Commande de lampes par transistor (CC)

[Tony78]

Bonjour,

Maintenant que la commutation est opérationnelle, j'ai besoin de précisions en ce qui concerne l'échauffement du transistor...

Pour cela, je m'appuie sur la doc suivante : http://www.irf.com/product-info/data...a/irf9540n.pdf

Au niveau du montage, je pars avec ces données :
- Vgs comprise entre 0 et -11,3V (Vce du BC337 = 0,7V)
- Isd = -10A
- Température ambiante = 25°C

Déjà, ces données sont-elles bonnes ?

D'après la doc, à Isd = -10A, on a Vds = -0,9V.
Donc dans le cas ou le transistor est passant, on a P_dissipee = 9W ?
S'il est bloqué, on a Vds = -12V, mais Isd = 0 ? D'où P_dissipee = 0W ?

En début de doc, on a "Linear Derating Factor = 0,91W/°C". Dois-je comprendre que pour 9W de puissance dissipée, on a une élévation de la température du transistor de 9,9°C ?

Merci,

Tony
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[PA5CAL]

Non.

On doit calculer la température de la jonction en fonction de la puissance dissipée, de la résistance thermique entre la jonction et l'ambiance, et la température ambiante. Il faut donc lire l'info :

Thermal Resistance
R_JA : Junction-to-Ambient : 62 °C/W

Avec 9W, en l'absence de radiateur et avec une température ambiante de 25°C, on obtiendrait une température de jonction :

T_J = T_A + PxR_JA = 25 + 9x62 = 583°C !!!!

Or, il ne faut pas dépasser T_Jmax = 175°C



Il va donc falloir envisager le montage du transistor sur un bon radiateur.

La formule à appliquer est :
T_J = T_A + Px(R_JC+R_CS+R_SA)
avec :
R_JC : Junction-to-Case : 1,1°C/W
R_CS : Case-to-Sink : 0,5°C/W (selon qualité du montage)
R_SA : Sink-to-Ambient : caractéristique principale du radiateur, qu'on souhaite déterminer
T_A : température ambiante au niveau du radiateur

On prend généralement une température ambiante bien supérieure à 25°C (il fait généralement plus chaud en été, et le radiateur n'est pas forcément bien ventilé).

On doit toujours vérifier que T_J < T_Jmax

De plus, le calcul doit tenir compte du fait qu'une partie de la puissance dissipée est produite pendant la durée des commutations, lorsque V_DS prend des valeurs élevées en présence d'un fort courant I_S (à l'ouverture du circuit sur une charge inductive, on passe par 10A x 12V = 120W !!!).

[Tony78]

Bonjour et merci pour les précisions ,

Si j'ai bien compris, je dois choisir un dissipateur dont le satisfasse l'équation suivante :


Avec :
Tj = 175°C
Ta = 25°C (J'ai bien saisi qu'il faudra choisir un Ta plus élevé)
Rjc = 1.1°C / W
Rcs = 0.5°C / W
P = 9W

Le minimum du dissipateur devrait être de 15°C / W ?

Aussi, comment prendre en compte de la puissance dissipée due aux commutation ?

Merci,

Tony

[PA5CAL]

Le minimum du dissipateur devrait être de 15°C / W ?

Oui

Aussi, comment prendre en compte de la puissance dissipée due aux commutation ?

Il faut évaluer les temps de commutation et l'allure de la courbe de la puissance instantanée (p=v_ds.i_d), notamment en tenant compte des capacités parasites des transistors et du temps de montée du signal de commande, afin de déterminer l'énergie dissipée à chaque commutation (on->off et off->on). Il ne reste plus ensuite qu'à multiplier par la fréquence.

[Tony78]

Le minimum du dissipateur devrait être de 15°C / W ?

Petite précision au niveau de la résistance Rsa : Pour 9W, 15°C/W ne serait-elle pas la Rsa maximum plutôt que minimum ?

Le sens de ce Rsa : Plus elle est basse, meilleure sera les performances du dissipateur ?

[PA5CAL]

Petite précision au niveau de la résistance Rsa : Pour 9W, 15°C/W ne serait-elle pas la Rsa maximum plutôt que minimum ?

Le sens de ce Rsa : Plus elle est basse, meilleure sera les performances du dissipateur ?

Exact. Il faut 15°C/W, ou mieux, c'est-à-dire moins.

[Tony78]

Bonjour,

J'ai testé mon montage dans son environnement de destination, avec une charge d'environ 110W (Deux lampes ~55W) en sortie de l'IRF, ainsi qu'avec un radiateur (récupéré sur une alim de PC ayant rendu l'âme il y a peu...).
Premier constat : Ca chauffe ! Le radiateur est brulant, mais ça a l'air de tenir. Pour le moment la durée des tests s'est limitée à 20 voire 25 minutes.

Je me suis aussi aperçu que les lampes éclairaient plus lorsque je court-circuitais la source et le drain du transistor. Je m'y attendais un peu, mais ne pensais pas que ce serait aussi flagrant.

Ce phénomène pourrait-il être diminué en choisissant un PMOS à Rds_on plus faible (Celle de l'IRF9540 fait 0,2 Ohms) ?
Un transistor à Rds_on inférieur chaufferait-il moins ?

Merci

[DAUDET78]

Un PMOS avec 0,2 Ohms de Rds .... tu n'as pas plus pire !!!!
Tu dois pouvoir trouver un PMOS avec 50 mOhms

[Tony78]

Merci pour ta réponse Daudet, on ne peut pas faire plus clair !

Je vais donc chercher un PMOS au Rds plus faible.

Niveau température, cela peut-il améliorer le système ?

[DAUDET78]

en 12V 110W tu as un courant de 9,2A ... soit 20W dans ton PMOS
Avec Rds=50 mOhms, tu tombes à 4,2W ........

[Tony78]

Bonsoir,

Mon projet est en veille pour l'instant : J'ai passé commande de nouveaux transistors au Rds plus faible et ces derniers ne sont toujours pas arrivés.

En attendant leur arrivée, autant aborder d'autres points sur lesquels je m'interroge :Je compte réaliser un circuit imprimé propre pour mon montage. Je me pose une question au niveau de la largeur des pistes où circuleront les courants "importants" (entre 5 et 10A).
Étant donnée la configuration du transistor (Boitier TO220 : Pins espacés de 2.54 mm), la largeur des pistes partant du transistor est limitée à environ 1,27 mm. La longueur des pistes entre le transistor et le connecteur de sortie du boitier est d'environ 1 cm.

Ce typon serait-il fonctionnel avec :
- Une plaque CI 35µm ?
- Une plaque CI 35µm avec pistes étamées au niveau des "pistes de puissance" ?
- Une plaque CI 70µm ?
- Une plaque CI 70µm avec pistes étamées au niveau des "pistes de puissance" ?

En pièce jointe, j'ai mis le typon en question. Les pistes posant problème sont coloriées en rouge.

Pour ce qui est du dissipateur, jcelui-ci me paraît plutôt bien : http://www.selectronic.fr/article.as...tier=90.9551-2
Ma question : Peut on avoir confiance en les données (Rth en pariulier) affichées par ce vendeur ?

Merci et bonne soirée,

Tony

[Tony78]

Up !

Personne pour me conseiller ?

Bonne soirée,

Tony