Dudas datasheet driver y mosfet

[jipc]

Hola! He estado buscando información pero termino de aclararme. Necesito hacer una estimación de lo que me van a consumir tanto el driver DEIC515 cuyo datasheet es http://ixapps.ixys.com/DataSheet/deic515.pdf y también el NMOS http://ixapps.ixys.com/Datasheet/de375_102n12a.pdf.

En la imagen se ve la aplicación que voy a darle, aunque en lugar de donde pone 15 V, habrá 12 V. Los 1000 V me vienen de un elevador dc-dc que no da más de 1.5 W, por lo que la corriente Ids del mosfet será de unos 1.5mA si no me equivoco.

(uso estos componentes de potencia porque tienen un tiempo de conmutación muy pequeño, que es lo que busco)

Con todo esto, no consigo aclararme de cuánto consumirá cada componente y qué parametros son los que tengo que tener en cuenta de sus datasheet. Espero que me puedan ayudar.

Muchas gracias. ...

 

[sergiot]

Perdón por si no corresponde, pero, que es lo que hace el driver?? o que es lo que activa o mueve?? no lo veo en el circuito o miré mal.

 

[jipc]

Perdón por si no corresponde, pero, que es lo que hace el driver?? o que es lo que activa o mueve?? no lo veo en el circuito o miré mal.

No te preocupes. Antes del driver viene la salida de un biestable, que iría conectado a la gate del mosfet.
Necesito que conmute lo más rapido posible, por eso uso ese modelo ya que tiene retardos de sólo 4 ns. Pero para que esto ocurra, hay que descargar las capacidades de la gate (físicamente se descarga, pero por la norma del sentido de la corriente se suele decir que se carga) y ahí es cuando entra el driver, aumentado la corriente que viene del biestable anterior. Cuanto mayor es intensidad, más rápido se carga y descarga un condensador como sabes, así de simple.

Añado otra pregunta la inicial:

Quiero simularlo en PSPICE, pero no vienen las configuraciones del Driver... Alguna idea para conseguirlo?

 

[sergiot]

A ver si entendí, los driver tienen la función de descargar los capacitores??

 

[Nuyel]

A ver si entendí, los driver tienen la función de descargar los capacitores??

No, el driver es para alimentar la corriente de transitorio en la capacitancia parasita del gate que tiene todo MOSFET.

Respecto al consumo, te refieres a la corrientes del driver?
Eso depende de la capacitancia parasita del MOSDET, La resistencia interna del driver y la frecuencia de conmutación (para el valor RMS).

 

[jipc]

No, el driver es para alimentar la corriente de transitorio en la capacitancia parasita del gate que tiene todo MOSFET.

Respecto al consumo, te refieres a la corrientes del driver?
Eso depende de la capacitancia parasita del MOSDET, La resistencia interna del driver y la frecuencia de conmutación (para el valor RMS).

Sí, a la potencia que consume el driver y el mosfet, pero no la que disipan, sino el total de potencia que les va a hacer falta que le suministre la fuente.

A partir de esos parámetros qué cálculos tendría que hacer?

Gracias

 

[ruben90]

Recuerda que el mosfet de potencia tiene un limite para conmutar, en tu caso el modelo que usas tiene un limite de 50MHz (no es lo recomendado).
Ahora, debes calcular la capacitancia correspondiente a tu VDS cuando VGS = 0 (seguna la hoja de datos).
Despues con ayuda de una formula:

Ig = [[(Ciss-Crss)*Vgs]+[Crss*(Vgs+Vds)]]/ton

calcular la corriente necesaria (aproximada) para cargar la capacitancia parasita. Para descargarla basta con poner a tierra el gate.

 

[jipc]

Recuerda que el mosfet de potencia tiene un limite para conmutar, en tu caso el modelo que usas tiene un limite de 50MHz (no es lo recomendado).
Ahora, debes calcular la capacitancia correspondiente a tu VDS cuando VGS = 0 (seguna la hoja de datos).
Despues con ayuda de una formula:

Ig = [[(Ciss-Crss)*Vgs]+[Crss*(Vgs+Vds)]]/ton

calcular la corriente necesaria (aproximada) para cargar la capacitancia parasita. Para descargarla basta con poner a tierra el gate.

La conmutación va a ser a mucha menor frecuencia de 50 MHz, pero gracias por avisar.

Respecto a lo segundo, entiendo que los valores que tengo que usar en la fórmula son los que he señalado en amarillo:

y obtengo la Igate que es la que me va a decir la potencia que consume el driver junto con la Vgs de 15 V que se ve en la imagen, Pdriver = Igate * Vgs.

