Bekonstruojant kelias schemas iškilo paprastas žalias klausimas- kas vis dėlto yra tranzistoriaus įjungimo ir išjungimo laikas? Datašytuose tai tas laikas nurodomas- td(ON), tr, td(OFF), tf… arba pilnas pavadinimas: Turn-ON delay time, Rise time, Turn-OFF delay time, Fall time…
Šiaip šie skaičiai, dažniausiai matuojami nano sekundėmis yra labai svarbūs. Jie nusako kaip elgiasi tranzistorius perjungimo metu.
Šis testas atliekas surinkus maždaug tokią schemą:
O tačiautaigi kaip čia viskas? Kartais kai kuriuose datašytuose būna grafikėlis toks sumakaluotas (čia vieno IGBT datašyto gabaliukas):
Labiau sumakaluoti grafiko tikriausiai negalėjo…
O štai kito datašyto jau stilizuotas paveiksliukas (MOSFET):
Va dabar viskas aiškiai matosi. O kas neišžlibina, didelis paveiksliukas. Atsispausdinkit ir pasikabinkit ant sienos. 🙂
Viskas, jau einu, nieko daugiau nespėsiu parašyti.
Dabar biški apie valdymo greitį ir raise time.
Yra labai paprasta formulė paskaičiuoti kokios galios (srovės) reikia išjudinti tranzistorių. Rodos reikiama galia P=Vcc * Q * f; Vcc- maitinimo įtampa, Q- gate krūvis iš datasheeto, f- jungimo dažnis.
Jungimo dažnis tai ne tau reikiamo signalo dažnis, o laikas per kurį pakyla signalas iš off į on. T.y valdymo signalo fronto ilgis.
Pvz. darom kažkokį generatorių kuris išpučia 10kHz dažnį (100 000ns), skiriam signalo užkilimui ką nors iki 1% to dažnio (jei lėčiau junginėsim, tranzas perkais dėl junginėjimosi nuostolių). Vadinasi Ton dažnis 1000kHz (1000ns, praktiškai reikia trumpesnio periodo).
Pasiimam arklinį tranzą IXFN27N80Q (800V, 27A). Jam Vg turi būti ne mažiau 10V, užtūros krūvis 170nC. Paskaičiuojam:
P(on)=10V * 0.000 000 170 * 1000 000=1.7W
Tiek galios reikia kad šitą tranzą įjungti. Panašiai reikės ir išjungti :). Todėl drasiai galima gautą rezultatą padauginti iš dviejų. (Jei tiksliai, tai reikėtu atskirai skaičiuoti įjungimą ir išjungimą). Aišku, čia labai didelis tranzistorius. Paskaičiuojam tranzistoriuką išlupta iš kompo motininės plokštės: STD12NF06. Šį tanzistorių galima valdyti ir nuo 5V, tačiau rekomenduotina valdymo įtampa 10V. Tranzo krūvis jau žymiai mažesnis- 10nC.
P(on)=10V * 0.000 000 010 * 1000 000=0.1W (pamažinus įtampą per pusę, galia irgi sumažės per pusę)
Taip galima nuspręsti, ar turimas “draiveris” patrauks tranzistorių.
Panaši formulė, tik kitais skaičiais:
Pd(on)=(D*Roh*Vcc*Qg*fsw)/(Roh+Rgext+Rgint);
Pd(off)=((1-D)*Rol*Vcc*Qg*fsw)/(Rol+Rgext+Rgint);
P=Pd(on)+Pd(off);
Čia D- signalo duty cycle (0.00x – 1.0); Roh- draiverio varža kai high signalas; Rol- atitinkamai low; Fsw- junginėjimo dažnis, Rgext- išorinis rezistorius ant G; Rgin- vidinė, konstrukcinė tranzistoriaus g varža; Qg- g krūvis.
Iš P manau galit pasiskaičiuoti ir srovę kuri tekės į tranzistorių iš draiverio. Taip galima įvertinti ar reikia papildomos tranzistorių pakopos ar net specialaus draiverio.
