Protected MOSFET на россыпи

[Yuri222]

serg28serg, таки Ваше

нагрузка удаленная , и может быть разная - от входа частотника управления по частоте (30КГц) , до электромагнитного клапана с низкочастотной коммутацией (2 Гц например)

у меня однозначно - этим ключом подается питание на частотник (со своим кондером на входе).
Или Вы имели в виду 30 кГц этим ключом ШИМить? Так там же по 40 мксек вкл/выкл - даже десяток кГц для него замного, килогерц максимум.
Далее - про инд нагрузку.
Схемку ее можно? Откуда там минус 25В и зачем минус 20 на затвор?
При ваших околопредельных для этого корпуса токах (по температуре и отсутствию охлаждения) - имхо использовать возможности по контролю тока в индуктивности при околопредельной температуре - чревать тем - что у Вас и происходит -

VNQ600 горят

если большая (более 100мГн) индуктивность запитана большим током, то при её коммутации даже дискретный мосфет не сможет проглотить накопленную энергию. Решение - снаббер

вот-вот. Или трансил.

И еще - как понимаю, Вам без разницы - верхний ключ или нижницй (т.е. коммутировать шину питания или земли) - тогда имхо накачка заряда излишняя, достаточно полевика снизу N-канального.

Ну и - собрали бы в кучу техническую спецификацию - что нужно, а то каждый догадывается в свою меру...

Таки бы четкую и в одном месте спецификацию требуемого…
Напряжение, ток, пиковый ток, число каналов, гальваническая развязка каналов, температура окружения, тепловое сопротивление теплоотвода, потолок стоимости,…

к этому - тип нагрузки, частота переключения.
Я уже понимаю, что идет разрыв во взаимопонимании между Вами и участниками топика.

UPD

к NCV8401,

хм, ошибочка в Вашей схеме его включения, ибо -

NCV8401A, NCV8401B Self-Protected Low Side Driver

serg28serg, у Вас что - источник питания 24В только для пинания удаленного потребителя энергии, земля не обязательно привязана к GND цепи управления?
А - смысл?
Ну даже так - параллельно индуктивности RL (да даже длинным проводам, ведущим к нагрузке заметной индуктивности) - поставить любой диод - если, конечно, нет ограничения по времени спада тока в индуктивности. Если нужно ток остановить как можно быстрее - тогда трансил с напряжением гарантированно большим питания 24В, но меньшим макс. допустимого напряжения ключа при макс его температуре.
Чтобы энергию индуктивности забирал не ключ, который и так в достаточно некомфортных условиях.

[serg28serg]

Да. Но не будет 3,5А@30кГц@индуктивность.

30КГц надо для управления частотником , например частота 30КГц - это 100% оборотов частотника , и так далее
выход универсален - хоть индуктивность 3,5А, хоть вход частотника 30КГц 10мА

Ну значит там что-то другое (с). Шоттки на шины стоят ведь?

конечно , какие то пики видимо прожигали, редко но было

Это как? -20 на затвор p-канального верхнего ключа, чтоб он не пробился?
Сапрессоры для этого предназначены если шо.

это для того что бы канал MOSFET сам поглощал импульс , как и сделано в VNQ600 например - кинут стабилитрон с стока на затвор , который открывает MOSFET при завышении допустимой разницы потенциалов на закрытом канале. Что бы не ставить такой стабилитрон - можно транзистор открыть когда р-ца потенциал достигнет те же 50В
то есть от шинки +24 в минус 24 на выбросе от индуктивности (индуктивность на ноль иногда шунтировать нельзя диодом, бывает и такое)

Как я уже писал, если большая (более 100мГн) индуктивность запитана большим током, то при её коммутации даже дискретный мосфет не сможет проглотить накопленную энергию. Решение - снаббер.

например на индуктивности к которой приложено 24V@1A а затем разрываю цепь (индуктивность не известна) - TVS диод 12В габарита SMC уже не справляется, VNQ600 тоже без внешних гасилок не справляется , а вот ncv8401 (TO252) - уже поглощает нормуль, но не проверял на индуктивности 24V@3,5A, такая только на объекте , под рукой нет.
наружно ни кто ни чего не хочет вешать - только то что на плате размещу, на это и стоит надеяться.

у меня однозначно - этим ключом подается питание на частотник (со своим кондером на входе).
Или Вы имели в виду 30 кГц этим ключом ШИМить? Так там же по 40 мксек вкл/выкл - даже десяток кГц для него замного, килогерц максимум.
.

