Hej,
Czy jest w stanie ktoś mi wytłumaczyć jak poprzez odpowiednie obliczenia dobrać tezystory do tranzystora mosfet w układzie przedstawionym na schemacie poniżej?


Dla ułatwienia obliczeń załóżmy że tranzystor to IRLML2502, sterowany z AVR częstotliwością 40kHz. AVR zasilany z 5V, a tranzystor steruje taśmą led zasilaną 12V o mocy (strzelam) 30W.

Chciałbym wiedzieć jak dobrać parametry rezystorów do częstotliwości pwm, tak, aby mosfet nie grzał się podczas ładowania i rozładowywania bramki.

Na co mam zwróć uwagę z noty katalogowej i jakie wzory wykorzystać aby ostatecznie odpowiednio dobrać rezystory?

Nie podam Ci wzorów, ale podpowiem, że R2 odpowiada za rozładowanie napięcia bramki. Czas rozładowania zależy od pojemności bramka-dren i R2. Pojemność możesz określić np miernikiem, lub spojrzeć do karty katalogowej. Stała czasowa = R*C. Przy 40kHz nawet kalkulator nie chce tego wyliczyć, bo jest taka mała.
Dodam - mosfety nie nadają się do tej częstotliwości. Ups - ale są tranzystory do wcz np BF245 o bardzo małej pojemności złącza i gate jest sterowane przez "transformator" o małej oporności wyjścia .

No ja jestem w szoku.
Toż to ta odpowiedź to jakby wykład na uniwerku.
Super. Sam tego nie wiedziałem (jakoś zawsze bałem się mosfetów).
Może przez to, że przez te dzieści lat, prawie nic o nich nie wiedziałem.
Super odpowiedź. Pozdrawiam wszystkich na forum.

_________________
http://www.avrboss.pl

@nick_czemnik bardzo dziękuję za wyczerpującą wypowiedź, mam jeszcze pytanka.

Po czym poznać, że to tranzystor logic level? Jest w nocie parametr Vgs(th), który ma wartość 0.4-1.2V, czy to jest uznawane za logic level? I czy to prawda, że najlepiej mieć dużo wyższe napięcie dla pewnego otwarcia mosfeta np. 4-5V?

Mam jeszcze pytanie do poniższego cytatu:



Dla mosfeta bedzie lepiej go nie dawać, ale czy te piki prądu nie uszkodzą pinu w mikrokontrolerze?

I jeszcze jedno bo teraz nie jestem pewny bo gdzieś już słyszałem, że od R2 zależy szybkość rozładowywania bramki, ale być może że nie było mowy o sterowaniu mosfetem z mikrokontrolera.

Nie można pominąć R1 ze względu na R2. Przy małym R2 doszłoby do zwarcia pinu mc do GND.
Sterowanie mosfetów czy większością tranzystorów przy częstotliwościowym sterowaniu jest złożone.
Do sterowania stosuje się "transformatory"(filtry). Dla wysokich częstotliwości stanowi wysoką impedancję, a dla bramki(drenu) niską rezystancję. A niech to Rudolf wyjaśni - jest pomocny!

A w przypadku sporadycznego włączania tego trazystora? Także pin mikrokontrolera jest bezpieczny? Rozumiem, że tylko przy zboczu pojawia się ten pik prądu?

Sorki, że tak dopytuję, ale widziałem kilka wątków na różnych forach o mosfetach, że się przegrzewają. Dlatego mam obawy przed użyciem tego tranzystora.

Ja się nie obrażam. Chodziło mi tylko o dopasowanie wejście/wyjście dwójnika.

Prędkość przełączania tranzystora w znaczym stopniu zależy od materiału półprzewodnikowego, z którego został wykonany dany tranzystor. Nowoczesne tranzystory oparte na GaN (azotku galu) i SiC (węgliku krzemu) posiadają przerwę energetyczną odpowiednio 3,4 eV i 3,3 eV. W porównaniu do Si (krzemu), gdzie parametr ten wynosi 1,12 eV, nowoczesne tranzystory zapweniają wyższe napięcie robocze oraz częstotliwość przełączania. W tym przypadku ruchlowść elektronów ma ogromne znaczenie.

nick_czemnik już to wytłumaczył, ale dorzucę coś od siebie. MOSFET z kanałem typu N (logic level).
Przy przepływie prądu ok. 2A grzał się tak, że trudno go było dotknąć. Powód? Podłączyłem między zasilanie a obciążenie (tak, jak powinno się tranzystor z kanałem P). Przez to nie było odpowiedniego napięcia Vgs, tranzystor nie był do końca otwarty i się grzał. Sterowanie było on/off, nie PWM.
Wniosek: MOSFETy jako klucze sprawdzają się dużo lepiej niż tranzystory bipolarne, ale muszą być odpowiednio podłączone.

Tak szczerze powiedzieć to ten dwójnik pomiędzy mc i mosfetem jest niepotrzebny.

Dodam, Że Rudolf był sługą Mikołaja -dzięki Ci za współpracę w wyjaśnieniu problemu.

Dziękuję Wam bardzo za wyjaśnienie problemu, nad którym myślałem już kilka dni. Szczególnie Tobie nick_czemnik za konkretne i wyczerpujące wypowiedzi.
Wiele mi się wyjaśniło.