импульс 20 мкс в основном говорит «не использовать линейно»? Но я предполагаю, что это произойдет для каждого мосфета. Я нашел этот (старый?) МОП-транзистор mouser.com/ds/2/149/FQP50N06-1009503.pdf , и у него есть кривая постоянного тока в SOA, кривая теплового отклика с импульсом 5 с и тестовыми импульсами 250 мкс. В любом случае, кажется, у меня должен быть электронный предохранитель (с другим мосфетом) для защиты моего DUT на случай, если силовой мосфет перегорит. Я предполагаю, что если начнется тепловой разгон, MOSFET закоротится, и затвор перестанет работать, поэтому любая петля обратной связи на этом MOSFET выйдет из строя.
Все еще читаю очень интересную статью НАСА, на которую вы ссылались выше! Но кажется, что каждый мосфет, если он используется в электронной нагрузке, может иметь эту проблему, если только он не был протестирован на постоянный ток. Так что, возможно, мне действительно следует перейти на 2N3055. По крайней мере будет работать при 40В и около 2,75А (тоже SOA было страшно).
IXYS делает их специально для этой задачи. Если вы хотите распознать его, он сообщит вам об этом на странице 1 технического описания. Ищите такие слова, как «расширенная SOA» ИЛИ «предназначен для таких приложений, как eFuse или схемы горячей замены».
В таблице данных MOSFET, на которую я ссылался выше, говорится, что это планарный MOSFET .... и теперь я знаю, что означает планарный MOSFET, и кто такой Паоло Спирито! МОП-транзистор также доступен на ebay по цене 5 долларов США. Планарные МОП-транзисторы, похоже, до сих пор производятся, помимо прочего, для аудиоусилителей. Так может быть даташит настоящий и я могу ему доверять?
Нет, этот выглядит плохо. Посмотрите на рисунок 2 и подумайте, что произойдет, если подать на затвор напряжение при 25°C, чтобы получить ток стока 1 ампер. Затем представьте, что он нагревается и потребляет 7 ампер. Это то, на что стоит обратить внимание, плюс говорится, что оно предназначено для переключения приложений, поэтому может произойти сбой.
5,5 А, если увеличить :) IXYS выглядят хорошо и дорого, и, вероятно, их трудно найти здесь. Все временные кривые показывают импульс длительностью не менее 1 с. Но разве планарность не должна смягчить некоторые проблемы для FQP50N06? Разве это не означает, что на кристалле меньше мосфетов, поэтому он должен быть более стабильным и лучше распределять тепло? [Я бы не хотел использовать BJT для этого]
Я думаю, у вас есть все факты. Я не могу похлопать тебя по спине и сказать, что все будет хорошо.
В качестве быстрого теста я поставил нагрузку 500 мА и проработал около 30 минут без вентилятора. Немного потеплело. Напряжение Vgs упало с 2,70 В до 2,66 В. Итак, разница 40 мВ. Интересно, что это значит. При нагрузке 1А напряжение Vgs было 3,3В (пока оно было теплым). Все это было при Vds=9В. Но вы правы, теперь у меня есть все факты. Я приму ваш ответ за полезные ссылки.
МОП-транзистор умер сегодня с <500 мА при 42 В.
@Indraneel RIP дорогой MOSFET LOL. Надеюсь, вы не ломаете голову над тем, почему.
Уже нет! Я уже добавил комментарии к исходному вопросу вверху. Я думаю, что техническое описание также следует интерпретировать с долей скептицизма.
@Indraneel довольно много подобных спецификаций, но производитель говорит на странице 1 - это переключающее устройство! Это бедная оговорка о выходе.
И да, я забыл упомянуть... У меня до сих пор нет электронного предохранителя, о котором я говорил в комментариях выше. Итак, после того, как мосфет перегорел, через него начало течь 2,5А, а напряжение на ИИП упало до 6В. Я ожидал, что SMPS отключится. Это был старый принтер EPSON, и я пытался найти его максимальный ток. К счастью, кажется, он уцелел. Я очень рад, что ничего не взорвалось.
Как насчет IGBT? Кажется, они идут с кривой постоянного тока, если показан SOA. И примерно такая же цена, как пара 2N3055 (хотя у меня нет IGBT).
Так какой мосфет использовать?
@piotr Я не понимаю, что у вас за приложение. Моя рекомендация Индранилу заключалась в том, чтобы посмотреть, что предлагает IXYS. Если это не подходит, я рекомендую вам задать новый вопрос на этом сайте, который покажет, какие у вас проблемы и какие схемы вы пробовали.

Это на странице 1 спецификации

Непрерывный ток стока (абсолютный максимум)

ID=50A при 25'C
. = 36A при 125°C, Vgs при 10 В,

Для линейной электронной нагрузки критическим фактором является тепловое сопротивление Rth между корпусом и окружающей средой. Δ Т "=" ( В я н − В о ты т ) ⋅ я ⋅ д ⋅ р т час 'C выше температуры окружающей среды для некоторого импульса с рабочим циклом d (0~1)

Используйте плоский смазанный радиатор Rjc = 0,5 и процессорный кулер < Rca = 0,5
Rth = Rjc + Rca (Rca корпуса к окружающей среде с вентилятором такое же низкое или ниже, чем корпус чипа к переходу)

Таким образом, для 50 Вт вы можете иметь 1 А при падении 50 В или 50 А при падении 1 В.

Непрерывный ток - это когда мосфет полностью включен. В линейной области, например, в электронной нагрузке, где Vgs составляет около 4 В, кривые SOA являются ориентиром. Однако у IRFZ44 нет кривой для постоянного тока на кривых SOA.
DC — это кривая SOA > 1 секунды. VGS должен быть больше 4В, чтобы понизить Рона. Обычно 3x Vgs(th)
Не удается найти кривую SOA > 1 секунды. Можно пожалуйста ссылку на даташит? [В электронной нагрузке Vgs должно быть низким, чтобы контролировать ток, поэтому MOSFET никогда не включается полностью, поэтому линейная работа]
Вы не поняли мой ответ с повышением температуры? это постоянный ток в устойчивом состоянии (из закона Ома для P = VI) и спецификация Vgs = Vds, Id = ТОЛЬКО 250 мкА, поэтому Vgs >>Vgs(th).. извините, забудьте о SOA

В вашем случае повреждение может быть вызвано перегревом (нагрузка постоянного тока).
Вы должны работать с цифрами рассеяния мощности. Это огромная разница между 3А при 40В и 3А при 5В.

Работа постоянного тока для мосфета IRFZ44, кривая SOA, максимальный ток при 40 В?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v