Hjälp vid val av transistor!

[fek100]

Hej Elektronikforumet!

Jag är ny här och skulle gärna vilja ha hjälp med ett litet problem!
Jag behöver en transistor som skall klara följande spec:
Ic = 10A (peak ca 15-20)
Vce = 40V min

Transistorn är en del i en motorstyrning så snabba omställningar är önskvärt.
Den höga bas-strömmen löser jag genom darlington-koppla en extra transistor.
Jag har hittat ett par alternativ men är lite osäker på hur stora marginaler man skall ta med, vilka tumregler ska man använda?
ex: "för att vara på säkra sidan, välj en fem ggr större förstärkning än vad som behövs"
hfe = 5*Ic/Ib

Tips och trix för att slippa bränna transistorerna i onödan, helt enkelt!
Fungerar denna, tro?
http://se.farnell.com/sanyo/2sc6082/tra ... dp/1790425

mvh

[thepirateboy]

Använd nån form av smart switch istället för att försöka få det att fungera med diskreta komponenter.
Lite dyrare, men så mycket bättre.

T ex https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/in ... effekt-fet

[prototypen]

Den transistor har hFE på minst 200 ggr vilket ger en basström på 50 mA och då ska man inte darlingtonkoppla, man förlorar en annan utmärkande egenskap för transistorn att den har låg bottenspänning.

Nu vet man ju ingenting om förutsättningarna men varför inte en IRF 540? Styrs med en fjärt.

Protte

[fek100]

Tack för dom supersnabba tipsen med effekt-fet'arna, det verkar mycket bättre!

Men åter till min egentliga fråga: Tumregler vid val?
Eftersom det kommer gå 10A max i drainen, och ca 40v mellan drain och source vid avbrott... Vad ska jag satsa på? För det känns ju rimligt att man överdimensionerar lite lagom för att vara på säkra sidan...
Transistorn kommer att PWM-styras med en pwm-frekvens på ca 30kHz, pallar dessa effekt-fet'ar det eller kommer stig/falltider att vara påtagliga (vill ha "perfekta" fyrkantspulser)?

Mvh

[Mindmapper]

Tycker det låter konstigt med en motor som trivs bra med 30kHz. Switch förlusterna blir skapligt stora vid så pass höga frekvenser. Ställer ocksså stora krav på rätt drivning av gaten med tillräkligt kraftiga drivkretsar.

Verkar också lite liten skillnad mellan vad som är normal max och peak ström. Det innebär att motorn i princip inte belastas något och accelereras väldigt lätt. Är det så ska det inte vara något problem med IRF540 vid vettiga frekvenser.

[thepirateboy]

Det är kan ju vara lite svårt att säga, beror lite på hur mycket motorn egentligen drar, hur mycket pengar man vill lägga ut osv.

Den här switchen klarar 70V/35A https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/asse ... ata_En.pdf

Databladet anger DC till 50 kHz, stig och falltider står dessutom i tabellen.

Det största problemet är nog förlusteffekten, dvs värmen, som i sin tur beror på RDS(on). Så billigare switch - högre RDS(on) - mer värme,
som du på något vis måste kyla bort.

[fek100]

Nu när min sambo äntligen har somnat på soffan har jag haft möjlighet att kolla vidare.
Jag tackar er alla för svaren, jag är väldigt tacksam!

Jag tror att IRF540N passar mig väldigt bra. De fem volten som lämnar kretskortet är också nog för att få ut mer än 10A. Iaf enligt Id/Vgs-karakteristiken.

Motorn kommer förhoppningsvis aldrig (eller iaf extremt sällan) att belasta nätet med 8-10 amp, men det känns ju ändå tryggt att vara på säkra sidan. Och precis som Ni skriver så är det väldigt låga accelerationer och varvtal som gäller.
appropå pwm-frekvensen så är jag inte helt 100 på att det blir ca 30kHz men jag tror att det kommer hamna i dom storleksordningarna.

Jag tackar och bugar!

[jesse]

Om transistorn tål switchfrekvensen eller inte utan att brinna upp beror väldigt mycket på den krets som driver gaten. Den måste vara snabb och effektiv - det finns gatedrivers att köpa. Sen är min ringa lärdom att överdriva rejält när det gäller både spänning och ström. Så jag skulle leta efter en MOSFET som klarar ca 50A och minst 60-80 volt. Och sedan parallellkoppla två sådana. Se till att ha en rejäl och snabb frihjulsdiod.

[4kTRB]

MJW18020 ska vara en trissa avsedd för liknande som du ska ha den till.
Men om det fungerar vet jag inte.
http://www.onsemi.com/pub_link/Collater ... 8020-D.PDF

[bearing]

IRFP540 är en gammal konstruktion. Jag är säker på att du kan hitta en annan med bättre prestanda för lägre pris.

[fek100]

Bearing: Vilken skulle du rekomendera?

[prototypen]

Jag är också nyfiken på en bra ersättare till IRF540. Då jag lät den ersätta BUZ11 så var IRF540 bland de billigaste hos ELFA.

Protte

[bearing]

Jag har inte kollat på några specifika transistorer, utan jag resonerade att en 10 år gammal konstruktion kan inte vara särskilt bra prestandamässigt, och priset har nog inte skyfallit för det.

Det är ju bara att använda t.ex. ELFAs parametersök för att hitta komponenterna. Jag hittade den här som verkar prisvärd:
71-009-36 MOSFET TO-220 75 V 80A 0.011Ω 24.70kr

Men jag kan inte rekommendera någon, och ifall du vill driva den med en logikutgång i 30kHz finns det nog inte någon MOSFET som är lämplig. Använd en gatedriver (eller bryggdrivkrets som de heter på ELFA). Ofta har gatedrivers i DIP-8 förpackning dubbla utgångar, vilket gör att de kan driva två MOSFET. Ifall två MOSFET parallellkopplas minskar värmen i varje kapsel till ca 1/4.

[fek100]

Okej! Ja det verkar i allra högsta grad lämpligt.
Vad behöver jag bryggdrivkretsen till, blir signalen från kretsen (arduino) för svajig när i dessa sammanhang?

mvh

[bearing]

Dels beror det på att de flesta "POWER MOSFET" kräver en gate-spänning på kring 10V för att öppna helt, och dels beror det på att gaten har en ganska hög kapacitans, vilket gör att gaten behöver laddas med hög ström för kunna öppnas snabbt.

En AVR kan driva kring 20mA, medan gatedrivern kan ge kring 2A. Det betyder att gaten kommer öppna och stänga 100ggr snabbare med en gatedriver. Under öppnings- och stängningsfaserna (flankerna) värms transistorn eftersom det både ligger spänning och ström över den.

Säg att spänning och ström i medel är 10V resp. 10A under flankerna, alltså 100W värme. Det är fördelaktigt om den tiden är så kort som möjligt. Med 20mA drivning av gaten kanske flankerna totalt upptar 20% av periodtiden i 30kHz, dvs att värmen i transistorn blir 20W + resistiva förluster. Med 2A drivning blir förlusten istället 0,2W+ resistiva förluster. Ifall switchfrekvensen sänks till 3 kHz blir omslagsförlusterna med 20mA drivning 2W, så det är nog möjligt att driva direkt från AVR med låga switchfrekvenser, men välj då en MOSFET som öppnar redan vid 5V (det gör inte den jag länkade till).

Jag skulle helt klart använt gate driver, oavsett switchfrekvens, eftersom att den ger en buffert mellan processor och transistor. Ifall transistorn ryker kanske den annars tar processorn med sig.