RTV forum PL | NewsGroups PL

TO-220 bez radiatora, ale w obudowie

NOWY TEMAT

elektroda NewsGroups Forum Index - Elektronika Polska - TO-220 bez radiatora, ale w obudowie

Goto page Previous  1, 2, 3  Next

Queequeg
Guest

Mon Aug 26, 2019 12:40 pm   



Piotr Wyderski <peter.pan_at_neverland.mil> wrote:

Quote:
To się jeszcze dokop, w jakich warunkach. Smile
A warunki są typowe: tranzystor jest utopiony w bańce z mieszaniną
związków fluoroorganicznych o temperaturze wrzenia dostrojonej do 25
stopni Celsjusza. Każda moja płytka tak ma, Twoja nie?

Hmm. Gdzie tak piszą?

Quote:
I wtedy się dowiesz, dlaczego MOSFET zaprojektowany do pracy liniowej
jest 5--10x droższy od przewidzianego do impulsowej. Na ten przykład
takie badziewie 100V/100A w postaci IXTN200N10L2 kosztuje drobne
150 złotych za sztukę. A przecież wystarczy dać dwa Twoje równolegle
-- "ale głupi ci Rzymianie". Smile

No tak... ma sens. Ja zwykle używam MOSFETów impulsowo (takie akurat
miałem do tej pory zastosowania) Smile Choć przymierzam się do zrobienia tego
układu, a tu już jest sterowany liniowo: http://danyk.cz/avr_aku_en.html

Quote:
Jasne, w tranzystorze za dwa złote. Aluminiowe druciki, czasami cienka
blaszka.

Matkobosko, i to działa Smile I ma mały Rdson... dla IRFZ44N podają 17.5 mom,
zmierzone wyszło nawet trochę mniej (57.5 mV @ 3.5 A = 16.42 mom).

Quote:
Jakim zapasem, skoro Twój tranzystor w ogóle nie ma specyfikacji DC? :-
Datasheet => rysunek 8., maksymalna określona przez producenta długość
impulsu = 10 milisekund. W 22-amperowym IRF540 produkcji ST:

https://global.oup.com/us/companion.websites/fdscontent/uscompanion/us/pdf/microcircuits/students/mos/IRF540-st.pdf

na rysunku GC98090 wyczytasz, że DC SOA to zaledwie 4 ampery.
"Cuda, cuda ogłaszają!" :-

Faktycznie. Patrzę teraz w datasheet IRFZ44N i nie ma. Zasugerowałem się
"Continuous Drain Current", stwierdziłem że skoro wytrzyma 49 A, to będzie
duuuuży zapas (mam tam 3.5 A). A tu chyba tak nie ma.

Więc jak oni liczą ten "Continuous Drain Current"? To prąd AC? Przecież
impulsowego nie opisaliby (chyba) jako "continuous" :)

Tu gość pisze:

https://electronics.stackexchange.com/questions/361407/dc-operation-for-irfz44-mosfet-soa-curve-max-current-at-40v

"Another mosfet died. This one failed with only 2.5-3.5V at about
2.4-2.5A. So that probably explains the missing dc line in the SOA curve.
This mosfet will fail at above 2A at all voltages below 20V. The dc curve
is a flat line at about 2A till 20V, and falls sharply after that to 400mA
at 40V."

Dobrze rozumiem, że on go upalił pracując w zakresie liniowym? Jeśli tak,
to o tyle dobrze, że ja go kluczuję. Wprawdzie projektując "pod zapas" nie
przejmowałem się raczej czasem przeładowywania bramki (bramka jest
ściągana do masy przez BC817 + 100R, a do +12V przez 3k3), ale to mogę
zmienić.

Niżej doczytałem też, że to hexfet, a one są projektowane do pracy
impulsowej a nie DC. Ale czy na pewno impulsowej, a nie po prostu
kluczowanej? Wspomniany przez ciebie IRF540 to też hexfet :)

Tak czy inaczej martwiące. Tym bardziej, że w tym przypadku przebicie
mosfeta oznacza śmierć (niewyklutych węży -- to sterowanie grzałką
inkubatora). Chciałbym dla spokoju ducha zmienić go na inny. Tylko jaki?
Przejrzałem kilkanaście z tme, które spełniają kryteria (Id, Uds, Rdson)
i żaden nie ma podanego DC SOA. Wspomniany IRF540 ma, ale wydzieli mi 943
mW. Ale może nie ma nic lepszego (o mniejszym Rdson)?

Przyszło mi też na myśl, żeby wyrzucić tego mosfeta i wrzucić zwykły BJT.
TIP41C na przykład. Przy 3.5A powinien mieć Ucesat ok. 250mV (i 350mV przy
150 st. C), czyli rozproszenie mocy 875mW...1225mW. Tylko układ trzeba
będzie przerobić (a jest już zmontowany), bo przy hfe rzędu 25 nie
wysteruję go tak jak mosfeta... a przy IRF540 nie...

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Piotr Wyderski
Guest

Mon Aug 26, 2019 9:10 pm   





Queequeg
Guest

Tue Aug 27, 2019 4:36 pm   



Piotr Wyderski <peter.pan_at_neverland.mil> wrote:

Quote:
Na przykład w nocie aplikacyjnej AN-1140 International Rectifier.

Przeczytałem ten fragment. Ładnie kantują...

Quote:
Do takich zastosowań polecam FQA11N90:

https://pl.mouser.com/ProductDetail/on-semiconductor/fqa11n90-f109/?qs=0lQeLiL1qyZsZX6WOR1JQA%3D%3D&countrycode=PL&currencycode=PLN

Jest stosunkowo tani i ma świetne parametry w zakresie liniowym (figure
9.). Zrobiłem sobie z nich sztuczne obciążenie 900V/100A (12 sztuk, sam
radiator tunelowy waży 5 kilo, do tego ponad 800m^3/h chłodzenia
wymuszonego).

