Dissipation de puissance du pilote du moteur
Calculez la dissipation de puissance du circuit intégré du pilote du moteur ou du MOSFET discret, y compris la perte de conduction et la perte de commutation à une fréquence PWM donnée.
Formule
P_cond = I² × R_DS × D, P_sw = f × Qg × V
Comment ça marche
Exemple Résolu
Un circuit intégré de commande de moteur DRV8876 (R_DS (on) = 565 mΩ total, côté haut et bas, R_θja = 35 °C/W) entraîne un moteur 12 V à 3 A en continu et à un cycle de service de 80 %. La température ambiante est de 40 °C. Étape 1 — Perte de conduction : P_cond = I² × R_DS (activé) × D = 3² × 0,565 × 0,80 = 4,07 W Étape 2 — Perte de commutation (supposons que F_PWM = 20 kHz, t_sw = 100 ns) : p_SW ≈ V × I × t_sw × f = 12 × 3 × 100e-9 × 20000 = 0,072 W (négligeable ici) Étape 3 — Dissipation totale : P_total = 4,07 + 0,07 = 4,14 W Étape 4 — Température de jonction : T_j = T_amb + P × R_θja = 40 + 4,14 × 35 = 40 + 144,9 = 184,9 °C Étape 5 — T_j maximal pour DRV8876 = 150 °C → DÉPASSÉ Solution : Réduisez le courant du moteur à 2 A ou ajoutez un tampon thermique à la coulée de cuivre du PCB. Pour 2 A : P_cond = 2² × 0,565 × 0,80 = 1,81 W → T_j = 40 + 1,81 × 35 = 103,4 °C ✓ Résultat : à 3 A, ce haut-parleur surchauffe à l'air libre à 40 °C. Réduisez à 2 A, ou utilisez une coulée en cuivre ou un dissipateur thermique externe pour réduire R_θja.
Conseils Pratiques
- ✓Exposez le tampon thermique situé au bas des boîtiers de pilotes de moteur QFN/DFN et soudez-le à une coulée de cuivre avec au moins 4 trous thermiques par rapport au plan de masse de la couche opposée.
- ✓Mesurez la température du circuit intégré du pilote à l'aide d'un thermomètre infrarouge lors des premiers tests de mise sous tension : une température de surface supérieure à 80 °C indique un refroidissement insuffisant et nécessite une amélioration de la disposition du circuit imprimé
- ✓Pour un cycle de service élevé ou un fonctionnement continu, sélectionnez un pilote de moteur avec redressement synchrone (MOSFET en roue libre côté bas au lieu d'une diode de carrosserie) afin de réduire de moitié les pertes de conduction en roue libre
Erreurs Fréquentes
- ✗En utilisant la valeur R_θja (jonction à la température ambiante) brute de la fiche technique sans tenir compte de la surface de cuivre du PCB : une coulée importante de cuivre peut réduire le R_θja effectif de 30 à 50 %
- ✗Ignorer le rapport cyclique dans les calculs de perte de conduction : la perte de conduction évolue en fonction du rapport cyclique, de sorte qu'un moteur tournant au ralenti à 20 % du rapport cyclique ne dissipe que 1/4 de la puissance d'un rapport cyclique de 80 % au même courant
- ✗Calcul de la dissipation de puissance au courant nominal sans tenir compte du courant de fonctionnement réel : les moteurs consomment rarement du courant nominal en continu ; utilisez le courant RMS pour une estimation précise des pertes
Foire Aux Questions
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