การควบคุมกระแสสูง (1,000A) ด้วย MOSFET

9

ขณะนี้ฉันกำลังออกแบบสปอตดิสชาร์จดิสชาร์จและพบปัญหาเรื่องการสลับ

ฉันวางแผนที่จะใช้ตัวเก็บประจุแบบซุปเปอร์สองสามตัวในซีรีย์เพื่อคายประจุประมาณ 1,000A ในช่วงเวลาสั้น ๆ (น่าจะน้อยกว่า 100 มิลลิวินาที) ฉันวางแผนที่จะชาร์จประจุไปประมาณ 10V

ดังนั้นฉันจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถส่งพัลส์กระแสสั้นสูงมากได้ ฉันไม่ต้องการถ่ายโอนประจุทั้งหมดของตัวเก็บประจุในครั้งเดียวดังนั้น SCR จึงไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาของฉัน ฉันดู MOSFETs แล้วอันนี้ดึงดูดสายตาของฉัน: http://www.mouser.com/ds/2/205/DS100728A(IXTN660N04T4)-1022876.pdf

อย่างไรก็ตามฉันไม่แน่ใจว่าจะตีความแผ่นข้อมูลได้อย่างไร MOSFET สามารถขับ 1800A ได้หรือไม่เนื่องจากเป็นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ หรือถูก จำกัด ไว้ที่ 660A (หรือ 220A) บังคับให้ฉันต้องเดินสายสองสามขนานกันเหรอ? หรือหนึ่งในมอสเฟตเหล่านี้จะไม่เป็นไร? จากการคำนวณเบื้องต้นของฉัน MOSFET เดียวที่เชื่อมต่อโดยตรงกับตัวเก็บประจุที่ไม่มีความต้านทานอื่น ๆ จะกระจายไปรอบ ๆ 900W ซึ่งดูเหมือนจะอยู่ในช่วงของแผ่นข้อมูล

โดยพื้นฐานแล้วฉันกำลังตีความแผ่นข้อมูลอย่างถูกต้องหรือฉันต้องสั่ง MOSFET สองสามตัวนี้ (และถ้าเป็นเช่นนั้นคุณจะเดาได้กี่ข้อ)

mosfet  high-current  supercapacitor  high-power 
— LetterSized
แหล่งที่มา
สมมติว่าเวลาในการทำซ้ำพัลส์ของคุณนั้นนานพออุปกรณ์นั้นจะสามารถจัดการกับมันได้ ไม่แน่ใจเกี่ยวกับ super-caps และสายไฟแม้ว่า สิ่ง 900W ไม่ได้มีความหมายอะไรมากหากเวลาการทำซ้ำพัลส์ของคุณอยู่ในระดับต่ำ
— Trevor_G
มันจะมีประโยชน์มากถ้าคุณสามารถอธิบายการระบายน้ำของคุณอย่างเต็มที่มากขึ้น เช่นเดียวกับกราฟ คุณคิดว่า 1,000A เป็นเวลา 0.1 วินาทีหรือไม่ หรือคุณจะปรับการเปิดและปิด FET ในช่วง 0.1 วินาที? พลังงานชีพจรสูงสุดในจูลคืออะไร?
— mkeith
2
ฉันมีความรู้สึกที่คุณประเมินกระแสต่ำกว่าที่จำเป็นในการตรวจจับรอยเชื่อม ค่าต่ำสุดที่ฉันเห็นคือ 6kA และสูงถึง 100kA
— Trevor_G
4
หาก ESR ทั้งหมดในตัวพิมพ์ใหญ่และ FET คือ 9 mOhms ที่ 1000A นั่นเป็นปัญหา คุณทิ้งพลังงานทั้งหมดในเครื่องเชื่อมและไม่มีใครอยู่ในจุดเชื่อม คุณต้องการความต้านทานที่คุณต้องการให้ความร้อนเป็นส่วนใหญ่
— Brian Drummond
1
@DaPasta: การปลดแคปเสียงรถยนต์ "2F" ด้วย SCR @ 15V ทำงานได้ดีสำหรับการเชื่อมจุดไปยัง 18650s เช่นคุณ (น่าจะ) ทำ การใช้ CC / CV bench top supply @ 10A จะทำการชาร์จภายใน 10 วินาที กำลังเชื่อมจะถูกควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าเข้าไปในหมวก
— ไบรอัน Boettcher