Pvz. 555 taimeris duoda max 200mA srovę. O ir dar vienas momentas- 555 taimerio rise ir fall laikas 100ns… Imeskit 100ns į aukščiau paminėtas formules ir paskaičiuotik galias. Tada ir pradeda aiškėti kodėl gaunasi anomalijos 🙂
Papildomos formulytės:
I=Q/t;
I- srovė amperais, Q- krūvis kulonais, t- laikas (periodas) sekundėm.
Teorinis 555 perjungia teorinį 10nC tranzą per 100ns…
Srovė iš mikroschemos I=10nC/100ns=1/10=0.1A, tiek dar patrauks. Tačiau didesnio teorinio tranzo tai jau ne:
I=170nC/100ns=1.7A. Tuo tarpu “teorinis” 555 duoda tik 0.2A.
(formulėse ir skaičiavimuose gali būti klaidų. Skaitykit datašytus.)
sveikas Levai, pasidariau vienam eksperimentui staciakampiu impulsu generatoriu su 555 taimeriu, stabilumas siuo atveju man nesvarbu, pakabinau ant iseimo (3) kanopos mosfeta. su skopu ziurint rodo poslini ant drain kojos liginant pries gate. o uzmetus paprasta tranza 3055 lig ir to nebuvo, bet keiciant pwm biskuti krito amplitude kaip ja padaryti stabilia tik kad keistusi impulso plotis??
Aš siūlyčiau MOSFET’ą junginėt per papildomą bipoliarinį tranzą. Gal gerb. Levas pasiūlys ką išmanesnio 🙂
Straipsnį dar nepabaigiau 🙂
O dėl mindaugo problemos. 555 taimerio išėjimo koja (3) yra dviejų tranzų grupė kuri gali pumpuoti max 200mA srovę. Į abi puses. Tai yra labai gerai, bet tų 200mA gali nepakakti greitai išpumpuoti užtūros (gate) talpos.
Tuoj bus apie tai parašyta…
Adminas, norejau paklausti nes jau baisiai nesiseka su mosfetais vis nukepa (perkaista) ir ne pagaunu kampo pvz. mosfetas irfz44n kiek i gate paduoti signalo daznio kad butu pats tas jam kHz? bei kiek supratau pagal jūsų aprasyma jam taip pat nemaziau 10v itampa turi buti i gate?
Nesupratau apie kokius “signalo dažnius” reikia paduoti. Dažnį reikia duoti tokį, kokį reikia kažkokiam prietaisui.
Pirmiausia, reikia sužinoti prie kokių įtampų ir srovių dirbam. Tranzas IRFZ44N atsidaro prie 4.5V, bet normaliam darbui prie didesnių srovių geriau daugiau nei 5V duoti.
Datašyto lentelėje parodyta kad prie 5V valdymo srovė per tranzą iki 10..20A (priklauso nuo temperatūros), prie 8V valdymo jau 100A (impusliniam režime, pastoviai nuo tokios srovės paprasčiausiai perkais). Geriausias rezultatas kai valdymas 10V.
Valdymo krūvis 63nC. Junginėjant su 1MHz frontais:
P(on)=10V * 0.000 000 063 * 1000 000=0.63W
O junginėjant 100ns greičiu, draiveris turi duoti:
I=63nC/100ns=63/100=0.63A = 630mA
(Atitinkamai draiveris duos virš 6W galios jungimo metu prie 10V valdymo)
Žinant dar srovę per tranzą galima paskaičiuoti kiek šilumos išsiskirs ant pačio tranzo ir paskaičiuoti šilumą ir apytikslį radiatoriaus dydį. Tačiau nedaugiau 50W, nes tiek max leidžia tranzo konstrukcija. Tačiau nežinant schemos parametrų tai būrimas iš kavos tirsčių.