Aż 900V? Tyle nie trzeba Smile To napięcie nie jest kosztem czegoś innego?

Quote:
Więc jak oni liczą ten "Continuous Drain Current"?

Przy najmniejszym możliwym napięciu dren-źródło, nieskończenie dobrym
radiatorze, w pełni wysterowanej bramce i maksymalnej temperaturze
złącza (150-175 stopni dla obudów epoksydowych i krzemu).

Ok, czyli jeśli zapewni się pracę kluczowaną i właściwe chłodzenie, to
można liczyć na prąd zbliżony do continuous drain current?

Quote:
Więc się go optymalizuje pod tym kątem, ale wtedy producent zwykle nie
gwarantuje braku hot spotów.

Hot spotów, tzn.?

Quote:
Często wtedy są podane dwie maksymalne moce strat: impulsowa i liniowa,
zazwyczaj rzędu 50% impulsowej.

Masz przykład? Zerknąłbym, gdzie i jak to jest opisane w datasheecie.

Quote:
Jeśli tak, to o tyle dobrze, że ja go kluczuję.

Wtedy pracuje w nasyceniu, jeśli napięcie bramki jest dostatecznie wysokie.

Tak... byle tylko przejść przez ten triodowy zakres.

Quote:
Wprawdzie projektując "pod zapas" nie przejmowałem się raczej czasem
przeładowywania bramki (bramka jest ściągana do masy przez BC817 +
100R, a do +12V przez 3k3), ale to mogę zmienić.

Weź najtańszy gotowy driver w SO8/DIP8, będzie bez porównania lepszy niż
ta konstrukcja.

Teraz raczej staram się uratować to, co jest, żeby nie przeprojektowywać
PCB i nie przelutowywać wszystkiego Smile Choć jeśli okaże się, że tak jest
bezpieczniej, to zaprojektuję.

Gdybym zmniejszył rezystory (powiedzmy do 1k pull-up i 50R pull-down
przez BC817) i użył IRF540, to czas pracy w triodowym zakresie przy
włączaniu tranzystora będzie na tyle krótki, że będzie OK?

Z pojemności bramki (1700pF), rezystora 1k i zasilania 12V wychodzi mi, że
bramka osiągnie 5V (odczytane z wykresu dla 3.5A + pewien margines) po
900ns. Chyba będzie OK? Dla IRFZ44N jest nawet lepiej (1470pF, 4.5V,
700ns).

Z drugiej strony intuicja podpowiada, że coś mi te czasy za małe wychodzą.
Ale takie wychodzą.

Czy może to się inaczej liczy i trzeba jakoś wziąć pod uwagę ładunek
bramki?

Quote:
Brak specyfikacji DC nie oznacza, że jest to wartość beznadziejnie
niska. Znaczy tylko tyle, że producent nie przewiduje stosowania danego
elementu w takim zastosowaniu, więc nie zadaje sobie trudu
specyfikowania tej wartości i potem jej gwarantowania w pełnym zakresie
obciążeń.

Właśnie tego braku gwarancji się boję. Wolałbym to zrobić porządnie i się
potem nie zastanawiać, czy już się przebił, czy przebije, tym bardziej że
to nie będzie stało u mnie :)

Quote:
Po prostu ustawienie automatu testującego na zakres nanoamperów oznacza
nieakceptowalnie długi czas pomiaru parametru, którego wartość nie ma
znaczenia w większości zastosowań. A czas to pieniądz. Ktoś musi za te
ratingi zapłacić.

Hmm, ale to się przecież robi tylko raz, a potem produkuje tranzystor w
miliardach egzemplarzy. Nie opłaca im się to?

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Piotr Wyderski
Guest

Tue Aug 27, 2019 8:19 pm   



Queequeg wrote:

Quote:
Aż 900V? Tyle nie trzeba Smile

Ja pracuję w tym zakresie napięć, więc możliwości przyrządu odpowiadają
potrzebom. :-)

A tranzystor jest tani oraz ma dobre (i precyzyjnie określone!)
parametry w zakresie liniowym, więc się nie ma co obrażać, że umie
więcej niż potrzeba. :-)

Quote:
To napięcie nie jest kosztem czegoś innego?

Jak zawsze. W tym przypadku granicą jest wytrzymałość krzemu na
przebicie. Wysokie napięcie pracy oznacza konieczność stworzenia
grubszego kanału, a to wprost przenosi się na jego rezystancję.
Żeby zmniejszyć rezystancję dren-źródło trzeba połączyć równolegle
wiele elementarnych komórek -- ale wtedy pojemność bramki też rośnie.
Co sobie zaoszczędzisz na R_DS_ON, stracisz na ładunku bramki i stratach
przełączania. Nie ma idealnego kompromisu, stąd mnogość MOSFETów na
rynku. :-)

Quote:
Ok, czyli jeśli zapewni się pracę kluczowaną i właściwe chłodzenie, to
można liczyć na prąd zbliżony do continuous drain current?

Tak, ale napisałem Ci już, co to znaczy właściwe chłodzenie. Smile
Albo chłodzenie ewaporacyjne, albo radiator chłodzony wodą albo
rurka ciepła. Popatrz na specyfikację mocy strat dużych tranzystorów:
400-900W, w obudowie TO247 albo TO3P. Całe 3.2cm^2 powierzchni
chłodzącej. Na pewno poradzisz sobie ze strumieniem mocy 200W/cm^2?

Żelazko ma 2kW i powierzchnię stopy ze 100x większą. W ramach wprawki
proponuję schłodzić żelazko, a dopiero potem próbować z tranzystorami. :-)

Quote:
Hot spotów, tzn.?