не ШИМ , только частота до 30 Кгц (близко к меандру насколько возможно)
а почему замного для простого MOSFET ? если под 30КГц нагрузка 10-40мА , то есть греться то нечему.

Схемку ее можно? Откуда там минус 25В и зачем минус 20 на затвор?
При ваших околопредельных для этого корпуса токах (по температуре и отсутствию охлаждения) - имхо использовать возможности по контролю тока в индуктивности при околопредельной температуре - чревать тем - что у Вас и происходит -

ну а как вы предлагаете сделать схему как в NCV8401 , в нем поглощает энергию индуктивности сам канал NCV8401 за счет открытия стабилитрона между затвором и стоком, а как избавится от стабилитрона , если он мешает на более высоких частотах чем допускает NCV8401 , вот диод и ставится с нужного источника : GND + 24В питания - 50В допустимого U приложенного к каналу + 5В на открытый MOS - = -21В
при такой частоте ток минимальный конечно как я уж выше в посте описал. - нагрева нет.

И еще - как понимаю, Вам без разницы - верхний ключ или нижницй (т.е. коммутировать шину питания или земли) - тогда имхо накачка заряда излишняя, достаточно полевика снизу N-канального.
.

нагрузка индуктивная - жестко сцеплена с землей одним концом, поэтому выход только что называют PNP, то есть коммутация плюса.

Ну и - собрали бы в кучу техническую спецификацию - что нужно, а то каждый догадывается в свою меру...

к этому - тип нагрузки, частота переключения.
Я уже понимаю, что идет разрыв во взаимопонимании между Вами и участниками топика.

ну попробую собрать по тем вопросам что здесь звучали
1. коммутация нагрузки от 24В@10мA 30КHz до 24В@3,5A 1Hz (высокая частота - только слаботочная нагрузка)
2. Коммутация PNP , то есть плюсовой шины
3. Защита от КЗ и перегрева элемента коммутации
4. внешних компонентов защиты быть не должно , все нужное в пределах PCB
5. Ни каких компонентов с "головой" США/Европа, то есть что гарантированно будет в Китае , на случай если Запад и Китай пнут друг друга куда подальше.

хм, ошибочка в Вашей схеме его включения, ибо -
serg28serg, у Вас что - источник питания 24В только для пинания удаленного потребителя энергии, земля не обязательно привязана к GND цепи управления?
А - смысл?.

так это уж так пром оборудование уж сделано с "совковых" времен - механику уж не переделать - станина - это одновременно и "PE" , и "N" , и "0V" от питания +24В

Ну даже так - параллельно индуктивности RL (да даже длинным проводам, ведущим к нагрузке заметной индуктивности) - поставить любой диод - если, конечно, нет ограничения по времени спада тока в индуктивности. Если нужно ток остановить как можно быстрее - тогда трансил с напряжением гарантированно большим питания 24В, но меньшим макс. допустимого напряжения ключа при макс его температуре.
Чтобы энергию индуктивности забирал не ключ, который и так в достаточно некомфортных условиях.

так и стоит , но естественно провода длинные и эту схему выжигают бывает, а иногда и диодов нельзя ставить - ток в индуктивности надо отключать резко (убирать ЭДС самоиндукции), тогда на реле приходиться переходить, а это сразу потеря защиты от КЗ и контактам реле становится не очень хорошо.

[zoog]

Или трансил.

Трансил/сапрессор откроется при выбеге напряжения за шины питания (что обычно решается фиксирующими диодами), никак не влияя на то, что при выключении транзистор находится под макс. током и напряжением одновременно.

без разницы - верхний ключ или нижницй (т.е. коммутировать шину питания или земли) - тогда имхо накачка заряда излишняя, достаточно полевика снизу N-канального.

Вход управления частотником таки заземлённый.

выход универсален - хоть индуктивность 3,5А

Нет, индуктивность будет коммутироваться очень редко, доли Гц.Просто надо проверить, что от одиночного выключения ключ не лопнет.

это для того что бы канал MOSFET сам поглощал импульс

Ток он поглощает, см. параметры лавинного пробоя.
Но ценой дикой мощности, лучше это делать внешним снаббером.

например на индуктивности к которой приложено 24V@1A а затем разрываю цепь (индуктивность не известна) - TVS диод 12В габарита SMC уже не справляется, VNQ600 тоже без внешних гасилок не справляется , а вот ncv8401 (TO252) - уже поглощает нормуль, но не проверял на индуктивности 24V@3,5A, такая только на объекте , под рукой нет.

