¿Interruptor capaz de una corriente muy alta?

Ya no estaré de acuerdo con algunas cosas Creo que los tiristores no son una buena opción para esta aplicación. Esto se debe a que su voltaje directo será una fracción significativa del único suministro de 12 V. No solo requerirá una gran cantidad de calor para disiparse de alguna manera, sino que reducirá la al motor.

Un relé podría funcionar. El problema es que necesita un relé muy robusto no solo para conducir 200A, sino también para romper el circuito con una carga inductiva sin freír o soldar los contactos.

Dado que el voltaje es bajo, miraría múltiples FET de canal N en paralelo como interruptores de lado bajo. Eso tampoco será barato, pero cambiar 200A con carga inductiva no será barato de todos modos. está hecho. Supongamos que puede obtener FET de 20 A y 20 V con 15 mOhm Rdson (no parecía simplemente inventar algo vagamente plausible). 10 en paralelo le daría la clasificación de 200A en teoría con 1.5mOhm de resistencia. Eso aún disipará 60W en total, pero al menos se distribuirá en 10 dispositivos. Sin embargo, los FET no compartirán la carga exactamente por igual y usted quiere un margen. En este caso, usaría quizás 15 de estos FET en paralelo. Eso reduce tanto la disipación total como la disipación de cada uno. Dado que los desagües están conectados entre sí, puede atornillarlos todos al mismo trozo grande de aluminio corrugado.

También necesita un lugar para que pase la corriente de retroceso inductiva. Dado que su voltaje es bajo, esto se hace mejor con un grupo de diodos Schottky en paralelo en reversa a través del motor. Los diodos Schottky no comparten bien la corriente, pero con un cable separado para cada uno y si solo apaga el motor ocasionalmente (una vez cada pocos segundos), debería funcionar. Puede poner resistencias deliberadas de 50 mOhm o más en serie con cada diodo Schottky. Solo conducen por un corto tiempo cuando el motor está apagado, por lo que puede salirse con la suya utilizando principalmente la corriente máxima en lugar de los números de corriente sostenida promedio. Sin embargo, «reduciría en un 25% al menos de todos modos.

Comentarios

• usted ‘ está absolutamente correcto. Para 14V, el tiristor no es una buena idea. Debe haber pasado por alto esto, demasiado enfocado en el 200A, supongo.
• ¿Por qué tienen que ser Schottky ‘ s?
• @stevenvh: Los Schottkys tienen una caída hacia adelante más baja, que a 200 A marcará una diferencia significativa en la calefacción. También se apagan mucho más rápido, lo que podría ser un problema si los FET alguna vez encendido mientras el inductor todavía se está descargando. Casi la única ventaja de los diodos de silicio completos sería una menor fuga inversa, pero a este bajo voltaje, los Schottky deberían ser lo suficientemente buenos en esa área.
• Sin mencionar el hecho de que la mayoría de los tiristores no pueden ‘ apagarse , se encienden y permanecen encendidos hasta que se desconecta la alimentación
• @OlinLathrop Sé que esto está un poco anticuado, pero ¿funcionaría un thyratron para algo como esto? ve otro circuito que puede subir / bajar el voltaje de la red para apagarlo.

Si su Si el circuito no se ve afectado por una carga inductiva grande, puede usar un relé con una clasificación de corriente conmutada alta. Digikey tiene un montón de posibles candidatos como este -> Digikey Relay

Tiene una clasificación de 500A con una clasificación de bobina de 130mA / 12VDC. Un poco caro, pero puede ser similar a lo que está buscando.

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• Esos relés a menudo se conocen como contactores . Para encontrar más, vaya a la categoría Relés – Energía y filtre por Automotriz y Contactor.

Nunca he visto MOSFET que puedan manejar 200A.En este tipo de aplicación, utilizan con más frecuencia tiristores (SCR), algunos tipos pueden cambiar la corriente de varios kA.

