Hallo in die Runde, ich bin auf der Suche nach einigen Erfahrungswerten bezüglich ProFET's. Folgende Applikation: Mit einem ProFET bzw. High-Side-Schalter soll ein Heizelement (24V / 5A) geschalten werden (5 Heizelemente, sprich 5 Kanäle). Das Schaltverhalten wird sehr träge ausfallen 1..10 Hz oder langsamer. Im Auge habe ich aktuell folgende ProFET's: - BTS442E2, RDSon = 18mOhm, Pv = 0,45W - BTS443P, RDSon = 16 mOhm, Pv = 0,4W Anforderungen: - Worst-Case Umgebungstemperatur bis 40..50°C - ProFET sollte längerfristig verfügbar sein bei den großen (internationalen) Distributoren (Farnell, Mouser, ...) Wie sieht es bei Profets bzw. allgemein bei Mosfets mit der Kühlung aus? Ab welcher Verlustleistung sollte man über das Standard-SMD-Footprint (DPAK, D2PAK) hinaus Kupferfläche / Kühlmaßnahmen veranschlagen? Da fehlt mir einfach die Erfahrung. Meiner Rechnung nach, komm ich bei beiden genannten ProFETs auf eine Temperaturerhöhung von knapp 35°C - sprich unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur landet man bei 80..90°C. Die beiden ProFETs machen das m.M.n. zwar mit, aber ist das auch so praktikabel für den Dauerbetrieb? Kann jemand seine Erfahrungswerte / Faustregeln teilen und zu meinem konkreten Fall Ratschläge geben? Eventuell bietet sich hier ein anderer ProFET an? Vielen Dank für eure Hilfe!
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Da der BTS443P in freier Luft einen RthJA=80K/W hat, kommen bei 0,4W gerade mal 32K Übertemperatur zusammen. Also bei max 50°C werden's 82°C Chiptemperatur draus. Also noch voll im grünen Bereich selbst ohne extra Kühlung. Da das Teil ohnehin auf PCB draufgepappt wird, sind die Umstände wieder deutlich günstiger, da das PCB die Wärme ja irgendwie abführt. >fehlt mir einfach die Erfahrung. Meiner Rechnung nach, komm ich bei >beiden genannten ProFETs auf eine Temperaturerhöhung von knapp 35°C - Bei freifliegender Montage ohne flächigen PCB-Kontakt ... >sprich unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur landet man bei >80..90°C. Die beiden ProFETs machen das m.M.n. zwar mit, aber ist das JA. >auch so praktikabel für den Dauerbetrieb? Alles, was unter/um 100°C ist, betrachte ich als vollkommen unkritisch bei einem 150°C-Bauteil - auch dauerhaft. Und da die Profets sogar explizit für 150°C als Operating-Temperatur spezifiziert sind, könnte man sich sogar ganz an diese Grenze ranwagen. Da aber dann die Thermosicherung da drinnen zuschlägt, sollte man dann doch bißchen Abstand halten, zumal bei solch hohen Temperaturen dann sicherlich auch die Alterung schneller vonstatten geht, auch wenn es immer noch Jahre sein sollten.
