Jak optymalnie sterować prądem 5A przy 1kHz: tranzystor czy MOSFET oraz zasilanie?

Sat Feb 20, 2010 6:25 pm   

Cześć,
prośba o radę - mamy uP i chcemy sterować powiedzmy 5A. Np. 1kHz, przebieg
prostokątny. Pytanie czym? Tranzystor bipolarny? Z tego co widzę przy
większych częstotliwościach spada wzmocnienie, poza tym zależy od
temperatury. Mosfet?
I pytanie drugie - zasilanie. Wygląda na to, że np. dwa stabilizatory 78T05
czyli po 3A każdy wystarczy. Ale się bardzo grzeją a konkretnie przy
podłączeniu 2 czy 3 takich stabilizatorów, zawsze grzeje się jeden... Mam
wrażenie, że nierówny rozkład rezystancji na ścieżkach ma tu duże znaczenie.
Pozostałe stabilizatory są zimne. Może ktoś zaproponuje lepsze rozwiązanie -
przetwornicę? W temacie zasilania jestem słaby a potrzebuję takie mieć. Będę
wdzięczny za sugestie.

Odnieście się proszę jak by to zrobić najbardziej optymalnie (sterowanie),
uwzględniając, że to urządzenie które może pracować na zewnątrz, czyli może
być -20 st.C albo + 40 i jakie polecilibyście zasilanie.

Z góry dzięki, pozdrowienia
Arek

Sat Feb 20, 2010 6:34 pm   

W dniu 2010-02-20 18:25, Adam pisze:

Napisałeś tak, że trudno to zrozumieć.
Chcesz mieć wpływ na wartość tego prądu czy tylko włączać go i wyłączać
z częstotliwością 1kHz?
Wnioskując po tym 78T05, układ jest raczej niskonapięciowy.
Co jest jego obciążeniem, od tego tak naprawdę zależy konstrukcja
sterowania.
Skąd bierze się te 5A? Czy wymusza je odbiornik, czy też musisz samemu
je ustabilizować?

Tak naprawdę chcesz stabilizować napięcie czy prąd?


--
Pozdrawiam,
Andrzej

Sat Feb 20, 2010 11:33 pm   

1kHz to nie jest dużo... wzmocnienie ok 1000 Ci będzie potrzebne
(zakładając, że procek wyda 5mA)... NA dwóch stopniach tranzystorowych
powinno działać dobrze, dodać układ przyspieszający wyłączanie, jak
najmniejsze wzmocnienie dać do tranzystora mocy i tyle (zabezpieczyć
przed nasycaniem??)...
MOSFET też się nada...


Stabilizatory nie są idealnie identyczne... jeden stabilizuje Ci
napięcie 4,95V, drugi 5,05V... W ten sposób drugi puszcza cały prąd, a
pierwszy - nie puszcza wcale (bo "widzi" za wysokie napięcie na wyjściu,
więc stara się je ograniczyć)... Są pewne triki, aby "wspomagać"
stabilizator tranzystorami... Możesz też dać przetwornicę, ale nie
używałem nigdy niczego na takie prądy, więc nic nie podrzucę....


To +40 to na pewno maksimum?? Urządzenia mogą być rozgrzewane w pełnym
słońcu do dużo wyższych temperatur, a 35 to może mieć samo powietrze....

--
Pozdrawiam
Konop

Sun Feb 21, 2010 11:58 am   

Adam pisze:

Możesz dać wzmacniacz mocy akustyczny. Możesz też dać wzmacniacz
operacyjny sterujący tranzystorem mocy w układzie źródła prądowego np:
http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/curr_src1/curr_src1.htm
RL to tutaj twoje obciążenie a RSENSE jest do kontroli prądu.




