Courant Max sur interrupteur MOSFET

[PLMR]

Bonjour,

Je cherche à comprendre comment est calculé le courant maximum que peut supporter un interrupteur basé sur un MOSFET.

Par exemple, vous avez ici (lien) un interrupteur avec 2 MOSFET 4P04L04 en parallèle.
C'est interrupteur est donné pour un courant maximum de 16A.

Or quand on regarde la datasheet du 4P04L04, on remarque que Id est de 80A en continu. Donc avec 2 MOSFET en parallèle ça fait en théorie 160A.

Pourquoi y a t-il une si grande différence entre la datasheet du MOSFET et le courant max de l'interrupteur ? A part les pistes pas assez larges du PCB, qu'est ce qui peut limiter le courant ?

En gros comment font-il pour trouver 16A de courant max avec ces 2 MOSFET en parallèle ?

Merci,

PLMR
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[invite5637435c]

Bonjour,
Le courant maximum admissible est un courant qui ne peut être utilisé continuellement.
La résistance à l'état passant provoque une puissance qui doit pouvoir être dissipée sans que la température de la jonction n'atteigne sa température critique.
Le but n'est pas de mettre un dissipateur infini.
Pour cela il faut donc dimensionner le courant admissible selon le Rth(j/c) ou le Rth(j/a).
En impulsionnel il faudra étudier le SOA.
Au final le courant admissible est bien inférieur pour respecter des critères thermiques.

[Vincent PETIT]

Salut,
J'ai regardé la datasheet et, comme ça a vu de nez, ce genre de transistor permet de faire transiter des courants bien plus grands mais quelque chose me dit que cette valeur de 16A n'est pas du tout issue d'un calcul.

Je pense que c'est une indication à l'attention des électriciens afin qu'ils sachent où le placer.

Ok sur le circuit d'éclairage (car protégé par un fusible 10A à 16A)
Ok sur le circuit de prise confort (car protégé par un fusible 16A)
Impossible sur les prises spécialisées (car protégées par des 20A)

[bobflux]

Si tu regardes la datasheet...

Continuous drain current 1)
TC=25°C,VGS=-10V -80A
TC=100°C,VGS=-10 -80A


1)Current is limited by bondwire; with an RthJC= 1.2K/W the chip is able to carry -137A at 25°C.

Dans le cas de ce MOSFET, c'est le petit fil qui relie les broches à la puce à l'intérieur qui donne le courant max, et pas la température... mais c'est une illusion car cette spec est donnée pour un dissipateur suffisamment gros pour maintenir le dos du composant à 25°C ou 100°C suivant quelle ligne de la spec tu regardes.

Or, à 80A, si je prends la RdsON maxi pour 100°C qui sera dans les 9 mOhms, on a une dissipation de 58 Watts, c'est beaucoup, et c'est bien sûr impossible sans un dissipateur énorme et bien aéré...

Dans le cas de ton petit circuit, on a 2 MOSFETs, pour un courant total I chaque MOSFET prendra I/2 donc la puissance dissipée est 2*R (I/2)^2 = RI^2/2. On peut voir ça comme un seul MOSFET de résistance R/2 prenant un courant I, ce qui donne le même résultat : ça dissipe deux fois moins de puissance avec 2 MOSFETs qu'avec un seul.

Donc à 16A ce module va dissiper entre 0.5W et 1.2W, disons 1.5W en ajoutant la résistance des pistes. Vu sa taille, il sera déjà chaud, surtout si il est placé dans un emplacement non ventilé, donc le spécifier à 16A ne me semble pas irréaliste. Si il est dans le flux d'air d'un ventilateur, il pourra sûrement gérer un courant plus élevé en régime permanent.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sandrecarpe]

Si tu regardes la datasheet...

Continuous drain current 1)
TC=25°C,VGS=-10V -80A
TC=100°C,VGS=-10 -80A


1)Current is limited by bondwire; with an RthJC= 1.2K/W the chip is able to carry -137A at 25°C.

Dans le cas de ce MOSFET, c'est le petit fil qui relie les broches à la puce à l'intérieur qui donne le courant max, et pas la température... mais c'est une illusion car cette spec est donnée pour un dissipateur suffisamment gros pour maintenir le dos du composant à 25°C ou 100°C suivant quelle ligne de la spec tu regardes.

Or, à 80A, si je prends la RdsON maxi pour 100°C qui sera dans les 9 mOhms, on a une dissipation de 58 Watts, c'est beaucoup, et c'est bien sûr impossible sans un dissipateur énorme et bien aéré...

Dans le cas de ton petit circuit, on a 2 MOSFETs, pour un courant total I chaque MOSFET prendra I/2 donc la puissance dissipée est 2*R (I/2)^2 = RI^2/2. On peut voir ça comme un seul MOSFET de résistance R/2 prenant un courant I, ce qui donne le même résultat : ça dissipe deux fois moins de puissance avec 2 MOSFETs qu'avec un seul.

Donc à 16A ce module va dissiper entre 0.5W et 1.2W, disons 1.5W en ajoutant la résistance des pistes. Vu sa taille, il sera déjà chaud, surtout si il est placé dans un emplacement non ventilé, donc le spécifier à 16A ne me semble pas irréaliste. Si il est dans le flux d'air d'un ventilateur, il pourra sûrement gérer un courant plus élevé en régime permanent.

Attention les deux MOS sont en série et tête bêche, pas en parallèle, pour avoir un pouvoir de coupure du courant bidirectionnel

[bobflux]

Ah tabarnac, il avait dit dans le premier post que c'était en parallèle.

Si ils sont en série ça va dissiper 4x plus qu'en parallèle, donc la limite à 16A serait simplement due à ce que peut dissiper un tout petit module comme celui-ci.

[invite5637435c]

La température est toujours la limite fonctionnelle s'agissant du courant max dans un transistor.
Le fil de bounding jouera le rôle de fusible quand celui-ci sera traversé par plus de 100A.
De même la puce du transistor ne peut supporter par construction qu'un niveau d'énergie au delà duquel la puce sera détruite.

Pour faire un interrupteur efficace il vaut mieux utiliser des NMOS dont les Rds(on) aujourd'hui sont sous le mOhm.
Par contre votre montage n'intègre aucune protection notamment contre les court-circuits, la surchauffe.
Optez pour des composants dédiés comme le BTS555 ou BTS50055.

[Vincent PETIT]

J'ai regardé la datasheet et, comme ça a vu de nez, [...]

Bah la prochaine fois je ne le ferai plus ! Pourtant je sais très bien qu'il ne faut jamais regarder à vu de nez.


En effet, vous avez raison 16A c'est une limite.

En considérant un R_DS(ON) = 7,1mOhms et un courant de 16A constant, le pire des cas. On est déjà à une puissance dissipée de 1,81W. Le R_thJA nous donnant une élévation de la température de 62 degrés par Watt dissipé, le transistor va monter à 112 degrés et à ça il faut ajouter la température ambiante (arrivé à 175 degrés le transistor est mort) et vérifier l'emballement thermique car le R_DS(ON) à de telle température sera plus haut que les 7,1mOhms (j'ai pas vérifié dans quelle proportion)