Amperaje máximo por pin...

[DATAGENIUS]

Hola a todos.

Me gustaría plantear 2 dudas dentro del mismo tema y que están relacionadas.

1º.- Quiero usar un MOSFET de potencia, con encapsulado TO220, el IRFB3207ZPbF, que según su hoja técnica su corriente continua máxima permitida por sus conexiones es de 120A (a pesar de que el silicón soporta 170A). Entonces la pregunta es ¿cómo es posible que por esos pines tan delgados puedan pasar 120A cuando, en comparación, recién un 2 AWG (de unos 7mm de diámetro) es el calibre permitido para una circulación de corriente similar?

Puede que opinen que el terminal que se usa es el TAB, conectado con el DRENADOR internamente, y ahí aumenta la sección de contacto pero igual tendremos que hacer circular 120A por el pin SURTIDOR el cual es de poco más de 1mm de diámetro en su parte más gruesa... Ahí se me hace la primera gran confusión, por que no encuentro la relación calibre/Amperaje, si es que existe

2º.- Tengo una referencia acerca del término Efecto Pelicular que se da en un conductor al paso de la corriente eléctrica tanto para continua como para alterna. Respecto de mi 1ª duda, ¿estará contemplado que por la sección del pin, en corriente alterna, hay menos espacio para hacer circular tanta corriente?

Ya que como se explica, en alterna la circulación de electrones se aleja del centro del conductor, por tanto se reduce la sección "disponible" para tal circulación eléctrica...

Bueno colegas les encargo una ayuda a resolver esto, para poder tenerlo en consideración en próximos diseños

 

[Vin]

Pues yo creo que es porque estás comparando sección de cables (cobre) con pines del encapsulado, que suelen llevar plata y oro (mejores conductores).

Saludos

 

[Eduardo]

1º.- Quiero usar un MOSFET de potencia, con encapsulado TO220, el IRFB3207ZPbF, que según su hoja técnica su corriente continua máxima permitida por sus conexiones es de 120A (a pesar de que el silicón soporta 170A). Entonces la pregunta es ¿cómo es posible que por esos pines tan delgados puedan pasar 120A cuando, en comparación, recién un 2 AWG (de unos 7mm de diámetro) es el calibre permitido para una circulación de corriente similar?

En el caso de un cable, la corriente admisible la determina la temperatura que levante, y la corriente que se especifica es para un cable "en el aire". Si el cable es subterráneo o está metido en un tubo junto con otros cables la corriente admisible es menor. Y si estuvieran sumergidos en aceite --> mucho mayor.

El mosfet en cambio está sobre un disipador que se supone correctamente dimensionado para que la temperatura no se vaya a la m***da. Al ser cortos los pines, el calor generado por efecto Joule se evacúa comodamente en el disipador.
Si a esos pines los continuaras con cables de la misma sección, a unos pocos centímetros ya no podrían "disipar por el disipador" y estarían en las mismas condiciones que un cable común.

Oooootra condición aparece en cableados con tensiones bajas, ahí importa también la caída de tensión --> por eso es que a igualdad de corriente, los cableados en sistemas de 12V en general necesitan mayor sección que uno sobre 220/380.

2º.- Tengo una referencia acerca del término Efecto Pelicular que se da en un conductor al paso de la corriente eléctrica tanto para continua como para alterna. Respecto de mi 1ª duda, ¿estará contemplado que por la sección del pin, en corriente alterna, hay menos espacio para hacer circular tanta corriente?

El efecto pelicular se dá solamente con corriente alterna. Es mas notorio a medida que aumenta la frecuencia y la sección del cable. A 50Hz, salvo con cables monstruosos, es imperceptible.

Cuando se trabaja con corrientes altas, ya sea en 50/60Hz o continua, en lugar de llevar corriente por una barra maciza se acostumbra usar varias barras separadas o caños.
Es un error común creer que esto se hace para disminuir el efecto pelicular (hasta con continua! :enfadado, cuando la razón es porque a medida que aumenta la sección del conductor disminuye su densidad de corriente admisible, y por lo tanto es mas negocio usar 4 barras de 10cm2 que una de 40cm2.

 

[DATAGENIUS]

Entones Eduardo, me quedo tranquilo

Y dicho sea de paso, has tenido tu la oportunidad de trabajar con ese tipo de encapsulado (TO220) y trabajar con corrientes de 100A ???

Esto más lo pregunto por un asunto de "experiencias", ya que por ejemplo, no sé como se dimensiona el impreso para esas corrientes... si conviene soldarlo directo o mediante cables... será mejor no usar conectores de terminales para TO220... etc. etc.

Ese tipo de cuestiones

Y gracias por la ayuda

 

[Eduardo]

Entones Eduardo, me quedo tranquilo

Tranquilo... una cosa es que pueda cumplir con lo especificado en el datasheet y otra que sea fácil y confiable conseguirlo . Un pequeño transitorio no deseado (en corriente o temperatura) y eso revienta. Con pulsos de 100A todo bien, pero en forma continua...

Y dicho sea de paso, has tenido tu la oportunidad de trabajar con ese tipo de encapsulado (TO220) y trabajar con corrientes de 100A ???

No, y no estaría tranquilo usando a 100A un componente que el datasheet me dice que soporta 120A.

Esto más lo pregunto por un asunto de "experiencias", ya que por ejemplo, no sé como se dimensiona el impreso para esas corrientes... si conviene soldarlo directo o mediante cables... será mejor no usar conectores de terminales para TO220... etc. etc.

Cuando se monta en el impreso un elemento de alta corriente se utilizan pistas de mas espesor para la parte de potencia (se engordan las pistas por deposición electrolítica, los pobres soldamos un cable al impreso ) y la salida es con bornera acorde.