Łącząc równolegle stabilizatory nigdy nie jesteś pewny czy one nie
różnią się troszkę parametrami. W takim przypadku na wyjście każdego z
nich trzeba by dać mały rezystor.
Najlepiej użyć przetwornicę. Ale jeśli chcesz użyć coś z serii 78xx to
wystarczy jeden podparty dodatkowo tranzystorem mocy pnp:
http://datasheetoo.com/power-ic/switching-regulator-power-ic/the-78xx-series-current-boost-regulator-circuit-diagram.html




--
Pozdrawiam
MD

Sun Feb 21, 2010 2:15 pm   

Cześć,
dzięki za sugestie, własnie je analizuję. Sprecyzuję jednak - przykro mi
jeśli wyraziłem się niejasno.
Potrzebuję przebieg prostokątny napięcia o częstotliwości ok 1kHz. Jeśli
prostokąt będzie trochę krzywy nic się nie stanie, generalnie potrzebuję
napięcie włączyć i wyłączyć. Maksymalne obciążenie może wynieść 5-10A.
Doczytałem trochę o MOSFETach, np. Power Mosfetach i widzę, że mogłyby one
się nadać.
Bardzo dziękuję za wskazówkę odnośnie łączenia stabilizatorów - tego nie
widziałem. Czy w takim razie dobrze rozumiem? - Mamy np. 3 stabilizatory
(78T05). Obciążenie max 6A. Czyli jeśli bym chciał żeby każdy stabilizator
dał po 2A to mogę dać rezysotr 1Ohm za każdym stabilizatorem? Wtedy na
każdym oporniku wydzieli się 2*1=2 Waty. Czyli 6W strat. Tylko, że wtedy
mamy już 3V a nie 5V...

Doczytam o przetwornicach.
Dzięki i pozdrawiam

Sun Feb 21, 2010 3:49 pm   

Dobrze rozumiesz!! W tym wypadku też moc rozłoży się niejednakowo, ale
różnice będą kilku %... Im bardziej zmniejszysz te rezystory, tym
mniejszy spadek napięcia, ale też większa różnica prądów płynących przez
poszczególne stabilizatory....
Możesz próbować jeszcze rozwiązania tego typu:
http://plmiscelektronika.elektroda.pl/plmiscelektr/07_2002_2/07_2002_2465.htm
Nie wiem tylko jakie jest napięcie wejściowe i jak duża moc będzie się
wydzielać, ale raczej duża (dla 10A na zapewne ponad 25W!!)... Możesz
połączyć kilka tranzystorów "równolegle", ale wówczas bazy i kolektory
łączysz razem, zaś w obwodzie emitera każdego z tranzystorów jest
rezystor (<1R), te rezystory dopiero łączysz razem i do wejścia... w
takim układzie prądy się znacząco wyrównują, za utrzymanie napięcia
odpowiedzialny jest 7805, zaś za utrzymanie prądu - tranzystory... nie
jest to układ idealny, więc jeśli nic nie stoi na przeszkodzie, to
pomyśl o przetwornicach ...


--
Pozdrawiam
Konop

Sun Feb 21, 2010 5:26 pm   

W dniu 2010-02-21 14:15, Adam pisze:

Proponuję poszukać jakiejś gotowej scalonej przetwornicy step-down i
kluczować ją sygnałem 1kHz na wejściu Inhibit.

Ja bym np. poeksperymentował z ST1S10, wszystkie elementy mocy
wbudowane, dzięki wysokiej częstotliwości mała indukcyjność, sprawność >
90%, tani i dostępny w TME.
Co prawda prąd wyjściowy tylko 3A ale jeśli się sprawdzi to można
zabawić się z łączeniem równoległym.
Trzeba by było tylko sprawdzić jaką częstotliwość można podać na wejście
Inhibit.


--
Pozdrawiam,
Andrzej

Sun Feb 21, 2010 5:45 pm   

Hello Andrzej,

Sunday, February 21, 2010, 5:26:35 PM, you wrote:


Zły pomysł - indukcyjność dławika i pojemność filtra zrujnują zbocza.
Step down i za nim klucz ale potrzeba naprawdę dobrej pojemności na
wyjściu step-down, żeby odpowiedź impulsowa nie zmasakrowała
przebiegu.

