Здравствуете!

Тут такое дело: Нужно коммутировать питание в авто, напряжение 12 V ток до 70-80 А.
Можно конечно применить реле, но как то оно не так.
Решил, в эпоху мощных MOSFET-ов, сделать твердотельный.
Т.к. ток большой, то на n-канальных, ну например auirfs8409-7p или irfs7437-7ppbf. Если ставить 2 в параллель, то самое то!
Возник вопрос их управлением. Нашел микросхемы auir3240s и auir3200s, но первую можно купить только в MOUSER да и то написано что снята с производства, а у второй напряжение затвора всего 5 В.

Может кто подскажет какое решение? Может еще какие драйверы есть?

Решение хочется не очень дорогое (до 400 р на элементы), потребность не частая, но чтоб и через года 3 - 4 можно было повторить ну и компактность.

Если бы Вы разместили тему в соответствующем и предварительно изученном разделе форума, то не были бы столь наивны.

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-940.pdf
http://www.infineon.com/dgdl/Infineon+-+Ap...1420380cc13101b


http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00786a.pdf
http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/MC34152-D.PDF
http://www.ixysic.com/Products/IGBT-MOSFETDvr.htm
http://www.analog.com/en/power-management/...ucts/index.html

И еще схемы UPS гляньте, там примерно такой же порядок токов ...

Для данной задачи годится любой плавающий или изолированный драйвер затвора. Генератор помпы можно собрать на одном логическом элементе.

Но сначала нодо определиться с необходимой вам скоростью переключения/включения/выключения, от чего будет зависеть нужная величина тока затвора при выбранном транзисторе с далеко ненулевой входной паразитной емкостью. При этом конечное время переключения определит и рассеиваемую мощность на транзисторе в процессе переключения. Эту мощность придется рассеивать (уменьшать), для чего есть несколько способов. Это, конечно, все банально, но придется вам изучить. Ну и кроме того - все то, на что здесь и в подобных обсуждениях указывали - защиты, всплески напряжения до 70В и т.д.

Если можно применить реле, то задержка включения/выключения как-бы позволена быть побольше, но время переключения (включения/выключения) лучше короче.
Тогда изолированный мало-мало-мощный DC/DC типа пуш-пулл и драйвер затвора с UVLO и /или с гистерезисом.
Преобразователь зарядит небольшую ёмкость в питании драйвера и он включится, когда преобразователь выключить - конденсатор разрядится резистором и драйвер выключится.
А преобразователь типа пуш-пулл - чтобы поставить небольшую ёмкость, но во время дед-тайма чтобы не дёргало драйвер.

Ну это понятно. Будет стоять TVS диод на 18 В, который не пропустит ничего больше 25 В. А т.к. вопрос не по защите, а по току и схемотехнике, то и раздел этот.



Это все для P канала, а их на такой ток нет (конечно можно 5 шт поставить....)


Простой преобразователь от напряжения питания вверх конечно можно, но нужен большой ток на открытие транзистора, конечно хорошая емкость спасет. Нужен компаратор или задержка.



А нет у Вас под рукой AN-а по расчету рассеиваемой мощности при переключении?


А вот про использование UVLO спасибо! Компаратор который уже встроен в драйвер !


Итого:

1. P-chanel MOSFET отпадает, т.к. нет их на такой ток, ну может и есть но нужен забор из них (нужно около 0,5 мОм).
2. Повторение предложенных драйверов на "рассыпухе" - думаю самый правильный путь. Может у других производителей что есть?
3. Может другие варианты?
4. Конечно будет защита TVS-ом.

Самый правильный вариант, имхо, - реле и скоро Вы в этом сами убедитесь. Тем более, с таким сильным аргументом: "как то оно не так".
Кстати, на какую мощность будет стоять TVS?