Matai noriu pasigaminti inpulsini konverteri is 12v i 220v is kokiu keturiu mosfetu irfz44n nors ir is dvieju bet niekaip nesigauna perkaista mosfetai ore ir nesuprantu kas jiems ne taip su osiloskopu ziurejau tai rodo kad staciakampiai sokineja gan nemazai i virsu ir i apacia o paziureju i stiprintuvo rodmenys jie stovi beveik nejudedami gal del to net nzn o antra kiek girdejau mosfetams nerikia sroves jie kiek girdejau kaip kondikai tik reikia itampos laidumui i gate, bet va ir to nzn vienur paskaitai raso 6v duoti uzteks kitur raso kad butu 12v staciakampiai inpulsai nors 12v paduoti siek tiek problemos nes TL494n tik 5v o dariau pagal BOSHMANN 400 schemos power dali ,nes stiprekas tikrai veikia gerai: http://wew.lt/paveiksleliai/1/Boshmann400scheme.JPG
Šiaip, duota schema yra piktybiškai klaidinga. Specialiai pašalinta viena dalis. (galios mosfetai kažkodėl neturi laido į žemę).
Antriausia, schema archainė ir problematiška, nes nėra jokio atbulinio ryšio ir kartu stabilizacijos (gal ir yra, bet eina iš stipriako, atjungus laidui nežinau kas gausis). Ir gal net neskirta 220V gamybai (kondikai rodos 35V stovi išėjime).
http://www.danyk.wz.cz/menic230_6.html
Dvi schemos. Viršutinė, jei reikia apie 230V pastovios. Apatinė, papildoma- jei reikia kintamos, panašios į sinusoidę ir 50Hz.
Ir nesvarbu, kad baisiai sukonstravo čekas, bet gi veikia.
Kiek primityvesnis ir be stabilizacijos. Užtat galingesnis:
http://www.danyk.wz.cz/menic230_4.html
Tiesa, čia su dideliu geležiniu trafu (50Hz dirba).
Labai dekui uz gerus pavizdzius tikrai reiks pabandyti. O del sios kur daviau schemos nuorodos kaip manau supratai, ja dariau pats tiesiog isardes garso stiprintuva veikianti ir nukopijavau viska ant lapo kaip ten suvedziota, tik nukopinau galios sritį, o ne pati garso sustiprinima, tik va gera pastabe del mosfetu izeminimo pamirsau dapiesti. O apskritai ja braiziau vien del to kad nete daug slamsto neveikiancio tai sakau paimsiu kur tikrai veikia daiktas, del to ir kopinau, sorry del klaidos izeminime. O del maitinimo 35v taip ten jis tiek teatiduoda (mat garso stiprintuvas ten), bet pagrindas man pats mosfetu veikimas kad nekaista, o daviniojus daugiau viju butu nebe 35v o daugiau manau.
Tai kiek supratau is jūsų, kad mosfetams reikia paduoti i gate 10v ir parinkti draiverius kad duotu tinkama galia i gate. Bet va klausimas iskilo,
kiek kHz paduoti i gate is draiverio, bei kiek junginejimosi greitis turetu buti (ns), pats tas mosfetui? nors detasete raso nuo 50-75ns liktai taip, o kaip jam geriau…
Labai dekui uz vertingus atsakymus, bei nepyk jai ka netaip parasiau.
Labai dekui uz nuorodas jai ka reiks bandyt. Tai kiek supratau mosfetams reikia paduoti 10v itampos i gate ir jam paskaicuoti atatinkama galia (srove) jai ka draiverius statyti, o kiek butu jam geriausia paduoti junginejimo greiti (ns) ? bei draiverio junginejimas KHz? kad butu pats tas, kad nekaistu nors datasete liktai kad nuo 50-75ns on.
