Question:
Le MOSFET piloté par PWM chauffe
user163609
2018-01-24 20:30:08 UTC
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J'ai conçu un variateur PWM basé sur MCU pour les bandes LED.

Mon circuit fonctionne bien mais il y a un problème: le MOSFET est chaud de façon inattendue (c'est-à-dire 65 ° C).J'ai donc mesuré la tension de drain à l'aide d'un oscilloscope et j'ai vu que la tension de drain était d'environ 0,130 V (comme prévu) lorsque le MOSFET est allumé, mais qu'elle est de 9 V - elle devrait être de 16 V - lorsque le MOSFET est éteint.Donc je ne suis pas sûr mais je pense que cela fait chauffer le MOSFET.

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Où est ma faute?Comment puis-je résoudre ce problème?

EDIT: Voici la forme d'onde de V DS :

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"J'ai donc mesuré la tension de drain à l'aide d'un oscilloscope" aucune image, cela ne s'est pas produit
On dirait que Q1 ne s’active pas complètement.Quelle est la tension aux bornes de R6 Pour commencer, essayez de retirer Q1 et R5, puis reliez par câble le socle Q1 au pavé R5 qui va vers R6.Puis regardez à nouveau les tensions FET.
J'ajouterais également une diode flyback à celle-ci ... C'est probablement une bonne inductance avec 20 de ces chaînes de LED en parallèle.
À quel courant ces 20 chaînes fonctionnent-elles?Quelle sorte de dissipation thermique avez-vous mis sur le FET?
Dirigez-vous définitivement le circuit avec 500 Hz PWM, pas beaucoup de kHz?
Vous devez vous réunir avec ce gars et combiner vos étapes de pilote ... https://electronics.stackexchange.com/questions/351842/transistor-push-pull-stage-to-drive-mosfet#351842
Vérifiez le circuit réel par rapport à votre schéma de circuit - R4-R6 sur la carte est-il le même que celui déclaré sur le circuit?Peut-être que R5 réellement installé est 1,6K, et non 16R?
"mais c'est 9V - ça devrait être 16V" - non, ça ne devrait pas.L'entrée de votre oscilloscope a une résistance qui tire le courant à travers les LED vers la terre, et le FET a un courant de fuite lorsqu'il est éteint.Certaines LED blanches de 5 mm que j'ai testées avaient une chute de tension de 2,2 V chacune à 0,25 uA.20 parallèles x 3 en série chuteraient 6,6V à 5uA.L'AOD444 a un courant de fuite maximal de 5 uA à 55 ° C.Une entrée d'oscilloscope de 1 Meg consomme 9uA à 9V.
Avec trois LED et une résistance de 10 ohms, vous mettez quelque chose de l'ordre d'un demi-ampli à travers chaque chaîne, et 20 chaînes en parallèle mettront 10 ampères à travers le MOSFET.C'est 1,3 W de dissipation - avez-vous un dissipateur thermique dessus?
@DaveTweed difficile de dire que c'est sûr .. à 0.13V @ 50mR c'est seulement ~ 0.3W ... encore .. ça va être chaud.Il nous manque quelques chiffres ici .. mais la hausse de 40 ° C ne semble pas déraisonnable.
Wooz, pourquoi n'avez-vous répondu à aucun de ces commentaires ou réponses?Aussi, pourquoi ne pas mettre quelque chose autour de \ $ 10 \: \ text {k} \ Omega \ $ à \ $ 47 \: \ text {k} \ Omega \ $ du drain à (+) de votre rail d'alimentation et mesurer à nouveau pour voir sique \ $ 9 \: \ text {V} \ $ mesure persiste?
@jonk qui semble être la façon dont ces jours-ci ... posez une question ... revenez demain et voyez s'il y a une réponse ... C'est une chose millénaire .... des communications textuelles ....
@Trevor_G: Il est étrange que vous considériez * ne pas * être constamment en ligne et vous attendre à une réponse immédiate à une question comme "une chose millénaire".Je me souviens encore du moment où publier une question sur un forum public impliquait d'envoyer une lettre physique à un éditeur et d'attendre de voir s'ils l'imprimeraient.Et puis en attendant de voir si quelqu'un répondrait.Et d'après votre profil, vous êtes plus âgé que moi.
@IlmariKaronen Je ne fais que rationaliser, et oui je me souviens aussi de ces jours.
Quel est le rapport cyclique (%) du signal PWM?
@IlmariKaronen Différentes situations, complètement.J'utilisais UUCP sur POTS avant l'arrivée d'UUNET et j'ai été l'un des premiers à passer à UUNET quand il est arrivé vers 1987. J'ai également été l'un des premiers à adopter le NNTP.Je me souviens donc très bien des jours où l'on pouvait attendre des jours ou des semaines.Mais les questions de ce site sont "obsolètes" au moment où une journée est passée et un questionneur devrait rester pendant au moins 30 minutes, je pense, pour aider à élaborer un peu sur la question, si nécessaire.C'est de la courtoisie de base et démontre un souci du temps des autres que vous espérez aider.Des situations si différentes.
Zoomez. Quelle est la durée de la chute?Indiquez également le temps de montée.
@Trevor_G J'ai téléchargé des images d'oscilloscope.
Merci @TonyM pour l'intérêt J'ai essayé votre suggestion mais rien n'a changé.Oui, je conduis 500Hz 50% de cycle de service PWM.
@BruceAbbott Oui, c'est tout à fait raisonnable.
@wooz Affiche également la tension de grille.
@IlmariKaronen Merci pour votre réflexion.Il y a environ 8 heures de décalage horaire entre ici et aux États-Unis. Nous, les humains, avons besoin de dormir. :)
@wooz comme je le soupçonnais, vous avez besoin d'une diode fly-back pour vous débarrasser de ces pointes quand elle s'éteint.
Suite: Il semble également que certaines sonneries s'éteignent également.
Deux réponses:
Andy aka
2018-01-24 23:09:57 UTC
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Le 9 volts est un hareng rouge.0,13 volts à travers un FET de résistance à l'état passant de 0,05 ohms est une puissance de 340 mW et cela générera de la chaleur.La jonction à la résistance thermique ambiante est typiquement de 50 K / W, donc sans dissipateur thermique et à une température ambiante locale de 30 ° C, la température augmentera à 30 ° C + 0,34 W * 50 K / W = 47 ° C puisTenez compte du fait que l'élévation de température peut localement augmenter la température ambiante de 20 degrés supplémentaires et vous êtes à 67 ° C.Pas vraiment un problème.