С реле вариант очень хороший, только одну штуку нужно ампер на 100, а таких и нет почти. Можно поставить и 2 конечно.
Вообще у меня внутреннее противоречие применять здесь реле, поэтому хочу попытаться от них отказаться. Они большие, неудобны в установке, древние и .... и .... ну как то так. Хотя и очень простые.

А по поводу "в этом сами убедитесь"? Я предполагаю что Вы меня хотите предостеречь о проблемах с которыми столкнусь? или нет? Мне любое слово полезно если оно по делу....


Вообще ставят, по моей информации, 1,5 кВт на 18 В, а я думаю поставить на 5 кВт ну может 3 кВт на 18 В. Надеюсь не прогадаю?

p.s. Если что это коммутатор для автомобильного усилителя. И не хотелось бы обсуждать "усилитель + 70 А = бред".

Да нет никаких проблем найти и установить реле на 100А. Это не только просто, но и весьма надёжно. Не случайно в самых современных автомобилях от реле, всё-таки, не отказываются. Я понимаю, что на дворе 21-й век и хочется освоить что-то посовременнее. Поэтому не отговариваю. Займитесь. И даже не хочу Вас предостерегать, личный опыт - наиболее ценная штука. Даже отрицательный. Много нового узнаете заодно.
Но чем Вы собираетесь управлять этим коммутатором? Тумблером? Компьютером? Чем-то другим? Отсюда нужно исходить, выбирая драйверы. Скорее всего, достаточно будет двух-трёх транзисторов. Или даже... реле, только миниатюрного - для коммутации сигнала управления.

Сейчас поделюсь очень большим секретом, только вам и по шагам.
1. На своем компьютере устанавливаете любой интернет браузер (напомню, если не знакомы - IE, Fox, Chrome, Opera)
2. Набираете в поиске Google и выходите туда.
3. В поисковом прямоугольнике Google-а набираете, например "расчет рассеиваемой мощности транзисторов при переключении" (без кавычек, или с кавычками). Вопрос можно набирать на доступном вам языке, но лучше испоьзовать английский, русский, немецкий.
4. Читаете (см. ниже). Специально проверил, там 41,400 ссылок.

Я подкол оценил! Просто именно этим пока не заморочился, думаю больших проблем в этом не будет, вот и отложил на недалекое будущее. А толковый AN хоть и на английском лучше получить от знающего человека, чем поиск его на просторах интернета, среди всякого хлама.

Именно в этом и будут проблемы. 70А - это "другая электроника" в отличие от миллиамперной, со своими другими проблемами. Коммутировать киловатт да еще на 12В на рассыпухе без "заморачивания" на деталях не тривиально.

Пишут AN живые люди и что у них на уме никто не знает. Поэтому во всех AN часто только крупицы в перемежку с "хламом" (ну за исключением полностью новой темы для читателя). Придется читать и собирать их, ставить эксперименты, обсуждать, опять читать, опять..., Процесс циклический, особенно если не заморачиваться с деталями.

Ну а вместо чтения многостраничного Гугла, советую менять формулировку вопросов и языки после прочтения первой-второй страниц в ответе Гугла. После чего в новом перечне ссылок искать непрочитанные ранее ссылки. Эта практика более быстрая и результативная.

http://z.compel.ru/item-pdf/5c3d086302ee7d.../ps/ts~tr94.pdf

http://symmetron.ru/cgi-bin/search.cgi?q=t...amp;radio=sklad

Да все просто. Включение будет приходить с автомагнитолы, логическим сигналом управляется.



Насчет скоростного управления полевиком я в курсе. Есть опыт разработки преобразователя (буста) для этого самого усилителя с 12 в 50 В. На первой, можно сказать макетной плате удалось снять около 300 Вт при еще вменяемом выделяемом тепле , сейчас плата переделана, но еще не опробована. Много понимания пришло после макета. Самое основное я бы сказал это контуры протекания тока и минимизация их длинны.