Jens G. schrieb: > Da das Teil ohnehin auf PCB draufgepappt wird, sind die Umstände wieder > deutlich günstiger, da das PCB die Wärme ja irgendwie abführt. Danke für deine Antwort! Ich würde gerne, wie bereits angedeutet, mit dem Standard SMD-Footprint des Bauteils auskommen, da mein Platz auf der Platine begrenzt ist. Was sind da in der Praxis noch so die Tricks? Vias unter dem Bauteil vom Top auf den Bottom Layer? Auf dem Bottom Layer wäre unter dem Bauteil Platz für ein bisschen Kühlfläche. Ergänzend kann ich noch sagen, dass der Luftstrom eines Lüfters nicht direkt auf die Platine trifft, aber drüber streift. Ist es möglich, eine Plane des SMD-Tab als Kühlung zu benutzen, jedoch mit Stopp-Lack drüber - sprich keine blanke Kupferflächer? Wäre der BTS443P für mein Vorhaben eine sinnvolle Wahl, oder gibt es da passendere ProFETs, die auch meinen Anforderungen bezüglich der Verfügbarkeit in nächster Zeit entgegenkommen? Gruß, Tony
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neben dem BTS443P sind mir jetzt noch der BTS50080 und der BTS6133 ins Auge gefallen, sodass ich aktuell den letzteren bevorzuge. Ich hab dazu mal im Anhang meine Schaltung angehangen. Den Diagnoseausgang brauch ich nicht, sodass ich diesen einfach mit 1K auf GND ziehe. Wenn ich das im Datenblatt richtig lese, kann dieser auch offen gelassen werden? Wie sieht es bei dem ProFET mit einem Verpolschutz aus? Oftmals ist eine Reverse battery Protection bei den ProFETs angegeben. Die 24V für das Heizelement kommen von der 24V Versorgung der Platine. Der GND der Last ist der gleiche, wie der GND der Ansteuerung (AVR).
Tony S. schrieb: > Wie sieht es bei dem ProFET mit einem Verpolschutz aus? Oftmals ist eine > Reverse battery Protection bei den ProFETs angegeben. So auch bei diesem. Alles dazu steht im Datenblatt.
HildeK schrieb: > So auch bei diesem. Alles dazu steht im Datenblatt. Kannst du das bitte näher erläutern? Aus dem Datenblatt des BTS6133 lese ich heraus, dass ich zwischen dem Drain des 2N7002 und dem Pin IN des ProFETs einen Widerstand setze. Mir leuchtet noch nicht ganz ein, inwiefern dies zu einem Verpolschutz beiträgt. Wenn dem so wäre, bräuchte ich dann in der 24V Versorgungsstecke keinen Verpolungsschutz, da der ProFET das regelt?
Tony S. schrieb: > Kannst du das bitte näher erläutern? Der kleine Absatz auf Seite 10 des Infineon Datenblattes ist nicht zu verstehen? Was macht dir da Probleme und wo ist da ein 2N7002? Oberhalb von 16V (also auch bei 24V) braucht man den Widerstand an IN, wie der zu berechnen ist, steht auch da. Insgesamt dürfen über IN und IS zusammen nicht mehr als 80mA fließen. Das dient aber nur dem Schutz des ProFET, die Last wird bei Verpolung sogar bestromt - über die Bodydiode im eingebauten FET.
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HildeK schrieb: > Der kleine Absatz auf Seite 10 des Infineon Datenblattes ist nicht zu > verstehen? Was macht dir da Probleme und wo ist da ein 2N7002? Damit meinte ich den 2N7002 in meinem vorherigen Beitrag. Ich hab mal im Anhang meine aktuelle Schaltung angehangen: Verpolschutz mittels PMOS und Z-Diode + Polyfuse 5A und dann der ProFET. Passt das so?
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Ja, weitgehend. Wenn du mit Q15 eh einen Verpolschutz eingebaut hast, dann brauchst du dir über den Schutz des ProFET keine weiteren Gedanken machen. Aber sonst passt R68. Zum Verpolschutz: Ich würde allerdings R69 kleiner machen (z.B. 22k) und parallel zu D51 noch einen R legen, so 100k.
Hallo, wenn das Steuersignal von einem µC kommt, dann gibt es auch Profets mit 5V Logikeingängen. Erspart die "Eingangsstufe".
Veit D. schrieb: > wenn das Steuersignal von einem µC kommt, dann gibt es auch Profets mit > 5V Logikeingängen. Erspart die "Eingangsstufe". Das ist mir bekannt und das wäre auch mein Wunsch gewesen, allerdings habe ich keinen passenden gefunden mit ähnlichem RDSon und wo ich demnach unter 500mW Verlustleistung bleibe (bzw. wo ich mit dem Standard-Footprint hinsichtlich der Kühlung auskomme). Hast du einen Tipp? Wichtig wäre für mich, dass der ProFET bei den großen Distributoren noch ein Weilchen verfügbar ist, da die Platine hin und wieder mehrmals gebaut wird.
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