Los tiristores en forma de disco hacen frente a la alta corriente al tener una gran área de contacto para el ánodo y el cátodo (parte superior e inferior del disco). Al mismo tiempo, drenan el calor producido.

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Olin señala que esta es una aplicación de bajo voltaje y tiene toda la razón. Debe tener Perdí esto, demasiado enfocado en el 200A.
De todos modos, dado que es un voltaje tan bajo, la caída de voltaje en los tiristores le dará a esta solución una baja eficiencia; no obtendrá el voltaje completo para el motor. Sin embargo, dejaré esta parte de mi respuesta porque puede ser interesante para otros usuarios que buscan una solución de corriente muy alta.

Sean menciona correctamente los relés (para este tipo de relés, el nombre es en realidad contactors ). Tienen la ventaja de que disiparán menos energía, pero pueden hacer cosas desagradables al encender o apagar. (Cambiar 200A no es para los débiles de corazón).

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• Yo ‘ he visto Estos se utilizan con conmutación de CA de alta potencia, ya que debe invertir la polarización de la puerta para apagarla. ¿Cómo haría eso con un circuito de CC?
• @Joel: ‘ son dispositivos GTO (Gate Turn-Off).
• Un problema es que un SCR cae alrededor de 0,7 V y hasta 1,5 V en funcionamiento normal. Eso podría ser hasta 300W. Mucho más que un MOSFET de potencia.
• @Thomas – Sí, ‘ soy consciente de eso. Pero el problema real es que los 0,7 V (¡o más!) Son relativamente altos en comparación con los 14 V. Eso ‘ también es lo que señaló Olin y lo que agregué a mi respuesta. Para uso industrial (máquinas que funcionan con voltaje de línea trifásico), ‘ son muy comunes, incluso si la caída de voltaje para los contactores, por ejemplo, es mucho menor.

En una aplicación de barco eléctrico, tenemos un encendido / apagado de corriente similar con Czonkas . Creo que los he visto mencionados en otra publicación que agregaré en breve.

ACTUALIZACIÓN: link Relés mecánicos de alta corriente

Sí, las hay. Aquí hay algunos FET que harán lo que usted desee:

• El IRF1324S-7PPbF manejará 240 A de corriente continua con 0.8 mΩ en resistencia.
• El STV200N55F3 de ST puede manejar 200 A con solo 1.8 mΩ de resistencia.

Ambos están disponibles por menos de $ 10 en Digikey en cantidades que no se agotarán pronto.

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• el primero parece un ¡Gran descubrimiento! Me pregunto cómo consumen 40 W de un SMD. El segundo ‘ no ganó: a 200 A se disiparía 1280 W. Puedes ‘ ni siquiera es genial, este es un circuito cerrado de refrigeración por agua. Un río que fluye rápido puede funcionar 🙂
• @stevenvh – Sí, saqué esa tarjeta demasiado rápido. Edité mi respuesta y cambié a uno diferente.
• El ST está obsoleto, pero aparentemente todavía está disponible. Lo que ‘ me preocupa más es el \ $ R_ {DS (ON) } \ $ usted cita. I ya intenté explicar varias veces por qué no puedes ‘ contar con eso, y que siempre debes trabajar con valores máximos. (» típico » es para ingenieros de ventas, » máximo » para ingenieros de diseño). Si tú calculas la potencia disipada, ‘ encontrarás 72 W, yo obtendrás 100 W (\ $ R_ {DS (ACTIVADO)} \ $ = 2,5 mΩ). Si su refrigeración está dimensionada para 72W y el producto falla debido a un sobrecalentamiento, ¡no puede ‘ ni siquiera quejarse en ST! Lo mismo para el IRF.
• Es ‘ s vale la pena señalar que calificaciones como esa generalmente no tienen sentido. Por ejemplo, IIRC, con un paquete TO-220, las patas se derriten a ~ 80A. La clasificación de 240A se basa en un modelo teórico del silicio solamente a 25 ° C (el cálculo ignora completamente las restricciones de el embalaje). Siendo realistas, para administrar 200A de forma continua, necesitará un número significativo de ellos en paralelo.
• @ConnorWolf De acuerdo con la hoja de datos, la corriente máxima es 429A (limitada de silicio) y 240A (paquete limitado). Entonces esto ya se ha tenido en cuenta. Dicho esto, sí, probablemente sería prudente tener una unidad adicional en paralelo.