Осталось открыть того же Хоровица с Хиллом, там, кроме всего прочего, написано про эффект Миллера. И еще - разобраны схемы переключателей на ПТ.
И еще, объясните, откуда в цепи питания усилителя 70А ? Это ведь 800 Ватт. Динамик квартирного звонка, выдающий полватта, орет так, что в трехкомнатной квартире его слышно даже глухому от рождения во всех закоулках и за закрытыми дверями. А тут 800 Ватт. Ладно, пусть 500. Это стадион озвучить можно, а не салон легковушки. Стекла повылетают просто-напросто, а уши завянут. Откуда там 70А ??? 7 - я еще поверю, но и это запредельная цифра. Или речь об экстратоке при включении питания (т.е., при зарядке входных фильтрующих конденсаторов) ? Тогда включайте через термистор, как это сделано в комп. БП. А потом, если очень хочется, коротите термистор контактами реле ...

Действительно, постараемся не обсуждать. Хоть и на мой взгляд, киловаттный усилитель в авто - это запредельно.
Если управление будет редким, высоких скоростей переключения не нужно, то - примитивный повышающий преобразователь для управления затвором и оптрон.
Но, дьявол, как всегда, кроется в деталях. Позаботьтесь о достаточном импульсном токе для заряда/разряда ёмкости затвора.

Нужен для включения усилителя, т.е. довольно редко включается. Тока в 70 А при включении не будет, тут софт-старт позаботится, хотя 2000 мкФ нужно зарядить, а вот при работе будет.


Кстати это всего 300 Вт +2*150 Вт ну и КПД % 85 усилителя и БП. А 300 Вт это сабвуфер 12-15 дюймов.

С Ваших слов, Вы этот усилитель делали сами, поэтому вся эта тема очень странно выглядит на фоне неизмеримой лёгкости создания тогда же примитивного сигнала ДУ.

Господа! Звук здесь не обсуждаем. Надеялся, что это понятно. Тему почистил. Прошу не флудить.

Извиняюсь спросить, а электромеханические коммутирующие уже не рассматриваем? К примеру, вылючатель массы (можно и плюса), вроде такого

Если уж и ставить, то типа такого

Во-первых, запаса по току не будет. Во-вторых контакты не очень надежные. В-третьих - такие реле рассчитаны на кратковременный ркжим работы, обмотка будет сильно греться. Смотрите то, что рассчитано на долговременный режим, а именно - дистанционно управляемый выключатель массы, с винтовыми клеммами

Я пользовал драйвер MIC5014YM.
Переключал 12V 40А.

.

Спасибо, хоть что то. Скорости маленькие только. Там Turn-on Time 90 мкс. И это при емкости 1нФ. А у меня 14 нФ.
А Вы каким полевиком управляли?

а не судьба просто останавливать работу преобразователя питания в том усилителе, а? по тому же сигналу с магнитолы. и овцы сыты, и волки целы.

просто снимаете питание с шим-контроллера в источнике питания, и никто ничего нигде не потребляет.

А если по силовому питанию... то у вас будет коммутация не семидесяти ампер тока, а коммутация на ёмкость - на 800Вт мощности предполагаю конденсатор по питанию тысяч на 10 мкФ, это покруче, чем коммутация 70А.

Преобразователь сделан по схеме Boost, что означает наличие на выходе входного напряжения при отсутствии управления.
Емкость всего 2000 мкФ, думаю этого будет достаточно (преобразователь вытянет).
Поэтому при включении, тока потребления в 70А не будет (будет работать soft-start преобразователя). Нужно только емкости зарядить.
Собственно отсюда и вытекает, что ненужно большого запаса по току на коммутатор (например для реле самое плохое это ток при включении и отключении, нежели его увеличение при уже замкнутых контактах).

Вот набросал схемку.
Буду благодарен за любую критику.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Пару вопросиков возникло:
1. А Полевым транзисторам ничего не будет, если исток оставить подвешенным? (м.б. поставить 1 кОм и TVS?)
2. И еще меня терзают сомнения насчет напряжения GS. Ведь драйвер относительно корпуса может выдать до 30 В а на транзистор написано 20В. (хотя при подаче напряжения на затвор он откроется и разницы Ugs в 30В не будет). Я ничего не путаю?


