Choix d'un mosfet compatible arduino

Bonjour, je suis un peu perdu dans la sélection du bon Mosfet. Plusieurs termes, j'ai un peu regardé sur internet mais je ne suis pas certain de tout ce qu'il faut compter.

Je voudrais contrôler une charge de 30v max et 15A max

Par exemple je crois que les sorties de chips arduino sont 5v et 40ma max, donc la grille devrait avoir besoin d'un minimum de 5v pour ouvrir et ne doit pas tirer plus de 40ma. (drive voltage)

Je dois aussi compter un (Vdss) de de minimum 30vdc.
Et on doit choisir un(ID) courant continuous drain de 15a

Est-ce que c'est correct ou pas et dois-je prendre en compte autre chose dans la sélection?

Merci!

Par exemple je crois que les sorties de chips arduino sont 5v et 40ma max, donc la grille devrait avoir besoin d'un minimum de 5v pour ouvrir et ne doit pas tirer plus de 40ma. (drive voltage)

Une grille a une impédance élevée. Elle ne tire rien. Mais je te conseille de placer une résistance de 100KΩ entre grille et source; + 1 résistance de 220Ω entre sortie ARDUINO et grille.

Je te conseille les MOSFETs "Logic level", en vert sur cette page :

mosfets-de-puissance

Comme tu ne précises pas le type (N ou P) :

Canal N : l'IRLZ44N est très courant (éviter le IRFZ44N)
IRLB3034 est pas mal aussi

Canal P : SUP90P06

hbachetti:
Une grille a une impédance élevée. Elle ne tire rien. Mais je te conseille de placer une résistance de 100KΩ entre grille et source; + 1 résistance de 220Ω entre sortie ARDUINO et grille.

Je te conseille les MOSFETs "Logic level", en vert sur cette page :

mosfets-de-puissance

Comme tu ne précises pas le type (N ou P) :

Canal N : l'IRLZ44N est très courant (éviter le IRFZ44N)
IRLB3034 est pas mal aussi

Canal P : SUP90P06

super merci l'ami!

Le IRLB3034 a 195 amps de ID, est-ce qu'il y a avantage de l'utiliser comparativement au IRLZ44N ? Si je pense utiliser maximum 10A ?

haaa le RDSon est de 2m ohm comparativement à 25m ohm donc, le 3034 va être plus efficace et moins consommer d'énergie au passage de la charge.

Avant de conclure sur le rdson il faut bien voir ce qu'il provoque : une chute de tension parasite.
Un rdson de 25 mohms à 10 À provoquera une chute de tension de 0,25 V

Attention le rdson n'est pas une "vraie" résistance, c'est "un équivalent" résistance et sa valeur n'est pas indépendante du courant Id : le rdson est minimal pour le courant Id maximal.

La bonne question pour ton application est de voir si c'est gênant.
Déjà les 30V sont probablement connus à un pourcentage près, tu n'aura jamais 30,000000 V
La norme classique pour une tension d'alimentation est +/- 5% soit 30 V +/- 1,5 V.

On ne connaît pas ton application, c'est à toi de conclure.

Le paramètre le plus important et le plus difficile à appréhender est le Vgs threshold .
En se rappelant bien que c'est la tension de début de déblocage ( Id = 250 µA ) et que les courbes Id =f(Vgs) sont données pour la valeur moyenne du Vgs threshold et non pas pour la valeur max.

Dans l'annonce du tuto d'hbacheti publiée sur ce forum MOSFETS de puissance - Tutoriels et cours - Arduino Forum
j'avais ajouté un complément avec des simulations qui montrent la différence de comportement entre les IRF 520 et les IRL 520 quand ils sont pilotés à partir du 5V.

hbachetti:
Une grille a une impédance élevée. Elle ne tire rien.

Oui et non. C'est une capacité. Et lors des transitions elle peut demander pas mal de courant ce qui peut écrouler ta sortie. Et, dans ce cas tu vas te trouver en mode linéaire (avec un Rdson élevée) jusqu'à ce que ta sortie ait retrouvé un niveau stable. Pour bien faire, il faut attaquer la grille avec une source ayant une impédance relativement faible surtout sur les MosFET de puissance où la capacité peut être élevée.