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Sun Feb 21, 2010 6:20 pm   

W dniu 2010-02-21 17:45, RoMan Mandziejewicz pisze:

Nie mam na myśli przetwornicy działającej na 20kHz tylko na 1MHz.
Zresztą sam pytający zaznaczył, że kształt nie jest aż tak ważny.
Dodatkowy MOS? Czemu nie, przy częstotliwości 1kHz straty na
przełączaniu będą znikome, ale dla 10A trzeba już przemyśleć driver.
Wejście INH przetwornicy można zaś sterować bezpośrednio z procesora.


--
Pozdrawiam,
Andrzej

Sun Feb 21, 2010 6:56 pm   

Konop pisze:


Po co kombinować jak można dać BDW84 - Darlington pnp 15A, 150W.



--
Pozdrawiam
MD

Sun Feb 21, 2010 8:11 pm   

Cześć,
znalazłem jeszcze coś takiego:
http://www.reuk.co.uk/High-Current-Voltage-Regulation.htm
a konkretnie mam na myśli drugi rysunek od góry, z diodą między masą
"główną" a masami stabilizatorów oraz z diodami na wyjściach stabilizatorów.
Myślę, że to rozwiązuje mój problem, najszybciej i najtaniej.
Jeśli dobrze rozumiem, ta jedna dioda podnosi napięcie odniesienia a
pozostałe powodują, że każdy stabilizator działa i daje 5V - spadek na
"swojej" diodzie (podłączonej do swojego wyjścia) + napięcie na diodzie (ten
między masą główną a swoją) czyli ok. 5V. Oceńcie proszę.
Natomiast co do tranzystora podłączonego "na barana" do 7805 to czegoś tu
nie rozumiem. Przecież wraz ze wzrostem prądu tranzystor przewodzi coraz
większy prąd aż stanie się po prostu przewodnikiem, kablem. Czyli tak,
jakbyśmy zwarli wejście do wyjścia. A na wyjściu będzie więcej niż 5V...

Pozdrowiania

Sun Feb 21, 2010 9:14 pm   

Hello Andrzej,

Sunday, February 21, 2010, 6:20:34 PM, you wrote:


O! A potrafisz taką zrobić?


Bez przesady - pMOSFET i jeden tranzystor NPN


Ale budowa przetwornicy pracującej na tak wysokiej częstotliwości, to
nie jest banał. Już 260 kHz serii LM267x wielu sprawia kłopoty.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Sun Feb 21, 2010 9:46 pm   

W dniu 2010-02-21 21:14, RoMan Mandziejewicz pisze:

ST1S10 o którym wspomniałem, bardzo ładnie i bezproblemowo się składa.
Bałem się trochę tej częstotliwości ale poszło zadziwiająco łatwo a
efekty były bardziej niż zadowalające.

--
Pozdrawiam,
Andrzej

Sun Feb 21, 2010 9:57 pm   

W dniu 2010-02-21 20:11, Adam pisze:

1. Żaden z układów z tej strony nie pozwala Ci wyłączyć prądu, więc są
dopiero częścią rozwiązania, którego poszukujesz.
2. Stabilizator liniowy ma podstawową wadę, spore straty mocy.
3. Jeśli chcesz już koniecznie mieć stabilizator liniowy użyj
najprostszego układu podręcznikowego. Rezystor, dioda zenera,
tranzystor. A wyłączanie prądu zrealizuj małym tranzystorem zwierającym
diodę zenera.


--
Pozdrawiam,
Andrzej

Sun Feb 21, 2010 10:35 pm   

Nic się nie stanie... gdyby napięcie na wyjściu chciało wzrosnąć ponad
te 5V, wówczas stabilizator przestałby przewodzić (aby ograniczyć to
napięcie). Jak on przestałby wydawać prąd, to zmniejszyłby się prąd
pobierany, co zatkało by tranzystor ... generalnie układ trzyma
równowagę i działa dobrze ... Należy tylko pamiętać, aby tak dobrać
rezystor na wejściu stabilizatora, aby prąd "jałowy" tegoż stabilizatora
nie powodował otwarcia tranzystora... wartość tego prądu znajdziesz w
katalogu....

--
Pozdrawiam
Konop