Opisałem Ci to już innymi słowami. To, co nazywasz MOSFETem to tak
naprawdę układ scalony złożony z kilkuset tysięcy elementarnych
tranzystorów połączonych równolegle. One nie są idealnie jednakowe, choć
steruje się nimi tak, jakby były. Nie masz wyprowadzonych stu tysięcy
pinów bramki, z których każda ma swój driver. Wszystkie są pozwierane
warstwą metalizacji albo krzemu polikrystalicznego i panuje na nich
jednakowe napięcie wymuszone przez elektrodę bramki. No to teraz wyobraź
sobie, że jedna z tych komórek odstaje nieco od pozostałych. Znacznie
przerysowując i upraszczając, na każde 10 stopni wzrostu temperatury
rezystancja dren-źródło rośnie dwukrotnie, ale napięcie progowe spada
tak, że prąd rośnie trójkrotnie. No to wtedy przy takim wzroście
temperatury prąd komórki spada 2x "na rezystancji", ale rośnie 3x "na
progu". Efektywnie wzrasta więc o 3/2. Ciepło strat jest proporcjonalne
do kwadratu prądu, więc rośnie o 9/4, nieco ponad dwa razy. Warunki
chłodzenia zależą od konstrukcji tranzystora i nie zmieniają się w
trakcie pracy, więc więcej ciepła to wyższa temperatura. Ale uwaga,
lokalnie! -- sąsiednie komórki aż tak się nie grzeją, a bezwładność
termiczna otoczenia jest gigantyczna, nie dochodzi do termalizacji.
No więc obszar już gorący robi się jeszcze bardziej gorący i moc w nim
wydzielana dalej rośnie. Granicą jest wytrzymałość materiału, w pewnym
momencie komórka się przetapia i zwiera dren ze źródłem. RIP. To jest
właśnie hot spot -- niewielki obszar o temperaturze znacznie
odbiegającej od średniej, który zabił Ci tranzystor przy prądzie
znacznie poniżej wartości maksymalnej.

To tak w dramatycznym uroszczeniu -- w praktyce równania cieplne są
bardzo nieliniowe, hot spot nie ma większego związku z podziałem
tranzystora na komórki, lecz jest wynikiem niejednorodności
domieszkowania w większych obszarach itp. Ale intuicja powinna być jasna.

Do problemu podejść można na dwa sposoby: albo tak zaprojektować
tranzystor, by temperaturowe spadki "rezystancyjne" były znacznie
większe niż "progowe" wzrosty prądu (z czego wychodzi MOSFET liniowy),
albo nie wprowadzać tranzystora na zbyt długo w obszar triodowy
i nie martwić się problemem (MOSFET impulsowy), bo hotspot po prostu
nie zdąży się przegrzać. Zdecydowana większość konstrukcji na rynku
wybiera drugą ścieżkę, bo pozwala zoptymalizować parametry istotne
w typowych zastosowaniach -- zasilaczach impulsowych -- kosztem
niestabilności w obszarze, w którym i tak tranzystor nie miał działać.
Trzeba o tym pamiętać, by potem się nie dziwić, że stuamperowy MOSFET
odfrunął z hukiem przy 30A.

Quote:
Masz przykład? Zerknąłbym, gdzie i jak to jest opisane w datasheecie.

Nic spektakularnego, maleńka dodatkowa tabelka z kryptycznym opisem np.
FBSOA. Łatwo przeoczyć.

Quote:
Tak... byle tylko przejść przez ten triodowy zakres.

Dokładnie o to chodzi.

Quote:
Gdybym zmniejszył rezystory (powiedzmy do 1k pull-up i 50R pull-down
przez BC817) i użył IRF540, to czas pracy w triodowym zakresie przy
włączaniu tranzystora będzie na tyle krótki, że będzie OK?

Nie zgaduj, policz, to jest proste. Z definicji prądu wynika, że
do przeładowania jednego nanokulomba w nanosekundę potrzeba prądu
jednego ampera. Jeżeli tranzystor ma Qg=406nC (tyle ma mój o R_DS_ON
750 mikroomów, z którym obecnie pracuję), to mając driver o wydolności
4A przez obszar triodowy przejdziesz w 100ns. Prąd potężny, a szału nie
ma...

Z pojemności nie licz, bo bramka nie jest kondensatorem.
Charakterystyka ładowania jest wybitnie nieliniowa, o kształcie
rozciągniętej litery Z.

Quote:
Z pojemności bramki (1700pF), rezystora 1k i zasilania 12V wychodzi mi, że
bramka osiągnie 5V (odczytane z wykresu dla 3.5A + pewien margines) po
900ns. Chyba będzie OK? Dla IRFZ44N jest nawet lepiej (1470pF, 4.5V,
700ns).

Qg=63nC, prąd ładowania 12mA (wariant optymistyczny) => przeładujesz w
bramkę w 5.25us. Szału nie ma, ale do pracy kluczowanej z prądem 1/10
maksymalnego raz na kilka sekund wystarczy. Ale w zasilaczu impulsowym
by Ci ten tranzystor odparował. :-)

Quote:
Czy może to się inaczej liczy i trzeba jakoś wziąć pod uwagę ładunek
bramki?

Ostatecznie wszystko sprowadza się do ładunku, więc najlepiej z niego
liczyć. Dodatkowo obliczenia są wyjątkowo proste, "na paluszkach", a nie
przez całkowanie mocno pogiętych krzywych.

Quote:
Właśnie tego braku gwarancji się boję. Wolałbym to zrobić porządnie i się
potem nie zastanawiać, czy już się przebił, czy przebije, tym bardziej że
to nie będzie stało u mnie Smile

W wariancie ultra high-rel daje się cztery MOSFETy. Dwie równoległe
gałęzie po dwa szeregowe tranzystory. Każda gałąź sterowana z własnego
drivera. Układ jest odporny na dowolną awarię pojedynczego MOSFETa.
Sztuczka znana od co najmniej lat 60., tylko w wariancie z tyrystorami.
Ale te węże chyba aż tak cenne nie są? :-)

Quote:
Hmm, ale to się przecież robi tylko raz, a potem produkuje tranzystor w
miliardach egzemplarzy. Nie opłaca im się to?