1) измерить индуктивность, лучше - осциллографом при реальном процессе (с учётом нелинейности), без этого разговор беспредметен.
2) или же ориентироваться на максимально возможную, типа, хм, 1Гн? 5Гн? и трясти мошну. Я бысделал так: коммутируем unclamped индуктивность, поставив параллельно ей снаббер, скажем, 1Ом, 1мкФ и осциллографом или пиковым детекотором смотрим выброс. Если он заметно выше питания - увеличиваем ёмкость. Транзистор при таком раскладе отдыхает при выключении, при включении спокойно терпит пик 24В/1Ом или сколько там.
Для 1Гн и питания в 24В потребуется 20мФ. Такое даже током в 24А будет заряжаться десятки мс.
3) Как моммутировалось всё это, с нагрузки был диод на шину питания?

[Yuri222]

serg28serg, по поводу поглощения ключом энергии при коммутации индуктивности -
1. таки есть разница - моммутировать прибором в корпусе SOIC или D2PACK...
2 по поводу 30 кГц меандра - таки посмотрите в даташит внимательно SWITCHING CHARACTERISTICS. Даже если и работает это на слабой нагрузке - я бы задумался...
3. по поводу гашения энергии индуктивности проводов - кмк. расположенный прямо на плате с ключом прибор (снаббер, супрессор) и должны этому способствовать.
4, по поводу неизвестной индуктивности, которую коммутирует ключ - абсолютно согласен с ув. zoog - это как???? Заставлять ключ поглощать вообще неизвестную энергию? Которая в принципе может оказаться далеко за пределами его документированных возможностей?!
5

иногда и диодов нельзя ставить - ток в индуктивности надо отключать резко (убирать ЭДС самоиндукции), тогда на реле приходиться переходить, а это сразу потеря защиты от КЗ и контактам реле становится не очень хорошо

в этом случае - не убирать, а наоборот, оставлять ее как можно больше. Ну, с контактами - это уже Вам решать - или периодически менять релюшки, или всё же сделать грамотное решение, чтобы контактам не плохело.

zoog, по поводу снаббера - гляньте в даташите на NVC - SWITCHING CHARACTERISTICS
Время закрывания - под пару сотен микросекунд!
Slew−Rate OFF - меньше полувольта на микросекунду!
Я не рассчитывал, но - при таких временах это какой нужно снаббер прицепить, чтобы именно он отрабатывал поглощение энергии при переключении...

Как по мне - если нужно коммутировать шину питания на нагрузку - тупо поставить P- или N-канальный полевик + драйвер к нему, и трансил или снаббер.
Если надо быстрый спад тока в индуктивности - то применить более высоковольтный полевик (например, вольт на 100) - если у него малая поглощательная способность по энергии лавинного пробоя - тогда уже думать, что к нему прикрутить, исходя из параметров нагрузки и размеров платы.

Как я понимаю, 30 кГц на управление частотником - ТС коммутирует на землю вход частотника , подключенный через резистор к питанию 24В (или сколько то там можно ему подавать).

ИМХО.

Ах, да - про более высоковольтный полевик - упустил из виду, что один вывод индуктивности надежно приварен к GND. Ну, думать что-нибуль с P-канальным полевиком и допустимым напряжением между затвором и остальными его контактами...


UPD2
кстати - насчет p-канального полевика - к нему драйвер (хоть на обычном/ых мелких поламперных транзисторах - и если применить 100-вольтный (полевик) - то сток может вплоть до вольт 80 без боязни ниже уровня питающего (+24в) (те до около -60В от GND проваливаться - без опасения открывания транзистора и лишних защит затвора. А дополнительно - трансил на землю (или питание) , например, вольт на 50-60 (или до около 80). И не будет обгорелых контактов реле, а из-за повышенной эдс самоиндукции - быстрый спад тока в индуктивности.

Ну и единообразия ради - можете 30 кГц тоже через подобный канал для управления частотником (если мощного полевика не жалко).

[zoog]

Время закрывания - под пару сотен микросекунд!
Slew−Rate OFF - меньше полувольта на микросекунду!
Я не рассчитывал, но - при таких временах это какой нужно снаббер прицепить, чтобы именно он отрабатывал поглощение энергии при переключении...

Я про обычный ключ, коим ТС намеревается заменить аморальные приборы.
По характеристикам - полагаю, это время задержки сигнала, само переключение идёт сотни нс максимум, нет смысла в ключе, который при переключении рассеивает 20А*30В=600Вт в течение 0,0001с.

