MOSFET/IGBT nóng khi mới chạy được 75A???

[help_avr]

Tôi dùng MOSFET/IGBT để điều khiển nguồn ổn áp .Project đặt yêu cầu là 150A hoặc cao hơn ,nhưng khi test ở dòng 75A,chạy đươc chừng 30p thì MOSFET/IGBT nóng đến 75 độ và có thể tăng lên nữa .Áp ngõ ra khá phẳng (PID chạy tốt) ,xung kích đo cũng khá ok(sườn lên và xuống 750ns-1us),tần số kích :20Khz .Làm sao khắc phục tình trạng này .Project này yêu cầu chạy 24/24,tản nhiệt không thể là giải pháp tốt .

[qmk]

Tản nhiệt không phải là giải pháp tốt thì giải pháp gì tốt hở bác. Bác cứ lấy Rdson x I là biết tại sao nó nóng. Khi nhiệt độ tăng dần Rds cũng có xu hướng tăng -> nóng dần lên.

Sorry Rdson x I x I cái này type nhanh sai cơ bản.

[help_avr]

Nếu tính như bác thì nó chỉ tiêu tốn 750mW ??? 10(mili ohm)* 75 A = 750 thôi .Có gì nhầm lẩn không ?

[thongmaster]

Bác làm ơn táng cho tôi vào một con tản nhiệt to vào tương thêm chú quạt nữa.Chú ý khi lắp IGBT vào Heatsink thì phải có mỡ silicon nhé.Nếu tải có điện áp nhỏ < 400V thì có thể tăng điện áp điều khiển Ugs lên một chút khoảng 10%. Đảm bảo mát ngay thôi. Chúc thành công nhé.Nếu thế mà vẫn không mát thì nhắn lại cho mình nhé. Để cùng ngâm cứu xem có giải pháp nào không.

[taolao]

Nếu tản nhiệt mà chưa đủ thì còn có cách là giảm tần số đóng cắt hoặc thay MOSFET/IGBT lớn hơn.

[namqn]

Nếu tính như bác thì nó chỉ tiêu tốn 750mW ??? 10(mili ohm)* 75 A = 750 thôi .Có gì nhầm lẩn không ?

Công suất tiêu tán do Rdson = Rdson*I^2 = 10 miliohmx75A^2 = 56.25 W!

Thân,

[help_avr]

Thì ra là thế .Nhưng nguyên nhân còn do một yếu tố khác : xung trên 2 cực CE hay DS .Khi lắp mạch Snubber vào thì cũng tạm ổn .Vì môi trường làm việc có rất nhiều chất ăn mòm nên phải đóng kín tủ điều khiển => khó có thể dùng quạt hay tản nhiệt .Khi chạy ở 150A thì phải tiêu tán đến :10*150^2=225 W(chưa kể Rds tăng khi nhiệt độ hay dòng tăng) .Vẫn phải cải tiến nữa .Thanks !

[toymaker]

Chắc bạn phải tính đến giải nhiệt bằng nước đấy, công suất 225w hơi ghê nhé!

[thaokhau]

Xin lỗi mọi người, cho em hỏi tý.
Có gì nhầm lẫn trong việc tính công suất tiêu tán ở đây không ạ. Theo em thì khi IGBT bão hòa, có điện áp rơi trên nó thôi, đối với IGBT lớn thì em thường thấy khoảng 2.1 - 2.7v (VCE). Như vậy công suất tiêu tán tính như thế nào các bác.
Nhân tiện cho em hỏi, em đang sử dụng IRFP250 để lái mấy cái motor dòng tương đối cao, khi khởi động có thể đạt 30A, dòng liên tục khoảng hơn 10A( vì tải rất nặng nên em nghĩ dòng khởi động có thể lớn tới 30A). Hồi trước em kích fet trực tiếp bằng opto, fet cháy thường xuyên mặc dù em gắn tản nhiệt đầy đủ. Bây giờ em cải tiến cái driver thì thấy nó có vẻ ổn, tuy nhiên nóng quá. Chẳng hạn dòng 10A, RDSon = 0.77ohm, Q= 7w đúng không các bác. 7 W này cũng yêu cầu một tản nhiệt khá lớn rồi đúng không các bác. Vấn đề chính của em là em không nắm rõ nhiệt độ tăng là do em kích fet không đúng hay là do Rdson của fet
sao em không up được cái schematic vậy cà

[namqn]