Вот например в AUIR3240S исток подвешенный, а вот в AUIR3200S напряжение на затвор идет относительно истока...

Управление на MOSFET всегда идёт относительно истока. Смотрите внимательнее картинки. Максимальное напряжение затвора превышать нельзя.

О! я же слепой! Они по разному включены. Интересно какое включение лучше?

Включены то они одинаково, но неправильно (на что и указал Herz).

Я про отличия в схемах включения на AUIR3240S и AUIR3200S.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Вот DC/DC. Хотело бы то ещё драйвер чтобы круче фронты.

Я тут помоделировал... и теперь еще больше не понимаю!
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла
на затвор подается 10 В (это V2). V1=12В.

Первый вариант. Как в даташите на AUIR3240S. - так оно не должно работать? При изменении V2 от -20 до 10 В практически ничего не меняется. В даташите даже диод нарисован, через который будет течь ток. А транзистор его будет замыкать на себя при включении.

Второй вариант. Транзистор стоит задом на перед - вообще начинает работать при подаче напряжения на закрывание (V2) < -8 В, т.е. на затворе получается <4 В относительно общего корпуса.

Третий вариант. Как в даташите на AUIR3200S. Работает как часы! Изменение V2 в сост отключения от 0 до 3 В приводит к увеличению времени отключения.

Четвертый вариант. Он аналогичен первому варианту т.к. потенциал на стоке и истоке примерно одинаков.




Не совсем понял что это...
Изолированный автогенераторный преобразователь для включения полевика?
А если так, то у него фронт 10 мкС а спад около 20 мкС. Я так понимаю это много.


Мне драйвер UCC27531 приглянулся. У него UVLO 8,9 В, т.е. при подаче на него питания он включится при 8,9 В, а этого достаточно для быстрого открытия полевика. Также на него написано, что при уходе в UVLO установится 0 на выходе.

Да, вариант питания драйвера ключа.

Первая — NMOS включён в обратной полярности, стало быть, это идеальный диод, причём, с редчайшим ручным управлением, вторая — защищённый верхний ключ, а то, что у Вас — это обычный (тупой) верхний ключ, на затвор NMOS которого влупили не просто полное напряжение питания, а ещё и накачали добавки, т.е. сейчас ему светит только короткий "ик", а если с затвором всё-таки соизволите разобраться, то транзистор будет каждый раз выгорать свечкой при КЗ.

Получается что он не будет работать как ключ? Это диод! При включении идеальный, а при отключении обычный?

Значит AUIR3200S бала бы идеальна если бы не Ugs=5 B.




Вариант схемы №2.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Включится при достижении напряжения UVLO=8,9 В. А отключится при отключении преобразователя и при уменьшении напряжения UVLO за счет резистора на 2,7 кОм.

раз уж у вас для питания нагрузки используется буст, то можно взять Vboost от дросселя, с доп.обмотки, или с выходного напряжения. И обойтись без мультивибраторов.

Дак этот ключ используется именно для его включения/отключения. Отключив преобразователь я не смогу его включить.

Управляем ключом напряжением Vупр, равным Vin+Vboost.
схема выключена, Vboost=0, значит Vупр=+12В.

включаем ключ. У него порог исток-затвор примерно 3-4В.
Но конденсатор по входу буста разряжен. следовательно, подав на затвор +12В, на истоке будет 0. Транзистор отпирается, конденсатор заряжается до 8...9В, схема стартует и повышает Vin+Vboost до нужного значения, транзистор отпирается полностью.

Если есть сомнения, можно заменить транзистор на логически управляемый, у которого порог 2,5В.

