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Calculer la puissance dissipée des MOSFET
Koooks @
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Posté le: 03 août 2019 à 17:00 
Bonjour à tous !
J'espère que vous allez bien.
Voilà, je me permets de poster ce message afin de vous demander quelques éclaircissements sur un calcul que je n'arrive pas à faire.
Je pense que ceux ici qui s'intéressent aux composants et notamment aux cartes mères et aux cartes graphiques ont déjà entendu ou vu une vidéo du Youtuber "Buildzoid" (qui fait souvent des vidéos en coopération avec Gamers Nexus).
Dans ses analyses de cartes mères, il étudie les VRM et calcul à la fin la puissance dissipée.
Je trouve personnellement ceci vachement intéressant et je me suis mis il y a 2 jours à essayer de faire de même en essayant d'apprendre 2-3 trucs sur les MOSFET et les calculs électroniques.
Mais voilà, malgré plusieurs calculs je ne trouve pas les mêmes résultats que Buildzoid. Je trouve toujours des valeurs inférieures.
J'ai donc décidé de poster ici mes calculs et ma démarche en espérant que quelqu'un de bien plus qualifié que moi accepte de m'aider.
Mes calculs portent sur la MSI B350m Gaming Pro que Buildzoid a analysé ici : &t=832s
Dans l'une de ses autres vidéos, il explique qu'il calcule 2 choses :
-Conduction Loss (Effet Joule non ?)
-Switching Loss (Perte de commutation ?)
J'ai donc essayé de faire la même chose.
Voici les données récoltées pour la B350m Gaming Pro
High side MOSFET :
-PK616BA : http://www.unikc.com.cn/UploadFile/products/2015710171838-PK616BA_REV1.0_20140220.pdf
Low Side MOSFET :
-PK632BA : https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/NIKO-Semicon-PK632BA_C133609.pdf
Voici mes calculs pour les High side MOSFET :
Conduction loss = I² x R x (Vo/Vin) = 100² x 0.007 x (1.42/12) = 8.28. Je divise ensuite par trois car la carte mère possède 3 phases au niveau du Vcore ce qui me donne : 2.76w
Switching Loss = 0.5 x Vin x I x (Tr + Tf) x f = 0.5 x 12 x 100 x (0.000000023 + 0.000000024) x 300 000 = 8.46. Je divise également par 3 ce qui me donne : 2.82w
Pour les Low Side :
Conduction Loss = I² x R x (1-(Vo/Vin)) = 9.7w (Déjà divisé par 3)
Switching Loss= 1.92w
Total = 2.76+2.82+9.7+1.92 = 17.2w
Buildzoid trouve pour 100A 22w donc 5w de différence par rapport à mes calculs.
Je ne sais pas trop où est mon erreur.
Ai-je mal lu ou mal exploité la fiche technique des MOSFET ?
Les formules que j'utilise sont-elles fausses ?
Est-ce qu'il me manque une donnée supplémentaire qui explique l'écart ?
Dans le cas de MOSFET DrMos, dois-je utiliser les mêmes formules ?
Autre question : Dans le cas d'une CM avec des doubleurs, dois-je prendre en compte le nombre de phases total (incluant les doubleurs) ou les "vraies" phases ?
Merci beaucoup à ceux qui prendront le temps de lire ce message !
J'espère que vous allez bien.
Voilà, je me permets de poster ce message afin de vous demander quelques éclaircissements sur un calcul que je n'arrive pas à faire.
Je pense que ceux ici qui s'intéressent aux composants et notamment aux cartes mères et aux cartes graphiques ont déjà entendu ou vu une vidéo du Youtuber "Buildzoid" (qui fait souvent des vidéos en coopération avec Gamers Nexus).
Dans ses analyses de cartes mères, il étudie les VRM et calcul à la fin la puissance dissipée.
Je trouve personnellement ceci vachement intéressant et je me suis mis il y a 2 jours à essayer de faire de même en essayant d'apprendre 2-3 trucs sur les MOSFET et les calculs électroniques.