Xin lỗi mọi người, cho em hỏi tý.
Có gì nhầm lẫn trong việc tính công suất tiêu tán ở đây không ạ. Theo em thì khi IGBT bão hòa, có điện áp rơi trên nó thôi, đối với IGBT lớn thì em thường thấy khoảng 2.1 - 2.7v (VCE). Như vậy công suất tiêu tán tính như thế nào các bác.
Nhân tiện cho em hỏi, em đang sử dụng IRFP250 để lái mấy cái motor dòng tương đối cao, khi khởi động có thể đạt 30A, dòng liên tục khoảng hơn 10A( vì tải rất nặng nên em nghĩ dòng khởi động có thể lớn tới 30A). Hồi trước em kích fet trực tiếp bằng opto, fet cháy thường xuyên mặc dù em gắn tản nhiệt đầy đủ. Bây giờ em cải tiến cái driver thì thấy nó có vẻ ổn, tuy nhiên nóng quá. Chẳng hạn dòng 10A, RDSon = 0.77ohm, Q= 7w đúng không các bác. 7 W này cũng yêu cầu một tản nhiệt khá lớn rồi đúng không các bác. Vấn đề chính của em là em không nắm rõ nhiệt độ tăng là do em kích fet không đúng hay là do Rdson của fet
sao em không up được cái schematic vậy cà

Người hỏi dùng cả MOSFET và IGBT, câu trả lời có liên quan đến Rdson là nói về MOSFET.

Nếu Rdson = 0.77 ohm thì ở dòng 10A, tiêu tán cực đại do Rdson sẽ là 77 W chứ (tất nhiên MOSFET của bạn không dẫn 100% thời gian, nên công suất tiêu tán trên MOSFET không đến giá trị đó, nhưng sẽ không quá nhỏ như bạn nghĩ).

FET nóng còn tùy vào kiểu chuyển mạch và tần số chuyển mạch của bạn, nếu chuyển mạch cứng (là kiểu mà nhiều bạn vẫn đang dùng) và tần số khoảng 100 kHz (tôi đoán từ một câu hỏi khác của bạn) thì tổn hao chuyển mạch không nhỏ tý nào, có thể còn lớn hơn cả tổn hao trên Rdson.

Thân,

[thaokhau]

Xin lỗi anh Namqn, em đang dùng con irfp250, RDSon của nó là 0.075ohm, em đánh nhầm thành 0.77ohm. Tần số PWM của em khoảng hơn 10khz thôi. Tuy nhiên thực tế dòng qua motor em đang dùng có thể hơn 10A, em tính 10A cho chẵn thôi.
Hiện em đang dùng mạch cầu H kích bằng IR2111, tuy nhiên em không hiểu rõ lắm, có phải con này ta không thể dùng duty tới 100% phải không anh, tức là kích liên tục không được? Rõ ràng nếu theo đúng bài bản thì em kích FET không có gì sai, nhưng FET vẫn nóng lắm, anh có thể giải thích cho em không.
Còn mạch kích một con Fet đơn em làm thử nghiệm với ngõ ra của Fetdriver là bjt totempole, dùng cặp 2n3906-2n3904, cũng có sử dụng 2n2222a và 2n2907, nói chung các bjt này đều có tần số cắt trên 300Mhz, dòng ra average của 2n2222a là 0.8A. Áp Vcc kích em dùng 15v sau ổn áp 7815, ngõ ra của driver kích trực tiếp cực G của N_FET, không có điệ trở nối tiếp. Em không biết với tần số 10Khz, mạch kích như vậy thì có gì không ổn không nhưng FET vẫn cứ nóng, so ra nó nóng hơn là tính theo công thức I^2*Rdson, và cả sức cản nhiệt của các con FET khi dẫn qua phiến tản nhiệt. Ngay cả khi em kích duty bằng 100%, tức là cho FET dẫn thông luôn. Anh có thể giải thích, cho em điều này không.
Xin cảm ơn những người quan tâm đến vấn đề của em.

[thaokhau]

Em xin bổ sung một chút, khi dùng IR2111, tần số PWM 10khz, tụ boostrap 100n ceramic, diode em dùng FR107.

[opendoor2507]

Xin lỗi anh Namqn, em đang dùng con irfp250, RDSon của nó là 0.075ohm, em đánh nhầm thành 0.77ohm. Tần số PWM của em khoảng hơn 10khz thôi. Tuy nhiên thực tế dòng qua motor em đang dùng có thể hơn 10A, em tính 10A cho chẵn thôi.
Hiện em đang dùng mạch cầu H kích bằng IR2111, tuy nhiên em không hiểu rõ lắm, có phải con này ta không thể dùng duty tới 100% phải không anh, tức là kích liên tục không được? Rõ ràng nếu theo đúng bài bản thì em kích FET không có gì sai, nhưng FET vẫn nóng lắm, anh có thể giải thích cho em không.
Còn mạch kích một con Fet đơn em làm thử nghiệm với ngõ ra của Fetdriver là bjt totempole, dùng cặp 2n3906-2n3904, cũng có sử dụng 2n2222a và 2n2907, nói chung các bjt này đều có tần số cắt trên 300Mhz, dòng ra average của 2n2222a là 0.8A. Áp Vcc kích em dùng 15v sau ổn áp 7815, ngõ ra của driver kích trực tiếp cực G của N_FET, không có điệ trở nối tiếp. Em không biết với tần số 10Khz, mạch kích như vậy thì có gì không ổn không nhưng FET vẫn cứ nóng, so ra nó nóng hơn là tính theo công thức I^2*Rdson, và cả sức cản nhiệt của các con FET khi dẫn qua phiến tản nhiệt. Ngay cả khi em kích duty bằng 100%, tức là cho FET dẫn thông luôn. Anh có thể giải thích, cho em điều này không.
Xin cảm ơn những người quan tâm đến vấn đề của em.