Et lors des transitions elle peut demander pas mal de courant

Absolument. D'où la résistance de grille de 220Ω pour limiter ce courant.

Le IRLB3034 a 195 amps de ID, est-ce qu'il y a avantage de l'utiliser comparativement au IRLZ44N ? Si je pense utiliser maximum 10A ?

Ce n'est pas un problème d'utiliser un MOSFET de 195A pour commuter 10A. Si la chute de tension est faible, comme le transistor est saturé, la puissance dissipée sera faible, et l'absence de dissipateur peut être un avantage.

haaa le RDSon est de 2m ohm comparativement à 25m ohm donc, le 3034 va être plus efficace et moins consommer d'énergie au passage de la charge.

Ces deux MOSFETs ont un VGSth comparable.
L'IRLB3034 aura une résistance RDSon de 2mΩ pour VGS = 4.5V, ID = 172A
L'IRLZ44N aura une résistance RDSon de 25mΩ pour VGS = 5.0V, ID = 25A

2mΩ avec 10A donneront 20mW de dissipation.
25mΩ avec 10A donneront 250mW de dissipation.

Dans les deux cas, le dissipateur est inutile.
Les deux modèles se trouvent facilement même sur AliExpress.

En supposant que ce MOSFET soit prévu pour ce projet UPS :

Un MOSFET canal N t'obligera à couper la charge par le bas (low side, la charge est entre drain et +24V).

Un MOSFET canal P t'obligera à couper la charge par le haut (high side, la charge est entre drain et GND).
Comme la commande est en 5V, il faudra un transistor supplémentaire :

Voir ICI.

Aïe le NPN est en montage émetteur commun et l'impédance de sortie d'un montage émetteur commun est égal à la résistance de collecteur soit ici 10 kohms !

Il faut passer par un étage d'adaptation d'impédance en collecteur commun.

L'impédance de sortie d'un Collecteur Commun est égal à la résistance d'émetteur divisée par le ß du transistor.

Avec un béta de 100 on obtient RS = 100 ohms


Attention, quand le NPN sur mon schéma est saturé, la résistance de gate est de 220Ω.
La résistance de pullup de 10K intervient seulement pour fixer le potentiel quand le NPN est bloqué.

Pour saturer le MOSFET la constante de temps du circuit RC formé par la résistance de 220Ω + capacité du MOSFET sera faible.
IRLZ44N : 400pF : 88ns
IRLZ44N : 1980pF : 430ns
Pour bloquer le MOSFET la constante de temps du circuit RC formé par la résistance de 10KΩ + capacité du MOSFET sera plus élevée.
IRLZ44N : 400pF : 4µs
IRLZ44N : 1980pF : 20µs

Il s'agit de commuter une tension batterie pour un UPS, pas de bâtir un oscillateur haute fréquence.

Exact, je retire le schéma et raye le texte pour éviter la confusion.

Je pense qu'il manque surtout un élément. Comme Btguillaume parlait de MOSFET canal N, la coupure de la charge par le côté GND ne me paraît pas une très bonne idée.
J'ai plutôt l'habitude de couper le rail positif dans ce genre de situation.
Un avis ?

Merci pour vos commentaires et aides !

Oui hbachetti c'est pour mon UPS. Il manque beaucoup d'informations, je vais rectifier le tire avec ce post :

J'ai un projet qui vise à alimenter de façon autonome des sites de télécom qui vont tirer entre 50W et 200W. Le tout alimenté et fonctionnant à 24v DC. Les appareils vont pouvoir fonctionner normalement entre 22v et 28v-29v.

Je veux balancer l'énergie entre 2 sources avec un simple ATTiny85 soit entre l'alim sur secteur et un banc de batteries à décharge profonde. Le projet fonctionne sur plaque de montage et ce que j'avais sous la main c'est un relais mécanique. Donc vraiment pas assez rapide pour faire la transition entre les 2 sources :frowning: .
J'ai pensé aux transistors qui commutent rapidement, je crois que pour le modèle RLB3034 on fait un switch dans les 65uS. Donc vraiment plus rapide que pour les relais mécaniques.