คำตอบ:

14

ดูหน้า 4, รูปที่ 12, กราฟแสดงพื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย นั่นคือสิ่งที่คุณต้องการ

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

คุณกำลังพูดถึงชีพจรเดียวใช่มั้ย คุณไม่ได้พูดถึงการทำซ้ำหรือกำหนดเวลาใด ๆ เลย หากคุณเปิด mosfet อย่างหนักพูดว่า Rdson เท่ากับ 0.85mOhms ในกรณีของ 1,000A Vds จะน้อยกว่า 1V ดังนั้นคุณต้องดูที่ด้านซ้ายของกราฟ
ไม่มีเส้นชีพจร 100ms ดังนั้นคุณต้องสอดแทรกระหว่าง DC และ 10ms ชีพจร กระแสไฟฟ้าที่ปลอดภัยต่ำกว่า 1,000A มันเหมือนกับ 400A และมันคือค่าสูงสุด

— Chupacabras
แหล่งที่มา
ขอบคุณสำหรับคำตอบที่ให้ข้อมูล เพื่อติดตามทำไมคุณถึงคิดว่า Vds น้อยกว่า 1V สิ่งที่กำหนดค่าของมันคืออะไร?
— LetterSized
กฎของโอห์ม Rdson = 0.85mOhm, I = 1,000A V = R * I = 0.85V คุณมีแหล่งพลังงาน 10V แต่ไม่ได้หมายความว่าจะมี 10V เมื่อเทียบกับ DS เพราะจะมีบางส่วนในวงจรของคุณที่มีแรงดันตกใช่ไหม
— Chupacabras
"ขีด จำกัด กระแสตะกั่วภายนอก" เป็นคุณสมบัติบางอย่างของการทดสอบหรือว่าพวกเขาไม่ต้องการให้คุณดันอย่างต่อเนื่อง> 200 A ผ่านสายอะไรก็ตามที่คุณยึดติดกับสิ่งนั้นหรือไม่?
— Nick T
IMHO "ขีด จำกัด กระแสตะกั่วภายนอก" คือขีด จำกัด ของการยึดเหนี่ยวทางกายภาพจากเคสถึงซิลิกอนและ จำกัด ตัวเคสเอง
— Chupacabras
2

มันขึ้นอยู่กับอัตราส่วนเปิด / ปิดความร้อนที่เกิดขึ้น บล็อกทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีข้อ จำกัด เพียงข้อเดียวนั่นคือการถ่ายเทความร้อน เมื่อระบายความร้อนไม่ดีข้อเสียเปรียบอีกข้อก็คือความจุประตูขนาดใหญ่ดังนั้นคุณจะต้องใช้ตัวขับประตูที่มีราคาแพงและทรงพลังมากยิ่งขึ้นหากคุณวางมันขนานกัน

IMO คุณสามารถทำวงจรที่ดีขึ้นได้ถ้าคุณใช้ทรานซิสเตอร์ D2Pak หลายตัวพร้อมกัน D2Pak สามารถจัดการกับกระแสได้มากกว่าเดิม แต่คุณจะต้องใช้ PCB ที่ซับซ้อน

— Marko Buršič
แหล่งที่มา
คุณสามารถเพิ่มตัวอย่างของทรานซิสเตอร์เช่นนั้นได้ไหม
— Chupacabras
@Chupacabras นี่มันเป็นพวกเขาจะไม่ D2Pak แต่มองแนวคิด (สนใจบนรถบัสบาร์ทองแดงภายใน PCB): infineon.com/dgdl/...
— มาร์โคBuršič
ฉันชอบความคิด;)
— Chupacabras
2

คุณควรกังวลเกี่ยวกับตัวเก็บประจุพิเศษอีกเล็กน้อย Murata บางรุ่น "กระแสสูง" ได้รับการจัดอันดับสูงสุดถึง 10A ตัวเก็บประจุ super อื่น ๆ มีคะแนนอยู่ในช่วงมิลลิวินาที

— Klaws
แหล่งที่มา
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.