Výkonová dioda na bázi tranzistoru MOSFET s nízkým úbytkem napětí v propustném směru je určena pro velké proudy.
Produkt není určen laikům. Elektronici snadno pochopí funkci a proto tuto ideální diodu dokážou správně aplikovat.
Provedení
- A – deska osazená SMD součástkami (bez svorek)
- B – deska osazená SMD součástkami s robustními svorkami (utažení vodiče po šroub nebo přes kabelové oko)
Princip funkce
Běžná křemíková usměrňovací dioda má typický úbytek napětí v propustném směru asi 0,7 V. Takže při proudu 10 A na ní vzniká výkonová ztráta 7 W. A v situaci, kdy se snažíte ušetřit každý watt, je taková ztráta příliš velká. Nehledě na teplo, které je potřeba z diody odvést – to je spíš větší problém (riziko požáru).
Výkonová ztráta diody pracující na principu tranzistoru MOSFET je dána odporem přechodu vnitřní struktury (v tomto případě 2 mΩ). Takže při proudu 10 A vznikne výkonová ztráta jen 0,2 W (+ pochopitelně zanedbatelná spotřeba řídicího obvodu asi 1 mA). Tomu odpovídá vypočtený úbytek napětí 0,02 V.
Technické údaje
- Pracovní napětí: 9–80 V DC
- Pracovní proud: 25 A, max. 50 A (s chlazením)
- Vnitřní odpor: 2 mΩ
Lomítkem odděleno provedení (A/B).
- Rozměry: 43 × 18 × 4/10 mm
- Hmotnost: 12/15 g
Připojení do obvodu
Zapojuje se do kladné větve silového obvodu. Protože se odněkud musí brát řídicí napětí pro ovládání MOSFETu, má modul třetí vývod na GND.
Na desce usměrňovacího modulu je bílým potiskem dostatečně jasně popsáno připojení. Na spodu desky je také vyobrazen symbol diody.
- VIN+ … vstup kladné větve (Anoda)
- OUT … výstup kladné větve (Katoda)
- GND … zem
Schéma připojení připravujeme
Zapojení – použité prvky
Řídicí obvod
Řídicí obvod tranzistoru má bohužel vybroušené označení, na jednom z modulů jsme našli zbytky loga výrobce. Hledal jsem na jejich webu a našel jsem obvod LTC4357, což by pravděpodobně mohl být on.
- LTC4357 ???
- Datasheet (náš server)
- Výrobce: Linear Technology
- www.analog.com
Tranzistor MOSFET
- NCEP023N10LL
- Datasheet (náš server)
- Výrobce: NCE
- www.ncepower.com
Praktické info
Chlazení
Při větším proudu nezapomeňte na chlazení – za tím účelem prodáváme samolepicí chladiče. Nejdříve si podle Ohmova zákona vypočtěte výkonovou ztrátu a pak si zvolte chladič. Malý můžete nalepit na MOSFET shora, ale ještě lepší je očistit plošný spoj od kalafuny (ze strany spojů) a nalepit ho zdola přímo na prokovené otvory nalézající se přímo pod tranzistorem, které odvádějí teplo ze strany součástek. Na malé skupiny prokovených otvorů bez vrstvy nepájivého laku (na vstupní i výstupní stranu) lze také naletovat malá měděná křidélka.
Ochrany
V datasheetu řídicího obvodu si prosím všimněte schémat s doprovodnými ochranami. Ty jsou zaměřeny na možné (parazitní) indukční prvky v napájecím řetězci, které vám můžou způsobit nečekané potíže. Fundovaní elektronici už vědí, že velké proudy a indukční zátěž se při rozpojení nemají rádi. Takže až vypnete obvod, možná ho už příště nezapnete 🙂 Proto nepodceňujte připojení dodatečných ochran a katalogové limitní napětí použitých prvků, i když se vám na první pohled může zdát zbytečně vysoké.
Stavba svépomocí
Pokud si budete chtít postavit takovou ideální diodu sami (nebudete-li lpět na takovém rozsahu napětí, tak vás to přijde výrazně levněji), řidicí obvod od různých výrobců hledejte pod odborným termínem Ideal Diode Controller. A MOSFETů najdete na každé počítačové základní desce docela dost 🙂
Další rady se už vymykají rozsahu popisu součástky.