Ideální dioda 10A

Výkonová dioda na bázi tranzistoru MOSFET s nízkým úbytkem napětí v propustném směru je určena pro větší proudy.

Produkt není určen laikům. Elektronici snadno pochopí funkci a proto tuto ideální diodu dokážou správně aplikovat.

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 5,5 mΩ). Takže při proudu 10 A vznikne výkonová ztráta přibližně 0,5 W (+ pochopitelně zanedbatelná spotřeba řídicího obvodu). Tomu odpovídá vypočtený úbytek napětí 0,055 V.

Technické údaje

• Pracovní napětí: 3–26 V DC
• Pracovní proud: 10 A, max. 15 A (s chlazením)
• Vnitřní odpor: 5,5 mΩ
• Klidový proud: 130 µA

• Rozměry: 15 × 13 × 3 mm

Připojení do obvodu

Zapojuje se do kladné větve silového obvodu. Protože se odněkud musí brát řídicí napětí pro ovládání MOSFETu, má modul dva třetí vývody 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)
• VOUT … výstup kladné větve (Katoda)
• GND … zem

Aplikační schéma připojení je v datasheetu obvodu (viz odkazy níže).

Zapojení – použité prvky

Podle různých indicií jsme identifikovali řídicí obvod ideální diody.

Řídicí obvod

• DZDH0401DW
• Výrobce: Diodes
• DZDH0401DW – Reverse Voltage Protection Ideal Diode Controller
• Datasheet (výrobce)
• Pouzdro: SOT363
• SMD marking: 2M4

Tranzistor MOSFET

• AGM30P05A
• Výrobce: AGM Semi
• www.agm-mos.com
• Datasheet (distributor)

Praktické info

Chlazení

Při větším proudu nezapomeňte na chlazení – za tím účelem prodáváme samolepicí chladiče. Nejdříve si podle Ohmova zákona (viz Poznámku níže) 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.

Poznámka: Podle datasheetu zjistíte, že průchozí odpor MOSFETu v sepnutém stavu je 5,5 mΩ, ale může být až 11,3 mΩ (zvláště při nižších napětích). A také maximální výkonová stráta může být skoro až 60 W, ale to samozřejmě s chlazením 🙂

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.