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.)
