überlebt das mein kleines N-Mosfet?

[Christoph (Gast)]

Hallo Freunde,

ich möchte mit folgendem Logilevel N-Mosfet einen Strom von ca. 4 A 
schalten. Mal kontinuierlich und mal mit einer pwm bei 100Hz.

http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=41769;SEARCH=IRLr

Der sieht aber jetzt so klein und zierlich aus, dass ich nicht weiß wo 
er die Wärmeleistung hinbringt, die er bei den Schaltvergängen doch 
aufnehmen muss. Kenne so leistungsfähige Mosfets nur im TO 220 Gehäuse, 
wo mann dann einen Kühlkörper anschrauben kann

Was meint ihr, schafft er das ohne Kühlkörper?

Oder wie könnte ich geschickt einen Kühlkörper befestigen? Ist ja ein 
SMD Bauteil ohne Schraubenloch... Reicht vielleicht eine Kuperfläche auf 
der Platine als Kühlfälche, wo ich das Thermal Pad anlöte?
Oder vielleicht mehrere von den Mosfes parallel, um die Ströme zu 
teilen?

Soll ich das Thermal Pad mit Drain kurzschließen? Sind ja intern eh 
verbunden?

Freue mich auf eure Meinungen.

LG, Christoph

[Hannes (Gast)]

Guckst Du Datenblatt und Du bist alle Sorgen los.

Der kann 12A Dauer und noch viel mehr gepulst.

Die Pads kannst Du zusammenführen, musst Du aber nicht.

Der FET wird nicht warm, weil er einen extrem geringen 
Einschaltwiderstand und dadurch kaum Verlustleistung, selbst bei hohen 
Strömen, hat.

[Wolfgang (Gast)]

Christoph schrieb:
> ich möchte mit folgendem Logilevel N-Mosfet einen Strom von ca. 4 A
> schalten. Mal kontinuierlich und mal mit einer pwm bei 100Hz.

Um die Wärmeentwicklung zu berechnen und nicht nur nach Bauchgefühl zu 
entscheiden, kann ein Blick ins Datenblatt nicht schaden. Dort steht 
z.B. der für den kontinuierlichen Stromfluss entscheidende RDS_on, der 
natürlich von der Gate-Source-Spannung abhängt (z.B. 80mΩ bei U_GS=5V 
und 10A), was dann bei deinen 4A auf etwa 0,32W hinauslaufen würde. Mit 
3,3V wirst du den Strom kaum steuern können. Für die Umschaltverluste 
kommt es auf die Geschwindigkeit drauf an, mit der du die Gate-Kapazität 
umlädst, also wieviel dein Treiber an Strom beim Ein- bzw. Ausschalten 
liefern kann.
Im Datenblatt stehen auch die Wärmewiderstände, z.B. Gehäuse zur 
Umgebung für 1 inch² und der Hinweis auf die AN-994.

Du siehst, da fehlen noch ein paar Angaben.

[Christoph (Gast)]

Hallo und danke für die Antworten.

Wolfgang schrieb:
> Mit
> 3,3V wirst du den Strom kaum steuern können. Für die Umschaltverluste
> kommt es auf die Geschwindigkeit drauf an, mit der du die Gate-Kapazität
> umlädst, also wieviel dein Treiber an Strom beim Ein- bzw. Ausschalten
> liefern kann.

Steuere mit 5V und setze einen Treiber ein, der 500mA liefern kann. 
Also, je mehr Strom, der Treiber liefern kann, desto schneller ist die 
Gate Kapazität geladen und der geringe RDS_on stellt sich ein. Richtig?

Wolfgang schrieb:
> Dort steht
> z.B. der für den kontinuierlichen Stromfluss entscheidende RDS_on, der
> natürlich von der Gate-Source-Spannung abhängt (z.B. 80mΩ bei U_GS=5V
> und 10A), was dann bei deinen 4A auf etwa 0,32W hinauslaufen würde.

Wie kommst du auf die 0,32W? Komme mit (4A)^2*0.08=1,28W oder hab ich 
jetzt falsch gerechnet?

Wolfgang schrieb:
> Du siehst, da fehlen noch ein paar Angaben
Werde mal nach sehr dünnen Kühlkörpern Ausschau halten, die ich drunter 
klebe und dann mal mit dem Finger fühlen, wie heiß das ganze wird ^^ 
Traue mir nicht zu, da eine genaue Aussage zur Wärmeentwicklung zu 
machen. Dazu fehlt mir noch das Knowhow.

[Wolfgang (Gast)]

Christoph schrieb:
> Wie kommst du auf die 0,32W? Komme mit (4A)^2*0.08=1,28W oder hab ich
> jetzt falsch gerechnet?

Sorry, da habe ich mich vertan.
>
> Wolfgang schrieb:
>> Du siehst, da fehlen noch ein paar Angaben
> Werde mal nach sehr dünnen Kühlkörpern Ausschau halten, die ich drunter
> klebe und dann mal mit dem Finger fühlen, wie heiß das ganze wird ^^
> Traue mir nicht zu, da eine genaue Aussage zur Wärmeentwicklung zu
> machen. Dazu fehlt mir noch das Knowhow.
Mit den 1.3W solltest der FET sogar ganz ohne Kühlfläche seine Wärme 
noch ganz knapp los werden können (110°C/W * 1.3W -> 144°C Erwärmung mit 
Lufttemperatur 25°C -> 169°C Junktion, Grenzwert 175°C).
Bei Montage auf 1 inch² Leiterplatte (50°C/W * 1.3W -> 65°C Erwärmung 
mit Lufttemperatur 25°C -> 90°C Junktion) sieht es also schon ganz gut 
aus.
Guck dir mal die AN-994 an.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-994.pdf

[Bernd K. (bmk)]

Kannst dir ja mal diesen Typ anschauen:

http://www.reichelt.de/?;ARTICLE=90379;

Der bleibt bei 4A kalt. Und erleichtert durch den niedrigen Qg Wert
das schnelle Umschalten bei niedriger Treiberleistung. Vorausgesetzt,
die 30V sind ausreichend.

[axelr. (Gast)]

http://www.reichelt.de/IC-Kuehlkoerper/V-FK-244-08-DP/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3381&ARTICLE=100986&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;

Das passt problemlos auch ohne Kühlkörper. Du hast ja auch noch kupfer 
unter dem Transistor. Du machst das Pad etwas größer und wenn es dann 
doch zu warm wird, kannst Du immer noch einen kleinen Kühlkörper 
drauflöten.