Problema de calor del mosfet del amplificador de voltaje de CC a CC

Estoy tratando de entender los diseños de convertidores boost y buck. Recientemente hice un prototipo de un convertidor elevador simple, lo usé como referencia. Las piezas usadas son las siguientes:

  • Transistor-IRF3205
  • Diodo - STPS1545CT
  • Inductor - Núcleo T80-6 con 25 bobinados de alambre de 1 mm.
  • Fuente PWM - Arduino Leonardo

El ciclo de trabajo PWM se establece en 60%, frecuencia 70kHz.

Aumenta la entrada de 12V hasta 40V. Pero el transistor disipa mucho calor. ¿Hay algún tema que deba tener en cuenta? ¿Cuál es la razón de tal disipación de poder?

Puede que arduino no pueda proporcionar un Vgs adecuado, el mos no está completamente encendido y se disipa bastante. ¿Puedes alcanzar la terminal de la puerta mos?

Respuestas (1)

No lo ha mencionado, así que supongo que está manejando el MOSFET directamente desde el Arduino. Eso solo explicaría la gran disipación, ya que un pin GPIO de MCU simplemente no es lo suficientemente potente como para impulsar un MOSFET de potencia directamente. El IRF3205 es un MOSFET de nivel no lógico, por lo que incluso el voltaje de activación por sí solo puede ser insuficiente (los MOSFET de nivel lógico se pueden controlar desde 5 V, los MOSFET de nivel no lógico generalmente se especifican para ser controlados desde al menos 8-10 V) . Pero para la conducción de alta frecuencia, la puerta también debe cargarse y descargarse razonablemente rápido, y en el caso de que los MOSFET de potencia se enciendan y apaguen, decenas o cientos de miles por segundo necesitan un controlador capaz de enviar corriente de conducción del orden de amperios. Una salida de MCU simplemente no es potente para esto, por lo que el voltaje de la puerta no cambiará lo suficientemente rápido, y el MOSFET pasará la mayor parte de su tiempo en algún lugar entre los estados completamente abierto y completamente cerrado. La solución es usar un controlador MOSFET entre el pin GPIO y la puerta MOSFET. También necesitará una fuente de alimentación adecuada para el controlador MOSFET, en el rango de 8 a 12 V, para este tipo de MOSFET. Puede reemplazar el MOSFET con un MOSFET de nivel lógico, luego puede usar su suministro de 5 V, pero aún necesitará un controlador MOSFET.

Esto es correcto. Busque la curva Rds/Vgs en google y vea qué sucede cuando aplica un cierto voltaje en la puerta mosfet (cambia la resistencia entre el drenaje y la fuente). Los mosfets necesitan corriente para cargar el condensador de la puerta, si su salida (arduino) no puede proporcionar suficiente corriente, el condensador tardará más en cargarse y, por lo tanto, el voltaje en la puerta tardará más en alcanzar el nivel deseado, esto significa que el mosfet estar en la región óhmica más tiempo y aumentar la disipación de potencia. Los controladores mosfet pueden proporcionar mucha corriente para cargar ese condensador.
Probé con K15J60U, tiene un voltaje de accionamiento un poco más bajo (pero aún necesita mejorarse). Se calienta un poco. ¿Es posible usar algo similar a esto? 256.co.uk/wordpress/wp-content/uploads/2014/03/…
No creo que los optoacopladores 817 sean una buena manera de construir un controlador MOSFET discreto. Sugeriría usar uno estándar basado en IC. Si realmente necesita tener el MOSFET en el lado alto (no estoy seguro de que no se pueda mover a la línea de alimentación GND), necesitará un lado alto (o un lado alto + lado bajo) Controlador MOSFET (IRS2101 y similares). De lo contrario, se pueden usar controladores de lado bajo más baratos, Microchip, por ejemplo, tiene una gran variedad de ellos.