Kısa Devre Akımı hesabı

[Cemre.]

Merhaba,

Yarım köprü yapıda MOSFET ve Low Side akım ölçümü için Şönt direnç bulunan devrenin sabit gerilim kaynağı ile beslendiği durumda oluşabilecek en büyük kısa devre akımını hesaplamak istiyorum.

Okulda yaptığımız alıştırmalarda kısa devre hesabını böyle küçük devreler yerine 10-100-500km gibi iletim hatlarında paralel generatörlerin bulunduğu şebekeler için yapıyorduk. Generatör Z empedansları veriliyordu vs. Herneyse konumuza dönelim.

Mosfet RDSon direnci <=13mOhm verilmiş. Datasheet (IXTY64N055T) Drain akımına ve Tj sıcaklığına bağlı olarak exponansiyel bir artış sergileyeceğini söylüyor. Kısa devre anında jonksiyon sıcaklığının ve akımın max düzeyde olacağını düşünerek Rdson=13mOhm diyorum.
Rshunt ise 0.005Ohm yani 5mOhm. Devre eşdeğer empedansı 31mOhm olacak. Peki kaynak empedansı nedir? Nasıl bulurum? Elbette kaynaktan kaynağa değişir, bu bir batarya grubu ya da lab. güç kaynağı olabilir. Bunu hesaplamak için de güç kaynağı hakkında bilgi sahibi olmak gerekir sanıyorum.

Siz bu hesabı nasıl yapıyorsunuz? Nelere dikkat ediyorsunuz?

[Zoroaster]

Bus'a paralel kapasitörün esr'sini alman yeterli.

[Cemre.]

@Zoroaster tamam.

Soruyu şöyle değiştiriyorum o zaman.

Misal hata kaynaklı arızaları minimize etmek için daha düşük gerilimlerle çalışacağımı varsayalım. Örneğin 12-18V dolaylarında.
Elimde bu işte kullanabileceğim iki tip kapasitör var.

4700uF 35V
2200uF 25V (bundan birkaç tane var)

@Zoroaster hocam konuya az çok aşinasınız zaten BLDC forumundan.

Hangi değer daha makul sizce?
Herhangi bir terslik olursa kapasite max gerilimleri beni üzecek düzeylerde mi? 50V ve üzeri ile çalışmak daha mı akılcı olurdu?

Bir de bunlar low-esr değil. Normal kapasitör. ESR değerleri hakkında nasıl fikir edinebilirim.

[FxDev]

@Cemre. Değer oldukça yüksek olabilir. Kısacası değer giriş kapasitesi gerilimi, ESR artı, mosfet Rds-on değeri ve yol dirençleriyle ilgilidir.

Imax=Vdc-bus/(Rds_on + ESR_Cap + Rpcb) olarak alabilirsin.

Direnç değerleri çok düşük olduğu için de akım değerleri oldukça yüksek değerlere çıkar.

BLDC motor sürücü uygulamanda girişten DC çekilirken, senin motorun sürekli darbeli akımlara maruz kalacak. Bu yüksek darbeli akımları giriş kapasitesi sağlamak zorunda. Bu yüzden girişteki kapasitelerini de low-esr ve high ripple current oranlarında seçmen uygun olacaktır.

Benim uygulamamda girişte 200V/68uF değerinde 1.3Arms ripple akım değerinde tam 134 adet kapasite vardı DC barada. İşçiler bir gün yanlışlıkla ısıya dayanıklı silikon yerine, normal bildiğimiz şeffaf silikondan sıkmışlardı, tam yük altında 85-90 derecelere çıkıyordu kapasiteler ve silikonun aktığını görmüştük.

[Zoroaster]

Bir de bunlar low-esr değil. Normal kapasitör. ESR değerleri hakkında nasıl fikir edinebilirim.

Basit bir deney yapabilirsin.

Kapasitörü max gerilimime yakın bir değere doldurursun. 1 ohm ya da daha düşük ve en azından 1 kaç watt karbon direnci mos bağlarsın. Scopun 1 kanalını kapasitör uçlarına bağlarsın. Diğer kanalı da 1 ohm uçlarından akımı izlemek üzere bağlarsın.

Mosu mesela 100us iletime sokup geri devreden çıkarırsın. Kapasitör aniden kısa süreliğine 1 ohm ile yüklenir. ESR değerinden dolayı kapasitör voltajında çökme olur.

Elde edeceğin grafikten esryi hesaplayacağın ipuçlarını toplarsın.

[Cemre.]

@Zoroaster hocam bu anlattığınız yöntem tamam ancak bazı deney düzeneklerine sahip olmak gerekiyor. Scope ve kaynak gibi, şuan için elimde yok. Üreticinin kaynaklarında da bilgi bulamıyorum.

Biri JAMICON marka SK seri elektrolitik
Diğeri SAMSUNG marka elektrolitik.
ESR için fikir verecek basit bir hesap yok mu?