Hola a todos,
Después de quemar varios STB55NF06L de mi Ramps 1.4 me puse investigar porque se me estaban quemando. Por lo que he podido entender, el problema es la corriente continua que soportan sin disipador ni ventilación forzada.
Lo primero que revisé si no estaba pasando por la zona ohmnica porque la Vgs era baja y no estaba bien formado el canal (en ningún lugar de la Hoja de datos dice que es logic level). Revisando bien la hoja de datos con 5V Vgs el canal debería estar bien formado. Por lo que esa teoría la descarté.
Lo siguiente que fue revisar que el código no este haciendo un PWM de alta frecuencia, por lo que esté demasiado tiempo en la zona ohmnica. Ya que el circuito de drive del gate de la RAMPS no está preparando para alta frecuencia.
Revisando el código de Marlin, salvo que especifique lo contrario la cama caliente tiene un control tipo "Bang-Bang" o "On-Off". Y en el caso de hacerlo por PID el PWM es de 7Hz aproximadamente. Por lo vi en el osciloscopio no hay ruido de alta frecuencia que haga conmutar el mosfet.
Después de ver la salida del osciloscopio me di cuenta que el mosfet esta siempre encendido hasta que llega a la temperatura de referencia, y eso puede llegar desde 5 a 20 minutos según el caso. En ese caso el escenario de uso del mosfet es en corriente continua.
Ya que no le puse ningún disipador, y en las ultimas pruebas el mosfet no estaba bien ventilado (estaba más preocupado por que no se me quemaran los drivers de los paso a paso), pienso que se destruyó al superar la temperatura máxima de Juntura
Por eso hice el siguiente estudio:
Se puede ver claramente que STB55NF06L no soporta 10.25A de continua por lo que, si no me equivocado en los cálculos o tengo algún concepto erróneo, sin disipador o ventilación forzada. Llegando a destruirse por superar la temperatura máxima de Juntura.
La RAMPS 1.4SB que tiene unos toshiba TK72E12N1 con una RDon muy baja. Creo que esta hoja de datos es bastante conservadora.
Me puse a realizar los mismos calculos para ese mosfet y por lo parece si soportan 10.25A de manera continua.
Buscando en Digikey encontré unos cuantos MOSFET Logic Level de NXP que son bastante baratos y tienen una RdSon muy baja.
Adjunto los links las hojas de datos y la hoja de excel donde hice los cálculos
MTP3055VL
PSMN3R4-30PL
PSMN2R7-30PL
PSMN2R0-30PL
PSMN1R8-30PL
TK72E12N1
STB55NF06L
Otra consideración es que el TO-220 no se destruya sin disipador no significa que los conectores "molex" azules de la cama no se derritan si la temperatura del encapsulado es alta.
En resumen: si vas a usar la RAMPS como viene de fabrica ponle disipador y/o ventilación forzada al mosfet de la cama caliente. Sino cambia el mosfet por otro más adecuado.
Espero que le sirva a alguien esta comparación.
Saludos
Después de quemar varios STB55NF06L de mi Ramps 1.4 me puse investigar porque se me estaban quemando. Por lo que he podido entender, el problema es la corriente continua que soportan sin disipador ni ventilación forzada.
Lo primero que revisé si no estaba pasando por la zona ohmnica porque la Vgs era baja y no estaba bien formado el canal (en ningún lugar de la Hoja de datos dice que es logic level). Revisando bien la hoja de datos con 5V Vgs el canal debería estar bien formado. Por lo que esa teoría la descarté.
Lo siguiente que fue revisar que el código no este haciendo un PWM de alta frecuencia, por lo que esté demasiado tiempo en la zona ohmnica. Ya que el circuito de drive del gate de la RAMPS no está preparando para alta frecuencia.
Revisando el código de Marlin, salvo que especifique lo contrario la cama caliente tiene un control tipo "Bang-Bang" o "On-Off". Y en el caso de hacerlo por PID el PWM es de 7Hz aproximadamente. Por lo vi en el osciloscopio no hay ruido de alta frecuencia que haga conmutar el mosfet.
Después de ver la salida del osciloscopio me di cuenta que el mosfet esta siempre encendido hasta que llega a la temperatura de referencia, y eso puede llegar desde 5 a 20 minutos según el caso. En ese caso el escenario de uso del mosfet es en corriente continua.
Ya que no le puse ningún disipador, y en las ultimas pruebas el mosfet no estaba bien ventilado (estaba más preocupado por que no se me quemaran los drivers de los paso a paso), pienso que se destruyó al superar la temperatura máxima de Juntura
Por eso hice el siguiente estudio:
Se puede ver claramente que STB55NF06L no soporta 10.25A de continua por lo que, si no me equivocado en los cálculos o tengo algún concepto erróneo, sin disipador o ventilación forzada. Llegando a destruirse por superar la temperatura máxima de Juntura.
La RAMPS 1.4SB que tiene unos toshiba TK72E12N1 con una RDon muy baja. Creo que esta hoja de datos es bastante conservadora.
Me puse a realizar los mismos calculos para ese mosfet y por lo parece si soportan 10.25A de manera continua.
Buscando en Digikey encontré unos cuantos MOSFET Logic Level de NXP que son bastante baratos y tienen una RdSon muy baja.
Adjunto los links las hojas de datos y la hoja de excel donde hice los cálculos
MTP3055VL
PSMN3R4-30PL
PSMN2R7-30PL
PSMN2R0-30PL
PSMN1R8-30PL
TK72E12N1
STB55NF06L
Otra consideración es que el TO-220 no se destruya sin disipador no significa que los conectores "molex" azules de la cama no se derritan si la temperatura del encapsulado es alta.
En resumen: si vas a usar la RAMPS como viene de fabrica ponle disipador y/o ventilación forzada al mosfet de la cama caliente. Sino cambia el mosfet por otro más adecuado.
Espero que le sirva a alguien esta comparación.
Saludos