Solo conseguir un vacuostato de kilovac en Carpinteria Ca.Puede obtener una bobina de 12 voltios o 24 voltios. Mucho más simple y fácil de implementar. He aquí por qué: Usar MOSFET en aplicaciones de motor es complicado ya que el tiempo de inactividad es crítico debido a que la inductancia del motor y los cables produce voltajes muy altos. Los diodos Schottky funcionan, pero es posible que aún necesite una red RC para mantener la fem trasera Además, conducir MOSFET no es trivial, necesita un buen controlador de puerta y, dado que tendrá muchos en paralelo, la capacitancia de entrada es lo suficientemente alta como para ser un problema si el controlador de puerta no tiene una impedancia de salida lo suficientemente baja. El circuito debe estar bien hecho eléctrica y mecánicamente. Las trazas de PCB deben ser lo suficientemente anchas y cortas para manejar la corriente. A menos que desee un proyecto, obtenga un relé de vacío y listo.

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• Bienvenido, intente utilizar la gramática y la puntuación correctas aquí.

Estoy muy de acuerdo con Connor Wolf. Sí, hay muchos dispositivos MOS con Rds-on muy bajos y corrientes muy altas. Un ejemplo podría ser IRFS7730 con at 246A y un práctico 60A (a 80A los cables se derretirán), pero en cambio recomendaré un estuche realmente bueno, ¡los nuevos modelos de carcasa D2PAK con 5 o 6 pines de fuente! estos realmente tienen al menos 150 amperios, reales para siempre. Un ejemplo es IRFS7534-7 con sus cinco pines fuente.

Pero no abuse de un solo caso: coloque varios en paralelo, para reducir el RDS-on y la disipación, de lo contrario los freirá. Calcule la potencia disipada usando I2R y asegúrese de que su motor se alimente durante el arranque cuando absorberá de 8 a 10 veces más que su corriente nominal.

Y no olvide absorber la corriente de retorno del motor con suficiente cantidad de Schottky diodos (por ejemplo, 16 piezas de 8A / 24V en paralelo) cuando el motor debería detenerse. De lo contrario, el MOS estará expuesto a las corrientes de retorno del motor y se quemará.

Intente usar este MOSFET como un interruptor.

IXTN660N04T4

Tiene una corriente nominal de 660 A siempre que pueda enfriarlo. Tiene un 0,85 mili-ohmios de resistencia. Por lo tanto, a 200 A, la caída sería de 0,17 V y se generarían 34 W de calor.

El dispositivo tiene una almohadilla grande aislada en la parte posterior que tiene una unión para proteger la resistencia térmica nominal de 0,144 C / W. La almohadilla tiene orificios para tornillos para el montaje. Por lo tanto, en teoría, podría colocar esa almohadilla aislada en el marco del camión para absorber todo el calor que necesite.

La fuente Las conexiones de drenaje y compuerta en la pieza se hacen con tornillos y orejetas de anillo.

Está disponible por $ 19.6 en Digikey.

http://www.digikey.com/product-detail/en/ixys/IXTN660N04T4/IXTN660N04T4-ND/6053919

IXYS Corporation vende otros MOSFET similares si necesita un estilo de paquete diferente.

Para evitar que el retroceso inductivo destruya el dispositivo al cortar alimentación al motor, debe instalar varios diodos TVS de grado automotriz en paralelo con el motor y polarizados en reversa entre la salida del MOSFET y tierra.