modélisation et simulation thermique des Mosfets

[YAAAASQ]

Bonjour,

Je suis étudiante et je travaille actuellement sur une simulation d'un convertisseur élévateur 12V/48V sur Ltspice.
à cet égard je suis censé de modéliser le comportement des Mosfets utilisés thermiquement à partir de la puissance dissipé relevée par la simulation et les éléments de la datasheet(résistance junction-case, case-ambient) c'est à dire faire un circuit à partir de laquelle on peut savoir la variation des température case et junction en fonction des pertes du mos et ses résistances thermiques et il y a mêmes des capacités d'après ce que j'ai vu mais je ne sais pas comment déterminer leurs valeurs à partir du datasheet.

Est ce que quelqu'un sait déjà les éléments et leurs positionnement dans ce type de circuit et comment relevé les éléments nécessaires à partir du datasheet?

Merci d'avance,
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[Antoane]

Bonjour,

C'est tout un cours de thermique pour l'électronique de puissance que tu demandes... c'est au moins 1-2h de lecture.
Tu peux demander à google de te parler de "thermal model power electronics" et "Foster and Cauer thermal models", et enfin "Thermal-electrical analogy" (eg https://fr.wikiversity.org/wiki/Cond...C3%A9lectrique).

A partir du modèle thermique du composant et de celle du radiateur, tu peux créer le modèle thermique complet et le simulersous LTSpice. Certains modèles de MOSFET intègrent le moèle thermique du composant lui-même. Voir par exemple, pour commencer : https://www.youtube.com/watch?v=5CcDjbdaAM8

A partir de la figure Zth(t), eg en bas de page 5 de https://www.infineon.com/dgdl/irf540...5355e39f0d19a1, tu peux extraire le modèle Foster du transistor lui-même... en gros un RC avec R ~ 1.15 K/W (cf la première ligne de la table Thermal resistance en page 1) et R*C ~ 3ms

[YAAAASQ]

D'accord merci beaucoup.

[YAAAASQ]

Donc pour ce Mosfet j'ai mis cela comme modélisation thermique et j'ai voulu séparer la jonction et la case et l'ambient mais je ne savais pas quoi faire comme valeur pour R1 et C1.
nklh.PNG
thermiquement.PNG

[A voir en vidéo sur Futura]

[Black Jack 2]

Bonjour,

Si on veut faire quelque chose de sérieux, pour calculer la puissance dissipée, il faut tenir compte que la "ON résistance" varie avec la température de la jonction.
On ne peut pas négliger cet effet, car pour la majorité des Mosfets, la "ON résistance" varie quasi d'un facteur 2 entre une Tj de 25°C et la Tjmax (qui est souvent 150 °C ou 175 °C)

Voila quelques caractéristiques indispensables à prendre en compte pour par exemple un NVB5860NL

https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/ntb5860nl-d.pdf

NVB5860NL
N-Channel Power MOSFET
60 V, 220 A, 3.0 mohm

Junction−to−Case (Drain) Steady State RthJC 0.53 °C/W
Junction−to−Ambient − Steady State (Note 1) RthJA 28 °C/W

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TJ = 25°C Unless otherwise specified)
Drain−to−Source On−Resistance R DS(on)
VGS = 10 V, ID = 20 A 2.4 3.0 mohm
VGS = 4.5 V, ID = 20 A 2.8 3.6 mohm

[Antoane]

Pour M4, le modèle pourrait être :

- B1 est une source de courant délivrant un courant égal à la puissance dissipée dans le MOSFET (avec un gain de 1 A/W).
- C12 et R16 modélisent la thermique du composant, ils sont à extraire à partir de la datasheet du composant
- C1 et R17 modélisent le radiateur, ils sont à extraire de la datasheet de celui-ci, et non de celle du mosfet. (il serait possible d'utiliser un modèle plus ocmplexe, utilisant plus de circuits RC chainés).

Avec ce modèle la tension aux bornes de B1 donne la température du transistor (avec un gain de 1 K/V)
Le modèle n'est cependant pas couplé et la température du transistor dans la simulation électrique reste celle par défault -- c'est ce quexplique Black Jack 2.
Cela peut se solutionner avec un modèle de MOSFET plus complexe, qui doit être fourni par le fondeur.

[YAAAASQ]

D'accord merci beaucoup pour votre retour.