¿Por qué los controladores MOSFET necesitan tanta corriente?

Estoy usando un controlador MOSFET para controlar un puente H de 6 MOSFET, con un suministro de 40 V. A 25 KHz, el controlador se calienta mucho, casi demasiado para tocarlo. Los MOSFET tienen una puerta de carga de 350 nC. ¿Por qué se necesita tanta corriente para cambiar los MOSFET? Si la corriente de conmutación promedio se puede calcular con QxF (frecuencia de tiempos de carga de puerta, que produce 9 mA), ¿por qué se calienta tanto el conductor? ¿La disipación de potencia en el controlador depende de la corriente máxima o de la corriente promedio? Parece que la corriente promedio debería ser la misma independientemente de la resistencia de la puerta, porque la misma carga debe entregarse a la misma frecuencia.

Estoy usando un controlador MOSFET Allegro A4935 y MOSFET IRFS7530TRL7PP. Aquí está el esquema:ingrese la descripción de la imagen aquí

por favor defina "muy cálido". 60°C? 100°C? 40°C? ¿Podría proporcionar un esquema? ¿Tiene algo de cobre para disipar el calor en su PCB? ¿Qué mosfets y qué controladores de mosfet usas? EDITAR: ¿cuánta corriente estás usando, en realidad? ¿A qué voltaje?
¿Tiene resistencias en la puerta para controlar la corriente de entrada? La calefacción es I 2 R y es posible que tengas mucho de I por un corto período de tiempo...
¿Qué controlador, qué MOSFET? Un diagrama de circuito ayudaría. Tenga en cuenta que el cálculo de la disipación de energía también debe agregar las características del controlador. No es raro que los controladores de puerta suministren amperios cuando encienden los FET (y los hunden cuando los apagan).
No es inusual que los controladores de puerta se calienten más que los MOSFET que están manejando.
Cuando el promedio es de 9mA, calcule cuánto es en el punto de conmutación.
Esquema requerido para una respuesta decente.
Adjunto un esquema. ¿La disipación de potencia en el controlador depende de la corriente máxima o de la corriente promedio? Parece que la corriente promedio debería ser la misma independientemente de la resistencia de la puerta, porque la misma carga debe entregarse a la misma frecuencia.

Respuestas (2)

Una corriente de la frecuencia de conmutación de carga de puerta * se consume desde el suministro. Con 6 FET, esto es 6*350nC*25kHz = 53 mA. Esto genera una potencia de 53mA*40V=2.1 W. Esta potencia se disipa entre el IC y las resistencias del controlador de compuerta. Esa potencia total se puede calcular sin conocer la forma de onda exacta.

Para saber cuánto hay en las resistencias de la compuerta frente al IC, tendría que conocer la resistencia del controlador del IC, y luego la potencia se comparte en proporción a las resistencias. El A4935 tiene una resistencia del controlador de compuerta de aproximadamente 10 ohmios, y tiene resistencias de compuerta de aproximadamente 5 ohmios, por lo que el 67 % de la potencia está en el IC y el 33 % está en las 6 resistencias de compuerta, por lo que el IC disipa 1,4 W, y cada resistencia se disipa alrededor de 0,1 W.

'Demasiado caliente al tacto' es de unos 70-80 C para un paquete de plástico. Dependiendo del disipador de calor de su PCB, es posible que un aumento de la temperatura ambiente (25 C) sea causado por 1,4 W.

Cuando se carga un capacitor a través de una resistencia, encontrará que la mitad de la energía termina en el capacitor y la mitad se quema en la resistencia. Cuando descarga el capacitor, toda la energía de los capacitores se quema en la resistencia.

En su configuración, la mayor parte de la resistencia está en el chip del controlador, por lo que se calienta.

Recuerde que el efecto Miller es malo para los MOSFET de potencia. Esto significa que su controlador funcionará más frío cuando no haya voltaje de drenaje presente.

Las resistencias de compuerta ayudarán a hacer funcionar el enfriador del chip del controlador al transferirles parte del calor. Puede comenzar con resistencias de compuerta de aproximadamente la resistencia del chip controlador MOSFET. A 25Khz probablemente puedas salirte con la tuya.

Además de eso, si observa el diagrama de bloques de un controlador de compuerta, es básicamente un amplificador push-pull que está diseñado para funcionar a 100 s de kHz: controlar los MOSFET no es económico en términos energéticos, especialmente el acoplamiento en el efecto Miller que puede 'aumentar' las capacitancias de puerta publicadas.
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