… dažnis parenkamas pagal trafo parametrus. Trafas parenkamas pagal reikalingą galią. Tada skaičiuojamos srovės ir įtampos pirminėje. Tada parenkami tranzistoriai ir jų junginėjimo parametrai… Viskas susije. Negalima taip bet kaip daryti iš palubės. Bet galima pasibandyti. Imam kad perjunginėjimo dažnis 30kHz (kad nesigirdėtu cypimo). Trafas (jei kokie 300W max) iš ATX maitblokio (šerdis apie 2 kvadratiniai cm). Viena 12V apvija – 7 vijos. Laido storis kokie 5×0,33mm…
aisku tada, o tik va beliko toks klausimas jai inpulsinis dirba tarkim 25kHz dazni, isejime per trafa (feritini zieda) antrineje ir tiek pat bus 25kHz, o ar galesiu jungti paprastus irengimus kaip drele ar televizoriu kai jie dirba prie 50HZ dazni, o cia bus isejime 25kHz?
Taip išėjime bus 25kHz ir jokie buitiniai prietaisai neveiks. Todėl ir daviau nuorodas su dvigubu konvertavimu arba kur dirba ant 50Hz. Tačiau ant 50Hz trafas jau bus geležinis su daug vijų.
Na jo, iš ties gerai sakai, aisku kiek dar analizavau tavo duota pirma nuoroda
tai kiek suprantu ten pirmas nubraizyta schema yra pats tas konverteris DC/DC o antra jau konvertuoja 50hz su modifikuota sinusoide, tik va kazkaip keistai atrodo pirmoje schemoje ideta apsauga mosfeto ZD su 18v apsaugo o kodel ne 15v? … Jai klystu pataisyk bet kiek zinau i gate negali daugiau paduoti max 15v o cia prie 18v atsidaro, ir dar vienas dalykas cia skaiciau apie ta kur davei pirma linka ten raso matuoti osiloskopo Vrms rezime tai db ir nebezinau … tai su kuriuo rezimu matuoti gate itampos inpulsus ar su Vrms ar su Vavg ?
15 ar 18 ar kiek tai voltų priklauso nuo tranzo parametro Vgs. Pvz. 12NF06 tranzistorius, tikrai mažavoltis, Vgs +-20V. FQB6N70 tranzo Vgs= +-30V.
Svarbu neviršyti šios įtampos ir garantuoti tranzo atsidaryma. Todėl ir deda visi ką turi, kas 15V, kas 18V…
O dėl Vrms. http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square
Tai tik vienas iš galimų matavimo skaičių. Šiaip man tas Vrms nereikalingas, nebent skaičiuoti galiai. O Vamplitudinė tai tikrai svarbi, nes būtent ji sudegina (pramuša) tranzistorių.
Tai ta prasme pvz. jai mum reikia paduoti i gate tarkim 10voltu inpulsus, tai su kuom tu tikrini ta 10 voltu ar yra? man rodos su testeriu nelabai iseina, o osiloskopas turi Vpp, Vavg, Vrms, DC.V matavimo rezimus, bent as ziuriu tai pagal Vavg, na gal klystu.
Ar tikrinu pagal impulsų aukštį. Pagal “langelių” kiekį. Čia aišku su oscilografu. O su testeriu tai niekaip. Tiesa mano osciloskopas rodo:
Ten tarp markeriu ir pamatuoja įtampą. Parašyta:
Pk-Pk(1)=156V. Ten apibrėžtas stačiakampis signalas kartu su spaikais (mažais išsišokimais prie persijunginėjimo, dėl pereinamųjų procesų ir parazitinių induktyvumų).
Beje, būtent tie “spaikai” ir užmuša tranzistorius. Atrodo kas čia blogo, junginėji sakysim 200V. O staigal tranzas (IGBT ar MOSFET) kuris turi laikyti 1000V tik pyst ir su liepsom sudega… Vadinasi prašoko spaikas iš induktyvumo virš 1000V!!!
Na jo tas pk-pk 156 cia kaip matau bendras +- , o nuo 0v ir iki isijungimo belieka padaliti 156 is 2-ju ir gaunam teigiamos puses itampa, aisku. Bandysim teorines zinias pritaikyt konstruojant.
Išties labai tau dekingas uz išsamius atsakymus ir, kad nepatingejai aprasyti, labai tau dekui.