Smile))

Projektować można, papier wszystko przyjmie, tylko potem fizyka nie chce
założeń uszanować. W rzeczywistości proces wygląda dokładnie odwrotnie:
określa się zgrubne założenia, konstrukcji produkuje miliard sztuk, po
czym każdą z osobna się mierzy i odkrywa, co się udało wyprodukować.
Te kosteczki o dużej becie i małych szumach nazwiemy BC549C, o dużym
napięciu przebicia BC547A, a średnio udane dostaną literkę B. Niektórych
parametrów nie opłaca się mierzyć dokładniej niż jakiś próg akceptacji,
więc się w datasheet wpisuje ten próg. I nie ma znaczenia, że
rzeczywisty element jest 1000x lepszy, i to powtarzalnie. Chcesz mieć
lepszą specyfikację (nie lepsze struktury!), to zapłać za koszt
testowania i ogólne zawracania fabryce tyłka.

Pozdrawiam, Piotr

Piotr Wyderski
Guest

Tue Aug 27, 2019 8:58 pm   



Queequeg wrote:

Quote:
Hot spotów, tzn.?

Tu masz to znacznie lepiej opisane, niż ja bym umiał. I z
obrazkami/zdjęciami.

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1155.pdf

Pozdrawiam, Piotr

Piotr Gałka
Guest

Wed Aug 28, 2019 8:56 am   



W dniu 2019-08-23 o 12:20, Piotr Wyderski pisze:
Quote:

Nie... to jeden 7805 i jeden IRFZ44N obciążony 3.5 A, czyli z ogromnym
zapasem

Jakim zapasem, skoro Twój tranzystor w ogóle nie ma specyfikacji DC? :-
Datasheet => rysunek 8., maksymalna określona przez producenta długość
impulsu = 10 milisekund.

Nie śledziłem wątku, ale ostatnie wypowiedzi skłoniły mnie do zajrzenia
do jego historii.

Nie pracuję z prądami powyżej 0,5A, ale wydaje mi się, że jednak ten
tranzystor ma jakieś specyfikacje DC. Ja bym przyjmował, że mogę przez
niego przepuścić DC 35A pod warunkiem, że:
- zagwarantuję temperaturę obudowy do 100 st.C
- napięcie bramki na stałe 10V.

Pozostaje kwestia włączania się w ten stan. Wyglądało by mi na to, że
jeśli zapewnię wejście/wyjście z tego stanu w czasie max 1ms (przy
napięciu zasilania 10V) to wszystko jest OK.
Przy prądzie 10A i zasilaniu 15V wystarczy zmieścić się w 10ms.
To jest z zapasem, bo jak obciążenie rezystancyjne bierze 10A z 15V to
przy napięciu DS 15V nie ma 10A tylko 0.
Dokładniej to trzeba by w wykres SOA wmalować prostą obciążenia (skala
log więc nie będzie ona prosta).


Quote:
Wg inżynierii konserwatywnej jedziesz po bandzie, używając elementu poza
zakresem dopuszczonym przez producenta. Tak, ja wiem, że nie wybuchnie,
ale formalnie Ci nie wolno. Smile

Przyjąłem (nie było to powiedziane), że ten IRFZ44N kluczuje te 3.5A, a
nie jest liniowym regulatorem prądu.
Dlatego uważam, że element nie jest użyty poza zakresem.
P.G.

Queequeg
Guest

Wed Aug 28, 2019 10:29 pm   



Piotr Wyderski <peter.pan_at_neverland.mil> wrote:

Quote:
Ja pracuję w tym zakresie napięć, więc możliwości przyrządu odpowiadają
potrzebom. Smile

Co ty robisz z takimi napięciami? :)

Quote:
Jak zawsze. W tym przypadku granicą jest wytrzymałość krzemu na
przebicie. Wysokie napięcie pracy oznacza konieczność stworzenia
grubszego kanału, a to wprost przenosi się na jego rezystancję.
Żeby zmniejszyć rezystancję dren-źródło trzeba połączyć równolegle
wiele elementarnych komórek -- ale wtedy pojemność bramki też rośnie.
Co sobie zaoszczędzisz na R_DS_ON, stracisz na ładunku bramki i stratach
przełączania. Nie ma idealnego kompromisu, stąd mnogość MOSFETów na
rynku. Smile

No tak Smile Czyli w tym 900V jest po prostu większa pojemność bramki?

Quote:
Ok, czyli jeśli zapewni się pracę kluczowaną i właściwe chłodzenie, to
można liczyć na prąd zbliżony do continuous drain current?

Tak, ale napisałem Ci już, co to znaczy właściwe chłodzenie. Smile
Albo chłodzenie ewaporacyjne, albo radiator chłodzony wodą albo
rurka ciepła. Popatrz na specyfikację mocy strat dużych tranzystorów:
400-900W, w obudowie TO247 albo TO3P. Całe 3.2cm^2 powierzchni
chłodzącej. Na pewno poradzisz sobie ze strumieniem mocy 200W/cm^2?

No tak...

A jeśli ten "continuous current" zainterpretować jako maksymalny prąd
nieimpulsowy, ale niekoniecznie ciągły? Np. 2 sekundy tego prądu i 18
sekund na odpoczynek. 40W mocy średniej już się odprowadzi. Byle tylko
radiator przyjął te 400W przez 1/10 czasu i zakumulował :)

Quote:
Żelazko ma 2kW i powierzchnię stopy ze 100x większą. W ramach wprawki
proponuję schłodzić żelazko, a dopiero potem próbować z tranzystorami. Smile

Przepływowy podgrzewacz wody ma ok. 4kW, jest chłodzony wodą ;)

Quote:
Opisałem Ci to już innymi słowami. To, co nazywasz MOSFETem to tak
naprawdę układ scalony złożony z kilkuset tysięcy elementarnych
tranzystorów połączonych równolegle.

Mega. Ta technologia tworzenia tranzystorów z pojedynczych "komórek" na
wspólnym podłożu jakoś się nazywa? Kiedy to wymyślili?