Si es así te agradecería que me lo confirmes. Ahora me doy cuenta que es aplicar la fórmula de I = C*dV/dt.

Y ahora bien, para calcular la potencia consumida por el mosfet, tendré que tener el cuenta la frecuencia de conmutación, la Vds ->(Ids*Rds(on) ) y de nuevo la Ids. Se que para la disipada se usa Pd = Ids ^2 * Rds(on) , pero qué hago con la frecuencia?
¿Dónde la incluyo?

 

[hazard_1998]

estimado Jipc, si bien en principio las deducciones de la potencia disipada por conduccion en el mosfet son correctas, debés sumarle a ella las perdidas por conmutacion, como bien decis. para ello deberias calcular el tiempo de transicion en el encendido y en el apagado del mosfet, tomando para ello la carga electrica suministrada y absorbida por el driver en coulomb, sabiendo cuanto tiempo tendras de transicion de estado, podras estimar las perdidas del transistor durante la conmutacion debido a la transicion por la zona lineal, de la siguiente forma Vds(off) x Ids(on) x Tr x Fo≈Pd(sw) donde Vds es la tension entre drain y source cuando el transistor no conduce, Ids es la corriente de drain cuando esté conduciendo, Tr es el RiseTime y el FallTime en el encendido y apagado (suponiendo que son los mismos) y Fo la cantidad de veces que conmutas al transistor, a ello deberás agregar las perdidas por la conmutacion de la capacidad drain-source, estimandola en ½ x Cds x Vds(off)² x Fo, donde Cds es la capacidad drain-source, Vds es la tension aplicada entre drain y source cuando está abierto el transistor (capacidad drain-source cargada a Vds) y Fo la frecuencia de conmutacion.

 

[jipc]

estimado Jipc, si bien en principio las deducciones de la potencia disipada por conduccion en el mosfet son correctas, debés sumarle a ella las perdidas por conmutacion, como bien decis. para ello deberias calcular el tiempo de transicion en el encendido y en el apagado del mosfet, tomando para ello la carga electrica suministrada y absorbida por el driver en coulomb, sabiendo cuanto tiempo tendras de transicion de estado, podras estimar las perdidas del transistor durante la conmutacion debido a la transicion por la zona lineal, de la siguiente forma Vds(off) x Ids(on) x Tr x Fo≈Pd(sw) donde Vds es la tension entre drain y source cuando el transistor no conduce, Ids es la corriente de drain cuando esté conduciendo, Tr es el RiseTime y el FallTime en el encendido y apagado (suponiendo que son los mismos) y Fo la cantidad de veces que conmutas al transistor, a ello deberás agregar las perdidas por la conmutacion de la capacidad drain-source, estimandola en ½ x Cds x Vds(off)² x Fo, donde Cds es la capacidad drain-source, Vds es la tension aplicada entre drain y source cuando está abierto el transistor (capacidad drain-source cargada a Vds) y Fo la frecuencia de conmutacion.

Muchas gracias! Ya con esto tengo más que suficiente.

 

[jipc]

Recuerda que el mosfet de potencia tiene un limite para conmutar, en tu caso el modelo que usas tiene un limite de 50MHz (no es lo recomendado).
Ahora, debes calcular la capacitancia correspondiente a tu VDS cuando VGS = 0 (seguna la hoja de datos).
Despues con ayuda de una formula:

Ig = [[(Ciss-Crss)*Vgs]+[Crss*(Vgs+Vds)]]/ton

calcular la corriente necesaria (aproximada) para cargar la capacitancia parasita. Para descargarla basta con poner a tierra el gate.

Hola, te cito de nuevo ya que no me cuadran los resultados con la fórmula pusiste en tu anterior mensaje. Con los datos de la imagen me sale una Ig=18 A...
¿Qué estoy haciendo mal? Porque además el driver tiene High Peak Output Current de 15 A

Ciss=2000 pF
Crss=30 pF
Vgs=15 V
Vds=0.8*Vdss = 800 V
ton=3 ns

 

[ruben90]

Bueno, en mis diseños el VDS es el máximo, nunca lo multiplique con alguna constante (en tu caso 0.8). Yo utilice este y otros libros para guiarme.
Power-Switching Converters - Página 348
O en google coloca:
MOSFET switching o MOSFET switching losses

Para que veas que no me invento las formulas. En tu caso como el tiempo de subina ton es muy pequeño necesitaras mas corriente en la compuerta. Cual es tu frecuencia de conmutación? Y tomarias encuenta aumentar el ton? Claro que al aumentarlo la disipación por conmutación aumentaria.