Il provient du courant de fuite du MOSFET.Ce courant de fuite provoque une chute d'environ 2 volts sur chaque LED.Et oui, les chiffres ne mentent pas;40 ° C d'échauffement est très logique selon les calculs.
Trevor_G
2018-01-24 22:22:58 UTC
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En fait 65C, une montée de 40C n'est pas vraiment hors de question avec ce circuit.

En supposant que vos chiffres sont exacts, un \ $ 50m \ Omega \ $ sur la résistance avec 0,13V soit déjà 1 / 3W.À 60C / W, c'est une augmentation de 20C s'il est allumé tout le temps.

Ajoutez les pertes de commutation et autres erreurs, il n'en faut pas beaucoup pour atteindre 2 / 3W.Améliorer le temps de désactivation aiderait un peu.

Comme Bruce Abbott l'a mentionné dans les commentaires, la 9V peut être un " hareng rouge" ici.

De plus, comme je l'ai mentionné dans un commentaire, j'ajouterais également une diode de retour à ce circuit ... C'est probablement un bon coup d'inductance avec 20 de ces chaînes de LED en parallèle.

Votre argument sur l'inductance élevée due à des chaînes de LED parallèles sonne mal.Les inductances en parallèle sont comme des résistances en parallèle.L'inductance totale est de L / 20 et non de 20 * L.
@DaveP oui en effet, je voulais juste dire qu'il semble avoir beaucoup de câblage.Les diodes sont bon marché.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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