Quote:
Granicą jest wytrzymałość materiału, w pewnym momencie komórka się
przetapia i zwiera dren ze źródłem. RIP. To jest właśnie hot spot --
niewielki obszar o temperaturze znacznie odbiegającej od średniej, który
zabił Ci tranzystor przy prądzie znacznie poniżej wartości maksymalnej.

Hmm. A to zwarcie drenu ze źródłem nie jest na bardzo małym obszarze? Nie
powinno się momentalnie przepalić i pozwolić reszcie tranzystora pracować?

Quote:
To tak w dramatycznym uroszczeniu -- w praktyce równania cieplne są
bardzo nieliniowe, hot spot nie ma większego związku z podziałem
tranzystora na komórki, lecz jest wynikiem niejednorodności
domieszkowania w większych obszarach itp.

Czyli nawet w tranzystorze niepodzielonym na komórki mogą być hotspoty,
które wynikają z niedoskonałości krzemu?

Quote:
Ale intuicja powinna być jasna.

Tak, już jest jasne.

Swoją drogą, moge spytać skąd masz taką wiedzę na temat półprzewodników?
Gdzie tego uczą? :)

Quote:
Gdybym zmniejszył rezystory (powiedzmy do 1k pull-up i 50R pull-down
przez BC817) i użył IRF540, to czas pracy w triodowym zakresie przy
włączaniu tranzystora będzie na tyle krótki, że będzie OK?

Nie zgaduj, policz, to jest proste. Z definicji prądu wynika, że
do przeładowania jednego nanokulomba w nanosekundę potrzeba prądu
jednego ampera. Jeżeli tranzystor ma Qg=406nC (tyle ma mój o R_DS_ON
750 mikroomów, z którym obecnie pracuję), to mając driver o wydolności
4A przez obszar triodowy przejdziesz w 100ns. Prąd potężny, a szału nie
ma...

Z pojemności nie licz, bo bramka nie jest kondensatorem.
Charakterystyka ładowania jest wybitnie nieliniowa, o kształcie
rozciągniętej litery Z.

No to liczymy. Jest IRFZ44N, Qg=63nC przy Id=25A (swoją drogą ma podane
też Qgs=14nC przy Vds=44V; czemu to jest dużo mniejsze, skoro ładujemy
bramkę względem źródła?), driver ma wydolność I=12V/1k=0.012A, czyli
przejście zajmie 5.25us. Zauważalnie dłużej, niż liczone z pojemności :)

Patrzę teraz na "Maximum safe operating area" i wychodzi, że powinno być
OK. Nawet dla 100us przy Vds=12V wychodzi maksymalny dopuszczalny Id=100A
(czyli kosmiczny, ale zauważalnie większy niż moje 3.5A)...

Quote:
Z pojemności bramki (1700pF), rezystora 1k i zasilania 12V wychodzi mi, że
bramka osiągnie 5V (odczytane z wykresu dla 3.5A + pewien margines) po
900ns. Chyba będzie OK? Dla IRFZ44N jest nawet lepiej (1470pF, 4.5V,
700ns).

Qg=63nC, prąd ładowania 12mA (wariant optymistyczny) => przeładujesz w
bramkę w 5.25us.

O właśnie Smile Tak to jest jak się odpisuje przed przeczytaniem, policzyłeś
to samo :)

Quote:
Szału nie ma, ale do pracy kluczowanej z prądem 1/10 maksymalnego raz na
kilka sekund wystarczy. Ale w zasilaczu impulsowym by Ci ten tranzystor
odparował. Smile

W sumie -- czemu by odparował skoro mieści się w safe operating area?
Jakbym go nie kluczował raz na sekunde tylko raz na milisekundę? Wtedy
safe operating area się nie liczy, bo jest podane tylko dla "single pulse"
(i to "raz na sekundę" jeszcze się zalicza do pojedynczego impulsu)?

Quote:
Ostatecznie wszystko sprowadza się do ładunku, więc najlepiej z niego
liczyć. Dodatkowo obliczenia są wyjątkowo proste, "na paluszkach", a nie
przez całkowanie mocno pogiętych krzywych.

Tak... widzę właśnie, jedno dzielenie.

Quote:
W wariancie ultra high-rel daje się cztery MOSFETy. Dwie równoległe
gałęzie po dwa szeregowe tranzystory. Każda gałąź sterowana z własnego
drivera. Układ jest odporny na dowolną awarię pojedynczego MOSFETa.

Chyba że się więcej niż jeden usmaży? :)

Jak myślałem kiedyś, jak coś takiego zabezpieczyć (choć nie konkretnie ten
układ) to wymyśliłem, żeby wrzucić na wejście bezpiecznik i w momencie
wykrycia awarii tranzystora procesor zwierał zasilanie tyrystorem (bez
ograniczenia prądowego albo z takim, które przekroczy prąd bezpiecznika) i
niech ten bezpiecznik sobie ładnie odparuje. Nie wiem na ile ma to sens.
Tak czy inaczej tu czegoś takiego nie chcę ;)

Quote:
Sztuczka znana od co najmniej lat 60., tylko w wariancie z tyrystorami.
Ale te węże chyba aż tak cenne nie są? Smile

Wiesz, to jednorazowa "produkcja", więc cena nie gra aż takiej roli. I tak
to ja płacę (obiecałem zrobić inkubator w zamian za pierwszego wyklutego
węża, zamiast liczyć się co do złotówki za części i wszystko inne) Smile Po
prostu jak już się podejmuję to chcę, żeby działało. Bardzo źle bym się
czuł, gdyby na skutek mojego błędu coś się stało z tymi wężami.

Quote:
Projektować można, papier wszystko przyjmie, tylko potem fizyka nie chce
założeń uszanować. W rzeczywistości proces wygląda dokładnie odwrotnie:
określa się zgrubne założenia, konstrukcji produkuje miliard sztuk, po
czym każdą z osobna się mierzy i odkrywa, co się udało wyprodukować.