Если сомнения остаются, можно ввести запуск схемы через маломощный PNP с балластным резистором, с которым конденсатор зарядится полностью. Потом параллельно PNP с резистором автоматически отпирается силовой ключ.

Спасибо за предложение. Думаю понял, что Вы имели ввиду. Я хочу функционально отделить одно от другого, иначе слишком заморочено кмк получается, да и плата для преобразователя разведена.
Я надеюсь все же применить AUIR3200S, вот только найду транзистор с низким напряжением включения...

UPD: Вот такой PSMN1R0-30YLC нужно 2 шт. 30В, 100А, 1,15 мОм, 6,6 нФ. Потери в тепло при 2 шт на 70 А = 2,9 Вт/на оба. (хотя и одного должно хватить...)

Пока остановился вот на этой схеме:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Полевика стоит 3, но думаю и 2-х хватит. Выходной резистор и выходной TVS опционально. Резистор нужен для зарядки бустового конденсатора AUIR3200S.

Если что могу поделиться проектом в altium-е.

Платка размером 65,5*31 мм (как бы не перегрелась, но ограничен размером - посмотрим).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Ну и раз уж в альтиуме , то:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

P.S. Вот интересно, если коротнет входной TVS, то он ведь просто взорвется! Есть мысль создать узкое место в меди по + входу. Может у кого какие соображения??? (Предохранитель на аккумуляторе будет).

итак, отпирается ключ и бустовый конденсатор разряжается токами утечек.
дальше что?

Тут можно только гадать... Явно не написано, но в структурной схеме есть Charge Pump.

Порог защиты 50 мА? С учётом размера темы, выглядит на редкость мило.

Plain, так же мило, как и потери в меди:

ширина платы 6,5см - это длина проводника от вх плюса к вых плюсу
ширина дорожки - полплаты, пусть дублируется с другой стороны - полплаты плюс полплаты = одна ширина платы = 30мм
толщина меди 35мкм - сечение проводника 1кв.мм - ток 70А - ро меди мы все знаем - тепловыделение 5,2Вт

если толщина меди 70мкм, тепловыделение в 2 раза меньше, но всё равно - 2.5Вт - и это только с плюсовой дорожки. Минусовая такая же.

Почему 50 мА?
Ах... да! Я я то думаю что какое малое сопротивление. Подумаешь три порядка потерял .
Вот:
Rds_on(75 гард.С)=0.00125/3=0.00042 Ом
примем: Iзащ=100А, тогда Uds=100*0,00042=0,042 В
Irvds = 1 мА = 0,001 А (точка срабатывания компаратора).
итого: Rvds = Uds/Irvds = 0.042/0.001 = 42 Ом. Для двух транзисторов 62,5 Ом.




Дааа.... что то тут надо делать... Думаю пропаивать толстым проводом сечением около 1 мм2, штуки по 3 на каждой стороне.


Спасибо Вам за замечания!!! На обратной стороне предусмотрел доп провода, а теперь вижу и на top-е тоже надо.

Такая версия ПП:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Размеры 71*31 мм.
Места вскрытия маски будут пропаяны проводом 1-1,5 мм (0,8-1,8 мм2).

я монтаж сделал бы медными шинами, закреплёнными на печатной плате.
ключи выбрал бы в более крупном корпусе - у него механическая прочность выше, например IRF1324.
Не забывайте, что к плате будут подведены толстые провода, которые будут всяко жёстче, чем печатная плата. И все возможные изгибы будут приходиться именно на неё. А у вас там SMD.

Если проблемы с медью, то купите, не знаю, медной трубы кусок, что ли. и разрежьте её.

Отчитываюсь. Но ток пока 10А (вопрос по блоку питания и по нагрузке).
Медь 35мкм.
Сопротивление по полюсу на меди 0.9 мОм.
Сопротивление по минус на меди 0.7 мОм.
Сопротивление трёх транзисторов 0.32 мОм.
Т.е. одного 1.07мОм.
Транзистор PSMN1R0-30YLC.