Mais voilà, malgré plusieurs calculs je ne trouve pas les mêmes résultats que Buildzoid. Je trouve toujours des valeurs inférieures.
J'ai donc décidé de poster ici mes calculs et ma démarche en espérant que quelqu'un de bien plus qualifié que moi accepte de m'aider.
Mes calculs portent sur la MSI B350m Gaming Pro que Buildzoid a analysé ici : &t=832s
Dans l'une de ses autres vidéos, il explique qu'il calcule 2 choses :
-Conduction Loss (Effet Joule non ?)
-Switching Loss (Perte de commutation ?)
J'ai donc essayé de faire la même chose.
Voici les données récoltées pour la B350m Gaming Pro
High side MOSFET :
-PK616BA : http://www.unikc.com.cn/UploadFile/products/2015710171838-PK616BA_REV1.0_20140220.pdf
Low Side MOSFET :
-PK632BA : https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/NIKO-Semicon-PK632BA_C133609.pdf
Voici mes calculs pour les High side MOSFET :
Conduction loss = I² x R x (Vo/Vin) = 100² x 0.007 x (1.42/12) = 8.28. Je divise ensuite par trois car la carte mère possède 3 phases au niveau du Vcore ce qui me donne : 2.76w
Switching Loss = 0.5 x Vin x I x (Tr + Tf) x f = 0.5 x 12 x 100 x (0.000000023 + 0.000000024) x 300 000 = 8.46. Je divise également par 3 ce qui me donne : 2.82w
Pour les Low Side :
Conduction Loss = I² x R x (1-(Vo/Vin)) = 9.7w (Déjà divisé par 3)
Switching Loss= 1.92w
Total = 2.76+2.82+9.7+1.92 = 17.2w
Buildzoid trouve pour 100A 22w donc 5w de différence par rapport à mes calculs.
Je ne sais pas trop où est mon erreur.
Ai-je mal lu ou mal exploité la fiche technique des MOSFET ?
Les formules que j'utilise sont-elles fausses ?
Est-ce qu'il me manque une donnée supplémentaire qui explique l'écart ?
Dans le cas de MOSFET DrMos, dois-je utiliser les mêmes formules ?
Autre question : Dans le cas d'une CM avec des doubleurs, dois-je prendre en compte le nombre de phases total (incluant les doubleurs) ou les "vraies" phases ?
Merci beaucoup à ceux qui prendront le temps de lire ce message !
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Knapneder @
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Posté le: 03 août 2019 à 20:34
Salut,
Je trouve ton idée très intéressante, et bien que n'étant pas électronicien je pense avoir compris tes calculs. Je ne pourrais par contre pas répondre à tes interrogations, j'espère que quelqu'un de plus qualifié ici pourra y répondre !
Un souci avec la modération? -> https://www.cowcotland.com/topic36431.html#649011
Je trouve ton idée très intéressante, et bien que n'étant pas électronicien je pense avoir compris tes calculs. Je ne pourrais par contre pas répondre à tes interrogations, j'espère que quelqu'un de plus qualifié ici pourra y répondre !
Un souci avec la modération? -> https://www.cowcotland.com/topic36431.html#649011
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FouloudGlioziol @
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Posté le: 03 août 2019 à 20:44
Mais bel effort respect
le ridicule ne tue pas, ce qui ne te tue pas te rend plus fort, donc : le ridicule te rend plus fort
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Posté le: 03 août 2019 à 23:19
Voilà un problème intéressant mais cela va être difficile pour moi de m'y pencher avant une bonne semaine, désolé.