Aaa, takie buty Smile Jak z procesorami. Jedne będą i5, drugie będą i7, a
jeszcze inne oznaczy się i3, nic się nie marnuje :)

W sumie ma to sens.

Swoją drogą, w Polsce w ogóle ktokolwiek jeszcze zajmuje się produkcją
półprzewodników? Kiedyś było CEMI, ale już dawno nie ma... wiem że jest
Wilk Elektronik (ci od marki Goodram) ale nie wiem, czy nie zlecają
produkcji (zdziwiłbym się, gdyby opłacało im się robić kości samemu,
ale może?).

Quote:
Te kosteczki o dużej becie i małych szumach nazwiemy BC549C, o dużym
napięciu przebicia BC547A, a średnio udane dostaną literkę B. Niektórych
parametrów nie opłaca się mierzyć dokładniej niż jakiś próg akceptacji,
więc się w datasheet wpisuje ten próg. I nie ma znaczenia, że
rzeczywisty element jest 1000x lepszy, i to powtarzalnie. Chcesz mieć
lepszą specyfikację (nie lepsze struktury!), to zapłać za koszt
testowania i ogólne zawracania fabryce tyłka.

Teraz jasne. Dzięki!

Quote:
Tu masz to znacznie lepiej opisane, niż ja bym umiał. I z
obrazkami/zdjęciami.

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1155.pdf

Wytłumaczyłeś dobrze -- na tyle, że zrozumiałem :)

Otworzyłem AN, przerzuciłem na czytnik. Jadę na urlop, to będzie co
czytać, jak się jezioro znudzi :)

Bardzo podoba mi się zdanie: "This type of visual pattern is more
attractive when observed on the surface of the moon, instead of on the
surface of parts that are trying to land there."

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Piotr Wyderski
Guest

Thu Aug 29, 2019 10:43 am   



Queequeg wrote:

Quote:
Co ty robisz z takimi napięciami? Smile

Energia zgromadzona w kondensatorze zależy liniowo od jego pojemności,
a kwadratowo od napięcia. Dlatego 50uF przy 900V zawiera w sobie tyle
energii, co 450uF przy 300V. Dzięki znacznie mniejszej pojemności nie
musi to być kondensator elektrolityczny, więc go eliminuję i zyskuję
na trwałości urządzenia. Do tego trzeba mieć odpowiednie tranzystory,
ale w ostatnich latach nastąpił wysyp elementów z węglika krzemu na
1200V i więcej, więc tu problemu nie ma. Ponadto, przy tej samej mocy
w układzie zasilanym większym napięciem płyną proporcjonalnie mniejsze
prądy, a straty rezystancyjne zależą od kwadratu prądu. Układ zasilany
z 900V będzie się grzał 9x mniej, niż układ zasilany z 300V. Mniej
ciepła to większa sprawność, ale przede wszystkim brak podgrzewania
wszystkiego w okolicy => znów podnosi się trwałość urządzenia.

Quote:
No tak Smile Czyli w tym 900V jest po prostu większa pojemność bramki?

Większa w porównaniu z czym?

Quote:
Mega. Ta technologia tworzenia tranzystorów z pojedynczych "komórek" na
wspólnym podłożu jakoś się nazywa? Kiedy to wymyślili?

Czy i jak się ta technika nazywa to nie wiem, ale HEXFETy wprowadzono
na rynek w 1979, więc stosuje się ją co najmniej od tego czasu. Pewnie
jest znacznie starsza.

Quote:
Hmm. A to zwarcie drenu ze źródłem nie jest na bardzo małym obszarze?
Nie powinno się momentalnie przepalić i pozwolić reszcie tranzystora pracować?

Domieszki i metalizacja się rozpuszczą w krzemie i się tworzy dobrze
przewodzący stop. On nawet nie musi być dosłownie ciekły, wystarczy,
że dyfuzja zajdzie dostatecznie szybko.

Quote:
Czyli nawet w tranzystorze niepodzielonym na komórki mogą być hotspoty,
które wynikają z niedoskonałości krzemu?

Hotspoty mogą się pojawić nawet w diodzie i są olbrzymim problemem
przy produkcji elementów dla energoelektroniki. Zrobić dostatecznie
jednolitą strukturę np. tyrystorową o powierzchni kilku cm^2, która nie
odparuje przy grubych kiloamperach to jest mistrzostwo galaktyki.

Quote:
Swoją drogą, moge spytać skąd masz taką wiedzę na temat półprzewodników?
Gdzie tego uczą? Smile

Nie przesadzajmy, sporo tego jest choćby w Sztuce Elektroniki Horowitza
i Hilla.

Quote:
No to liczymy. Jest IRFZ44N, Qg=63nC przy Id=25A (swoją drogą ma podane
też Qgs=14nC przy Vds=44V; czemu to jest dużo mniejsze, skoro ładujemy
bramkę względem źródła?)

Ale CO ładujemy względem źródła? :-)

14nC przy prądzie 12mA to 1.16us. Masz swoje 900ns, wszystko się zgadza.
To jest pierwszy obszar na wykresie V_GS(Qg), ładujesz zwykły
kondensator. Ale przy przekroczeniu V_TH pod bramką uformował Ci się
przewodzący kanał, którego tam wcześniej nie było. Są dwie elektrody
i dielektryk, utworzył się nowy kondensator. I to jeszcze taki parszywy,
że jego powierzchnia gwałtownie rośnie wraz z napięciem
bramki. A tym samym efektywna pojemność. Nieprzerwanie pompujesz w
bramkę ładunek, a napięcie na bramce stoi. To jest plateau. Potem
struktura kanału jest już w pełni uformowana i pojemność przestaje
rosnąć, więc liniowo rośnie napięcie -- trzeci odcinek charakterystyki.
Nie ma to nic wspólnego z efektem Millera, bo plateau zaobserwujesz
przy dowolnie powolnym ładowaniu bramki -- impedancja C_GD jest
wtedy bliska nieskończoności i dren nie ma żadnego sprzężenia
z obwodem ładowania bramki, CBDO. Efekt Millera to zjawisko dynamiczne.

