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Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère



  1. #1
    Koooks

    Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère


    ------

    Bonjour à tous !

    Voilà je viens de m'inscrire sur ce forum afin de demander un peu d'aide pour un calcul électronique.
    En lisant un peu les règles, je ne savais pas trop si je devais poster ce message dans le forum Électronique ou Physique. Je le déplacerai si nécessaire.

    Voilà un peu le topo : Depuis un peu plus d'un an, je suis passionné d'informatique. Depuis, je lis souvent l'actualité Hardware et j'ai décidé d'en apprendre plus sur le fonctionnement d'un ordinateur et les composants.
    Au début, j'ai essayé juste de comprendre le fonctionnement général et simplifié mais depuis peu j'essaye d'apprendre de façon plus précise et complexe comment chaque composant fonctionne.

    En ce moment, j'étudie les cartes mères.

    Je suis tombé sur cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=3BYAdyO9nZo&t=846s où Buildzoid étudie une carte mère et procède à la fin aux calculs permettant de connaître la puissance dissipée des MOSFET.
    Je trouve ceci vachement passionnant et je me suis dit que j'allais essayé de refaire les calculs. J'ai donc trouvé quelques PDF sur Internet expliquant le fonctionnement des étages d'alimentation d'une carte mère et plus précisément le fonctionnement et les propriétés des MOSFET.

    Je suis allé voir la fiche de caractéristiques des MOSFET (High side : http://www.unikc.com.cn/UploadFile/p...0_20140220.pdf et Low Side : https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/NI...BA_C133609.pdf).

    J'ai commencé à effectuer mes calculs en calculant 2 valeurs : (Buildzoid explique dans une autre vidéo que ce sont ces deux valeurs qu'il calcule).

    -La perte de conduction : (I² x R x Vo/Vin pour le High Side et I² x R x (1-Vo/Vin) pour le Low Side)
    -La perte de commutation : (0,5 x Vin x I x (Tr+Tf x F)

    Problème je ne trouve pas exactement la même chose. J'ai essayé de bidouiller quelques valeurs mais rien n'y fait je ne trouve pas pareil.

    En fait je pense que mon problème vient de la valeur que je donne au courant. Dans sa vidéo, Buildzoid explique calculer en fonction de I = 75A ou 100A etc...
    Ma question est : est-ce que dans la formule, I = 75 ou bien I = 75 divisé par le nombre de phases ou de transistors présent sur l'étage d'alimentation ?

    J'avais fait un tableur Excel en rentrant les formules pour bidouiller plus facilement. Si quelqu'un le souhaite je pourrais transférer ce tableur.


    Après quelques heures, j'avoue sécher un peu et ne pas comprendre mes écarts.

    C'est pour cela que je viens sur ce Forum où j'espère trouver quelqu'un de bien plus fort que moi niveau électronique afin de pouvoir m'aider.


    Merci d'avance à tous ceux qui prendront le temps de lire mon message et de m'aider !

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    invite03481543

    Re : Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère

    Bonjour,

    le courant I doit être caractérisé, il s'agit d'un courant RMS et dépend donc de la topologie adoptée.

    -La perte de commutation : (0,5 x Vin x I x (Tr+Tf x F)
    Attention à la parenthèse ici mal placée, il faut écrire:
    0,5 x Vin x I x (Tr+Tf) x F

  4. #3
    invite03481543

    Re : Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère

    Il faut tenir compte également de la perte introduite par le temps mort indispensable s'il s'agit bien d'un pont en H ou un demi-pont, pour éviter une conduction simultanée:

    Pdt=Vd*I(rms)*(tdr+tdf)*F

    Et aussi des pertes liées à la charge des grilles des MOS, low side et high side:

    Pg=(QgH+QgL)*Vgs*F

  5. #4
    Koooks

    Re : Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère

    Bonjour,
    Tout d'abord merci beaucoup pour votre aide et vos indications.

    Concernant la formule de la perte de commutation, j'ai bien fait attention à la parenthèse dans mon calcul. J'ai juste mal recopié en tapant mon message.

    Pour le courant, j'ai vu que I(rms) = Id(on) x √D. Dans les datasheet des MOSFETs j'ai plusieurs valeurs de Id (le maximum qui est de 50A pour les High Side MOSFET, 31,5 ou 50 suivant la valeur de Tc et finalement 13A). Comment savoir quelle valeur prendre ? Dans mes calculs, j'avais pris des valeurs en fonction de Vgs = 10V, du coup le plus logique me semble de prendre Id = 13A ?
    De plus, dans sa vidéo le Youtuber effectue des calculs pour différentes valeurs de courant suivant les besoins du CPU.Si je prends tout le temps 13A par exemple, ça ne marchera pas ?

    Enfin, sur la carte mère il y a 2 HS MOSFET par phase. Je dois donc multiplier mes résultats par 6 afin de trouver la perte total des HS MOSFET des VRM de la carte mère ? Idem pour les LS MOSFET ?

    Merci d'avance pour votre aide !

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    invite03481543

    Re : Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère

    Attention, la valeur max donnée dans la datasheet n'est pas une valeur exploitable.
    Il faut utiliser le courant qui passe réellement dans le transistor, pour cela il faut avoir une sonde de courant pour visualiser son allure réelle ou la déduire théoriquement.
    Il faut vous rapprocher de la courbe de SOA pour bien définir la puissance acceptable par le MOS.
    Lors des transitions entre courant et tension (les 2 se croisent un court instant) la puce du MOS va dissiper une puissance qui peut être non négligeable.
    Cette note d'application vous expliquera son principe.
    https://www.infineon.com/dgdl/Infine...3e3646e9381200

  8. #6
    Koooks

    Re : Problème calcul de la puissance dissipée des MOSFET sur une carte mère

    Merci beaucoup pour cette note d'application. Je vais la lire correctement et remettre tout à plat. Je pense que je me suis lancé trop rapidement dans des calculs alors que je n'avais pas compris complètement le processus de fonctionnement.

    Encore merci pour votre aide et votre patience !

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