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Posté le: 03 août 2019 à 23:34
Je ne vais pas commenter les formules (je ne m'y connais assez en électronique pour comprendre les grandes lignes et l'influence de certaines paramètres, mais largement pas assez pour tout suivre), mais je remarque que tu ne traites pas la distribution de l'intensité entre les phases de la même manière pour les deux formules:
- conduction: I est au carré, donc en divisant par N phases, chaque phase voit (I/N)², soit I²/N sur l'ensemble des phases (division globale par trois comme tu l'expliques)
- switching: cette puissance est directement proportionnelle à I, donc chaque phase voit I/N, soit I sur l'ensemble des phases (pas de division par trois du coup)
Du coup, si on ne divise pas par trois les deux valeurs de switching, ça donne un total de 2.76+2.82*3+9.7+1.92*3 = 26.68W (c'est trop ce coup ci)
J'ai l'impression qu'en doublant le nombre de mosfets par phase, ça marcherait à peu près (ça diviserait par 2 la conduction loss, pas de changement pour le switching): 2.76/2+2.82*3+9.7/2+1.92*3 = 20.45W: c'est plutôt proche des chiffres de la vidéo, il y a peut être des valeurs intermédiaires arrondies ou encore une valeur pour le Vin qui n'est pas prise à 12V tout rond (les tensions sont toujours un peu différentes sous charge, il est possible que buildzoid a pris une tension un peu plus réaliste par expérience: tu peux toujours regarder en faisant varier le 12V d'un ou deux dixièmes de Volt pour regarder si ça a une grande influence)
- conduction: I est au carré, donc en divisant par N phases, chaque phase voit (I/N)², soit I²/N sur l'ensemble des phases (division globale par trois comme tu l'expliques)
- switching: cette puissance est directement proportionnelle à I, donc chaque phase voit I/N, soit I sur l'ensemble des phases (pas de division par trois du coup)
Du coup, si on ne divise pas par trois les deux valeurs de switching, ça donne un total de 2.76+2.82*3+9.7+1.92*3 = 26.68W (c'est trop ce coup ci)
J'ai l'impression qu'en doublant le nombre de mosfets par phase, ça marcherait à peu près (ça diviserait par 2 la conduction loss, pas de changement pour le switching): 2.76/2+2.82*3+9.7/2+1.92*3 = 20.45W: c'est plutôt proche des chiffres de la vidéo, il y a peut être des valeurs intermédiaires arrondies ou encore une valeur pour le Vin qui n'est pas prise à 12V tout rond (les tensions sont toujours un peu différentes sous charge, il est possible que buildzoid a pris une tension un peu plus réaliste par expérience: tu peux toujours regarder en faisant varier le 12V d'un ou deux dixièmes de Volt pour regarder si ça a une grande influence)
Koooks @
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Posté le: 07 août 2019 à 14:53
Bonjour à tous !
Tout d'abord, merci pour vos réponses et vos encouragements c'est sympa de votre part !
Concernant mes calculs, j'ai faux déjà concernant le Switching Loss des Low side MOSFET. En fait, il n'y en a pas. Enfin si, il y a un calcul à effectuer mais le résultat est tellement infime qu'il ne fait pas varier tant que ça le résultat final. La raison est que la tension à prendre n'est pas 12V mais la tension de la diode du MOSFET qui est aux alentours de 1V.
J'ai essayer un peu de bidouiller tout ça en changeant divers éléments mais je ne tombe pas exactement juste et plus j'augmente le courant plus mon écart entre mes résultats et ceux de Buildzoid sont grands.
Je vais essayer de me documenter un peu plus.
Encore merci !!
Tout d'abord, merci pour vos réponses et vos encouragements c'est sympa de votre part !
Concernant mes calculs, j'ai faux déjà concernant le Switching Loss des Low side MOSFET. En fait, il n'y en a pas. Enfin si, il y a un calcul à effectuer mais le résultat est tellement infime qu'il ne fait pas varier tant que ça le résultat final. La raison est que la tension à prendre n'est pas 12V mais la tension de la diode du MOSFET qui est aux alentours de 1V.
J'ai essayer un peu de bidouiller tout ça en changeant divers éléments mais je ne tombe pas exactement juste et plus j'augmente le courant plus mon écart entre mes résultats et ceux de Buildzoid sont grands.
Je vais essayer de me documenter un peu plus.
Encore merci !!
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