Perché un Mosfet per ASG potrebbe bruciarsi se la batteria non è ben carica o è sottodimensionata?

Bella domanda vero? Qualcuno sicuramente se la pone, anche a te è capitata questa cosa anomala? Magari utilizzando Mosfet di scarsa qualità a prezzo troppo basso? Oppure ti sei cimentato da solo comprando un Mosfet e hai fatto i collegamenti da te? In ogni caso, anche tu vuoi sapere per quale motivo un Mosfet di una arma softair potrebbe bruciarsi per scarsa capacità della batteria quando questo sembrerebbe paradossale?

Per quale motivo una batteria carica e potente non dovrebbe danneggiare il Mosfet mentre una batteria scarica (o con scarsa capacità per quel tipo di motore elettrico) dovrebbe danneggiare il Mosfet se il carico elettrico è minore?

Non lo so nemmeno io che sto scrivendo, mi dispiace. Scherzo. Lo so eccome!
Vediamo cosa succede al Mosfet quando le condizioni sono corrette (batteria carica e con la giusta capacità in termini di corrente erogabile) e quando invece le condizioni non sono corrette (batteria troppo piccola per quel motore oppure inefficiente).

Il Mosfet, come spiegato in altri articoli su softair.blog (che deve essere il tuo punto di riferimento per il softair!) è un semiconduttore che viene impiegato come switch a stato solido, ovvero senza contatti elettrici in movimento. Come già spiegato (però ti consigliamo di cercare su questo blog anche gli altri articoli con chiave “Mosfet” per alimentare la tua cultura personale) il motore elettrico delle ASG è un carico induttivo e gravoso da comandare con contatti elettrici meccanici; prima di tutto ci sono picchi di corrente molto alti nei motori elettrici (sai che certi motori in partenza possono assorbire per brevi transitori fino a 20 volte la corrente nominale di normale funzionamento?), inoltre, nella fase di OFF (quindi quando si rilascia il grilletto) si creano delle extra-tensioni inverse di molti Volt che generano piccoli archi voltaici sullo switch meccanico del grilletto danneggiandolo nel tempo.

Il Mosfet si prende la briga di accendere e spegnere il motore togliendo tutto il carico allo switch del grilletto, il quale dovrà solo fornire tensione (con corrente idealmente zero) al Mosfet per comandarlo. Il Mosfet gestirà le alte correnti ed il suo diodo dumper interno smorzerà le extra-tensioni inverse senza problemi.

Ma c’è un però. Il Mosfet riesce a fare questo egregio lavoro senza difficoltà perché ha una resistenza interna in fase di ON che è bassissima. Questo valore si chiama Rd-On è rappresenta il valore di resistenza elettrica quando il Mosfet è pilotato per completa chiusura, quindi per la fase di accensione del motore. Questo valore, in base al modello di Mosfet o Hexfet, può essere di molto inferiore agli 0,1 ohm, a volte inferiore agli 0,01 ohm.

Dissipazione di potenza termica del Mosfet per ASG
Il Mosfet o Hexfet, ottiene le sue migliori performance di chiusura quando il suo Gate (il terminale di comando collegato al grilletto) è comandato con tensioni di circa 10V. La sua chiusura corretta avviene però già con tensioni di poco superiori ai 4V, normalmente 4,3V, in queste condizioni la potenza termica dissipata (che si ottiene con R x I x I dove R è la resistenza di chiusura del Mosfet ed I la corrente assorbita dal motore) è bassissima ed il Mosfet non si scalda più di tanto. Ma se la tensione della batteria sotto carico inizia a scendere sotto i 5V, il Mosfet aumenta di molto la sua resistenza di chiusura, in questo caso, per la stessa formula di calcolo della potenza dissipata R x I x I, il Mosfet inizierà a dissipare diversi Watt di potenza termica surriscaldandosi anche fino alla rottura del componente stesso. Per questo motivo i fucili dotati di Mosfet di qualità o di ETU hanno sistemi di protezione che inibiscono l’accensione del motore se le condizioni della batteria non sono ottimali!

Se ami il fai-da-te e nello specifico il softair-tuning, ricorda che il Mosfet per funzionare bene deve essere comandato con tensioni di Gate possibilmente superiori ai 5V e mai sopra i 14V per non danneggiarlo (meglio verificare sempre i Datasheet dei Mosfet per vedere la loro tensione massima di Gate, ad ogni modo le normali batterie sono da circa 7V quindi questo problema non dovrebbe presentarsi).

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