Quote:
Zauważalnie dłużej, niż liczone z pojemności Smile

Pojemność bramki bardziej wprowadza błąd niż jest użytecznym parametrem
projektowym w zastosowaniach przełączających. Jest bardzo nieliniowa, a
ładunek całkowity zawiera już w sobie wszystkie efekty wyższych rzędów.

Quote:
Patrzę teraz na "Maximum safe operating area" i wychodzi, że powinno być
OK. Nawet dla 100us przy Vds=12V wychodzi maksymalny dopuszczalny Id=100A
(czyli kosmiczny, ale zauważalnie większy niż moje 3.5A)...

Właśnie zacząłeś to świadomie liczyć, a nie zgadywać. Zupełnie bez
uszczypliwości powiem, że to ważny dzień. Smile
Teraz już *wiesz*, dlaczego to zadziała poprawnie.

Quote:
W sumie -- czemu by odparował skoro mieści się w safe operating area?

Nawet w typowej przetwornicy działającej na 100kHz jeden pełny okres
kluczowania to 10us. Ty go w połowie tego czasu nawet nie zdążyłeś
dobrze włączyć, a już trzeba wyłączać. Przez sporą część tego czasu
tranzystor siedzi w obszarze triodowym, zachowując się jak rezystor.
Będzie gorąco. :-)

Quote:
Jakbym go nie kluczował raz na sekunde tylko raz na milisekundę? Wtedy
safe operating area się nie liczy, bo jest podane tylko dla "single pulse"

W tym czasie wydzieli się pewna ilość energii, która podniesie
temperaturę struktury. A w kolejce już stoi następny impuls.
Czas między impulsami jest krótki, więc moc będzie spora.

Quote:
Tak... widzę właśnie, jedno dzielenie.

Dodatkowo z czasu przełączania i ładunku łatwo policzyć moc potrzebną do
przeładowania bramki, a więc i straty.

Quote:
Chyba że się więcej niż jeden usmaży? Smile

No tak, układ jest odporny na awarię co najwyżej jednego elementu.
Zwykłe połączenie jest odporne na awarię co najwyżej zera elementów.

Quote:
Jak myślałem kiedyś, jak coś takiego zabezpieczyć (choć nie konkretnie ten
układ) to wymyśliłem, żeby wrzucić na wejście bezpiecznik i w momencie
wykrycia awarii tranzystora procesor zwierał zasilanie tyrystorem (bez
ograniczenia prądowego albo z takim, które przekroczy prąd bezpiecznika) i
niech ten bezpiecznik sobie ładnie odparuje. Nie wiem na ile ma to sens.
Tak czy inaczej tu czegoś takiego nie chcę Wink

Przeanalizuj dokładniej działanie opisanego układu. On jest odporny na
*każdy* scenariusz Single Point of Failure, a Twoje zabezpieczenie tylko
na awarię MOSFETa na zwarcie. Awarii "na przerwę" bezpiecznik nie
wykryje i węże odmrożą sobie tyłek. :-)

Pozdrawiam, Piotr

J.F.
Guest

Thu Aug 29, 2019 11:07 am   



Użytkownik "Piotr Wyderski" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:qk8a8j$q1m$1_at_gioia.aioe.org...
Queequeg wrote:
Quote:
Co ty robisz z takimi napięciami? :)

Energia zgromadzona w kondensatorze zależy liniowo od jego
pojemności,
a kwadratowo od napięcia. Dlatego 50uF przy 900V zawiera w sobie tyle
energii, co 450uF przy 300V. Dzięki znacznie mniejszej pojemności nie
musi to być kondensator elektrolityczny, więc go eliminuję i zyskuję
na trwałości urządzenia.

Hm, ale energia to jest w dielektryku zgromadzona, i jest liniowa -
tzn po osiagnieciu granicznego natezenia pola elektrycznego, liniowo
zalezy od objetosci :-)

A 300V to IMO na tyle duzo, ze juz mozna dielektryk dobierac, a nie
"mniej sie nie da" ...

Quote:
Do tego trzeba mieć odpowiednie tranzystory,
ale w ostatnich latach nastąpił wysyp elementów z węglika krzemu na
1200V i więcej, więc tu problemu nie ma. Ponadto, przy tej samej mocy
w układzie zasilanym większym napięciem płyną proporcjonalnie
mniejsze
prądy, a straty rezystancyjne zależą od kwadratu prądu. Układ
zasilany
z 900V będzie się grzał 9x mniej, niż układ zasilany z 300V. Mniej
ciepła to większa sprawność, ale przede wszystkim brak podgrzewania
wszystkiego w okolicy => znów podnosi się trwałość urządzenia.

Ale masz takie urzadzenia, ze 1000V akceptuja ?
Czy do przetwornicy idzie ... i 1200V to znacznie gorzej niz 300 ?

J.

Piotr Wyderski
Guest

Thu Aug 29, 2019 11:21 am   



J.F. wrote:

Quote:
Hm, ale energia to jest w dielektryku zgromadzona, i jest liniowa - tzn
po osiagnieciu granicznego natezenia pola elektrycznego, liniowo zalezy
od objetosci Smile

No tak, ale to dotyczy każdego kondensatora. A z punktu widzenia
praktycznego kondensatory foliowe kilkadziesiąt uF/1kV są i mają
porównywalne rozmiary z elektrolitami na 400V. To wolę wziąć foliowe.

Quote:
Ale masz takie urzadzenia, ze 1000V akceptuja ?
Czy do przetwornicy idzie ... i 1200V to znacznie gorzej niz 300 ?