Как по мне - если нужно коммутировать шину питания на нагрузку - тупо поставить P- или N-канальный полевик + драйвер к нему, и трансил или снаббер.

Как это отменит жёсткое выключение индуктивности?

Если надо быстрый спад тока в индуктивности - то применить более высоковольтный полевик (например, вольт на 100) - если у него малая поглощательная способность по энергии лавинного пробоя - тогда уже думать, что к нему прикрутить, исходя из параметров нагрузки и размеров платы.

Но ТС хочет 40мОм в канале. Да и требования по скорости спада нет...

[Yuri222]

полагаю, это время задержки сигнала, само переключение идёт сотни нс максимум

slew rate в полвольта на микросекунду при активной нагрузке - ни на что не намекает?
возможно (только - возможно!) - на индуктивности будет побыстрее.

Как это отменит жёсткое выключение индуктивности?

более чем в допуске ОБР. Причем - ОБР мосфетов в диапазоне десятка микросекунд, а полевик выключится на пару порядков быстрее (при необходимости). Ну - добавить снаббер из нанофарады - просто из одной нанофарады паралельно сток-исток. + трансил для ограничения амплитуды (если, как уже писал - полевик сам не в состоянии проглотить).

Но ТС хочет 40мОм в канале. Да и требования по скорости спада нет...

ему нужно не более 40 миллиом. N-канальные на 60-100в от десятка-трех ампер стоят копейки и десяток миллиом. P-канальные - ну, почти то же, пусть 15-20 мОм.
Требования к скорости спада тока - в одном из его последних постов, где он говорил про реле.

Например - доступные p-канальные транзисторы до 40 мОм

Или более конкретно:
JMGK540P10A
100V 35A 140W 40mΩ@10V,20A P Channel TO-252-4R
Правда, около 40 мОм - на 20 амперах. На трех , возможно, будет побольше. Но - зато по полбакса за штучку...

[mike-y-k]

Yuri222, так при схожей цене есть и с меньшим RDSON…
На lcsc вполне вменяемый параметрический поиск и можно отобрать результат дополнительно по производителям
ТС так и не дал четкой спецификации, еще бы с вариантами схем применения…
Пока больше на желание одним чипом все варианты применения перекрыть, а так оно не бывает…
Особенно использование в частотнике - он и так достаточно умный, зачем ему еще какая-то внешняя коммутация?

[zoog]

slew rate в полвольта на микросекунду при активной нагрузке - ни на что не намекает?

Каюсь, недочитал( Но как такое можно организовать, там его нарочно тормозили, не иначе...

более чем в допуске ОБР. Причем - ОБР мосфетов в диапазоне десятка микросекунд, а полевик выключится на пару порядков быстрее (при необходимости).

Если там хорошая индуктивность, то она и десятки мс будет давать полную мощность на ключе. Хотя и ключ таки можно поставить с запасом...

На трех , возможно, будет побольше.

Не, там зависимость почти как от температуры, прямая.

[Yuri222]

mike-y-k, я ориентировался на около-100-вольтные мосфеты, хотя, вероятно, ТС и вольт на 60 подошли бы.
Пытался найти более именитых производителей, но во-первых - наличие нулевое, во-вторых - ценник на них указан не такой уж и адекватный.
Т.е. как понимаю - они могут их заказать при необходимости заказчику и некоторых значительных объемах.

Пока больше на желание одним чипом все варианты применения перекрыть, а так оно не бывает…

поддержу. Как вариант - мелкие платки под различные применения, впаиваются по необходимости на базовую...

Особенно использование в частотнике

как я понял - управляя частотой (ТС говорил, что 50% заполнение всегда) регулируется скорость.
Вы, вероятно, подозреваете, что имеется у тех частотников и другой способ управления? - тогда согласен, почему бы не использовать эту альтернативу.

Если там хорошая индуктивность, то она и десятки мс будет давать полную мощность на ключе

так я же и предполагаю - это будет гасить не ключ-мосфет, а дополнительный элемент.
ТС-у мелкий по размеру трансил не устраивает - горит - т.е. энергия довольно высокая со всей вероятностью. Но сколько конкретно - он не знает. Ну, тогда - что тут можно посоветовать... Тупо городить пассивный громоздкий снаббер? Или умную коммутацию - обратно сбрасывать энергию в источник питания...

[zoog]

так я же и предполагаю - это будет гасить не ключ-мосфет, а дополнительный элемент.

Имхо сначала нужно, чтоб ТС определился - 1-полярная коммутация нужна или полумост.