Je vais utiliser un mosfet N oui pour la simplicité du montage.

hbachetti:
Je pense qu’il manque surtout un élément. Comme Btguillaume parlait de MOSFET canal N, la coupure de la charge par le côté GND ne me paraît pas une très bonne idée.
J’ai plutôt l’habitude de couper le rail positif dans ce genre de situation.
Un avis ?

Pourquoi il serait préférable de couper le +24v ? Si la pin GNd n’est pas rattachée il n’y aura pas de différence de potentiel au même titre que dans la situation inverse non?

J'ai plutôt l'habitude de couper le rail positif dans ce genre de situation.
Un avis ?

Tout simplement il ne me vient pas à l'idée de couper le rail de masse. La masse pour moi c'est sacrée.

Que va-t-il se passer si on coupe le rail de masse d'un module alors que son rail d'alim est toujours actif et que ses liaisons avec les autres modules sont toujours en place ?
Je crains fortement des chemins d'alimentation parasites tordus et non maîtrisés.

Je ne dis pas que ce n'est pas possible................dans certain cas ultra précis et bien délimités on peut toujours présenter des exemples qui fonctionnent, exemple un moteur classique.
Mais d'une manière générale, non.

En général je commute une alimentation plutôt par le côté positif, mais avec du 24V cela fait ajouter un transistor :

Comme cela va a l'encontre de mes habitudes de couper le rail négatif, un petit schéma serait bien venu.

Il y a aussi un autre problème : je pense que dans un cas comme dans l'autre envoyer le 24V batterie dans l'alimentation 24V secteur si elle est non alimentée en 230V peut être source de problème et éventuellement peut la griller, à moins que sa sortie ne soit protégée.

Pas sûr. A voir.

Avec un N-MOSFET cela pourrait donner ceci (sauf erreur de ma part) :

ups-low-side.png

GNDPWR est la masse de l'alimentation 24V.

ups-low-side.png

68tjs ok je comprends mieux maintenant le pourquoi, simple précaution si je ne m'abuse.

hbachetti:

Attention, quand le NPN sur mon schéma est saturé, la résistance de gate est de 220Ω.
La résistance de pullup de 10K intervient seulement pour fixer le potentiel quand le NPN est bloqué.

Pour saturer le MOSFET la constante de temps du circuit RC formé par la résistance de 220Ω + capacité du MOSFET sera faible.
IRLZ44N : 400pF : 88ns
IRLZ44N : 1980pF : 430ns
Pour bloquer le MOSFET la constante de temps du circuit RC formé par la résistance de 10KΩ + capacité du MOSFET sera plus élevée.
IRLZ44N : 400pF : 4µs
IRLZ44N : 1980pF : 20µs

Il s'agit de commuter une tension batterie pour un UPS, pas de bâtir un oscillateur haute fréquence.

Donc je pourrais essayer ton schéma, les résistances 10k et 200 vont créer un pont diviseur de tension à la broche collecteur du transistor NPN donc il va devoir passer que VOUT= 0,25831702544V. Donc j'ai sous la main un transistor NPN TIP120 ce qui serait suffisant pour faire démarrer le SUP90P06.

Maintenant j'aurais avec votre aide un bon début pour balancer mes 2 sources. Je vais soumettre mon schéma final voir si je me goure sur un point. On ne sait jamais :confused:

Non.

Quand le NPN est saturé la résistance de 220Ω est (presque) directement reliée à GND (le PMOS est passant). La 10KΩ n'intervient pratiquement pas.

Quand le NPN est bloqué les résistances de 10KΩ et 220Ω sont en série et polarisent la grille au +24V (le PMOS est bloqué).

En l'absence de résistance de 10KΩ quand le NPN est bloqué, la grille du PMOS se retrouverait pratiquement en l'air, ce qui le ferait peut-être osciller. La résistance de 10KΩ limite également le courant de collecteur du NPN.

TIP120 : franchement trop gros, un 2N3904 ou 2N2222 suffirait amplement.
Mais tu peux faire un essai avec le TIP120.