Akurat u mnie to to jest V_BUS, tj. tyle wychodzi z PFC i idzie
do przetwornicy z 600-900V na cokolwiek potrzebnego. Przy takich
napięciach nawet w półmostku płyną dostatecznie małe prądy, by
się nie przejmować wadami tej topologii -- półmostek na 900V ma
lżej niż pełen mostek na 400V, a sterowanie jest znacznie prostsze.

Pozdrawiam, Piotr

J.F.
Guest

Thu Aug 29, 2019 11:37 am   



Użytkownik "Piotr Wyderski" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:qk8cf1$147i$1_at_gioia.aioe.org...
J.F. wrote:
Quote:
Hm, ale energia to jest w dielektryku zgromadzona, i jest liniowa -
tzn
po osiagnieciu granicznego natezenia pola elektrycznego, liniowo
zalezy
od objetosci :-)

No tak, ale to dotyczy każdego kondensatora. A z punktu widzenia
praktycznego kondensatory foliowe kilkadziesiąt uF/1kV są i mają
porównywalne rozmiary z elektrolitami na 400V. To wolę wziąć foliowe.

Ale czy nie ma foliowych ma 500V, o wiekszej pojemnosci ?

P.S. Foliowe tez sie czasem uszkadzaja.

Quote:
Ale masz takie urzadzenia, ze 1000V akceptuja ?
Czy do przetwornicy idzie ... i 1200V to znacznie gorzej niz 300 ?

Akurat u mnie to to jest V_BUS, tj. tyle wychodzi z PFC i idzie
do przetwornicy z 600-900V na cokolwiek potrzebnego. Przy takich
napięciach nawet w półmostku płyną dostatecznie małe prądy, by
się nie przejmować wadami tej topologii -- półmostek na 900V ma
lżej niż pełen mostek na 400V, a sterowanie jest znacznie prostsze.

Technologia poszla do przodu :-)

A jakie napiecie wyjsciowe/docelowe ?
Moze na 400V tez wystarczylby polmostek ?

J.

Piotr Wyderski
Guest

Thu Aug 29, 2019 11:58 am   



J.F. wrote:

Quote:
Ale czy nie ma foliowych ma 500V, o wiekszej pojemnosci ?

Jak szukałem, to nie było, a składanie baterii 500uF/450V z elementów na
1kV jakoś mi się nie uśmiechało.

Quote:
P.S. Foliowe tez sie czasem uszkadzaja.

Tak, czasem. "Useful life time: > 100 000 h at UNDC and 70 °C"
Milion godzin przy deratingu do 2/3 UN(ominal)DC. Biorę to na klatę.

Quote:
Technologia poszla do przodu Smile

I zacznijmy z tego korzystać.

Quote:
A jakie napiecie wyjsciowe/docelowe ?

+/-15V. Problemem jest jednak napięcie wejściowe. Układ powinien
pracować poprawnie przy podłączeniu jedno-, dwu- i trójfazowym. A trzy
fazy to 560V po wyprostowaniu. Prościej było więc od razu przyjąć
V_BUS znacznie wyżej niż maksymalne napięcie wejściowe i resztę
projektu wyprowadzić stamtąd. Inne benefity to bardzo pożądany efekt
uboczny.

Pozdrawiam, Piotr

RoMan Mandziejewicz
Guest

Thu Aug 29, 2019 12:30 pm   



Hello Piotr,

Thursday, August 29, 2019, 1:21:05 PM, you wrote:

[...]

Quote:
Akurat u mnie to to jest V_BUS, tj. tyle wychodzi z PFC i idzie
do przetwornicy z 600-900V na cokolwiek potrzebnego. Przy takich
napięciach nawet w półmostku płyną dostatecznie małe prądy, by
się nie przejmować wadami tej topologii -- półmostek na 900V ma
lżej niż pełen mostek na 400V, a sterowanie jest znacznie prostsze.

Półmostek nie może pracować w trybie prądowym.

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Piotr Wyderski
Guest

Thu Aug 29, 2019 12:38 pm   



RoMan Mandziejewicz wrote:

Quote:
Półmostek nie może pracować w trybie prądowym.

Dlaczego nie może? Mierzę bezpośrednio prąd uzwojenia pierwotnego.

Pozdrawiam, Piotr

J.F.
Guest

Thu Aug 29, 2019 2:19 pm   



Użytkownik "Piotr Wyderski" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:qk8elb$1dqi$1_at_gioia.aioe.org...
J.F. wrote:
Quote:
Ale czy nie ma foliowych ma 500V, o wiekszej pojemnosci ?

Jak szukałem, to nie było, a składanie baterii 500uF/450V z elementów
na 1kV jakoś mi się nie uśmiechało.

A byly jakies inne wymagania ?

Quote:
P.S. Foliowe tez sie czasem uszkadzaja.

Tak, czasem. "Useful life time: > 100 000 h at UNDC and 70 °C"
Milion godzin przy deratingu do 2/3 UN(ominal)DC. Biorę to na klatę.

Ale jak sie jednak uszkodzi ... pozaru nie bedzie ?

Quote:
Technologia poszla do przodu Smile
I zacznijmy z tego korzystać.

Moze nich inni przetestuja ... jesli my nie musimy :-)


Quote:
A jakie napiecie wyjsciowe/docelowe ?

+/-15V. Problemem jest jednak napięcie wejściowe. Układ powinien
pracować poprawnie przy podłączeniu jedno-, dwu- i trójfazowym. A
trzy
fazy to 560V po wyprostowaniu. Prościej było więc od razu przyjąć
V_BUS znacznie wyżej niż maksymalne napięcie wejściowe i resztę
projektu wyprowadzić stamtąd. Inne benefity to bardzo pożądany efekt
uboczny.


Ale to ciagle tylko 600V, nie trzeba 1200

J.

Goto page Previous  1, 2, 3  Next

elektroda NewsGroups Forum Index - Elektronika Polska - TO-220 bez radiatora, ale w obudowie

NOWY TEMAT

Regulamin - Zasady uzytkowania Polityka prywatnosci Kontakt RTV map News map