dùng cặp 2n3906-2n3904 là cấu hình push-pull chứ không phải totempole.
Muốn kết luận chính xác vấn đề của bạn, cần phải xem sơ đồ chi tiết. Bạn mô tả bằng lời như vậy nó rất cảm tính, vì nhiều chỗ bạn hình dung là ổn và bạn mô tả cũng rất ổn nên khó đoán ra problem lắm.
Theo cảm tính của mình, có vẻ như phần driver cho Mosfet của bạn không kéo lên đến 15V (như lời bạn nói dùng 7815 cho mạch driver). Sự kéo lên không hết (làm cho con mosfet không mở hoàn toàn và nóng là đương nhiên) có thể do trùng dẫn của cặp 3906-3904, hoặc là con 3904 không cắt hết lúc con 3906 mở (kéo lên).
Bạn nên post sơ đồ, mọi vấn đề cũng dễ dàng hơn, âu cũng là một dịp cho mọi người cùng thảo luận, chứ nói bằng lời như này chỉ những người đã làm là hiểu ý nhau thôi.

[namqn]

dùng cặp 2n3906-2n3904 là cấu hình push-pull chứ không phải totempole.

OD chú ý nhé, trong các mạch kích MOSFET, sơ đồ sau được gọi là totem-pole.

Thân,

[namqn]

Xin lỗi anh Namqn, em đang dùng con irfp250, RDSon của nó là 0.075ohm, em đánh nhầm thành 0.77ohm. Tần số PWM của em khoảng hơn 10khz thôi. Tuy nhiên thực tế dòng qua motor em đang dùng có thể hơn 10A, em tính 10A cho chẵn thôi.
Hiện em đang dùng mạch cầu H kích bằng IR2111, tuy nhiên em không hiểu rõ lắm, có phải con này ta không thể dùng duty tới 100% phải không anh, tức là kích liên tục không được? Rõ ràng nếu theo đúng bài bản thì em kích FET không có gì sai, nhưng FET vẫn nóng lắm, anh có thể giải thích cho em không.
Còn mạch kích một con Fet đơn em làm thử nghiệm với ngõ ra của Fetdriver là bjt totempole, dùng cặp 2n3906-2n3904, cũng có sử dụng 2n2222a và 2n2907, nói chung các bjt này đều có tần số cắt trên 300Mhz, dòng ra average của 2n2222a là 0.8A. Áp Vcc kích em dùng 15v sau ổn áp 7815, ngõ ra của driver kích trực tiếp cực G của N_FET, không có điệ trở nối tiếp. Em không biết với tần số 10Khz, mạch kích như vậy thì có gì không ổn không nhưng FET vẫn cứ nóng, so ra nó nóng hơn là tính theo công thức I^2*Rdson, và cả sức cản nhiệt của các con FET khi dẫn qua phiến tản nhiệt. Ngay cả khi em kích duty bằng 100%, tức là cho FET dẫn thông luôn. Anh có thể giải thích, cho em điều này không.
Xin cảm ơn những người quan tâm đến vấn đề của em.

Nếu dùng IR2111 thì duty cycle của MOSFET phía cao không thể là 100%, vì khi đó MOSFET phía thấp không bao giờ được đóng, tụ bootstrap sau một thời gian xả điện tích sẽ có áp Vbs thấp hơn ngưỡng lock-out khi thấp áp của IR2111, và nó sẽ khóa các khối chức năng bên trong nó.

Như opendoor2507 đã nói, bạn nên post sơ đồ mà bạn đang dùng thì mới có thể giúp bạn tìm ra vấn đề. Với mạch kích cho riêng 1 MOSFET của bạn, có khả năng đang có dao động mạnh ở mạch vòng giữa ngõ ra của mạch kích và gate-source của MOSFET, vì bạn không có điện trở kích.

Tôi có 2 gợi ý cho bạn:
- Dùng một điện áp khoảng 10V để kích cho một IRFP250 đóng hẳn, tạo dòng khoảng 10A đi qua MOSFET, đo áp rơi Vds sẽ tính được tổn hao công suất do Rdson
- Thử tìm nhiệt trở của heat sink đang nối vào MOSFET, từ đó có thể tính được độ tăng nhiệt giữa vỏ MOSFET và môi trường khi có 10 W công suất đang bị tiêu tán trên MOSFET. Cộng độ tăng nhiệt đó với nhiệt độ môi trường sẽ có nhiệt độ tại vỏ của MOSFET. Xem thử có khác nhiều với nhiệt độ mà bạn đang cho là nóng ở vỏ MOSFET.

Thân,