Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

wyjście typu source 24V - dobór elementów i zabezpieczenie

24 Paź 2009 19:30 2985 10
  • Poziom 16  
    Witam,
    w sumie ciężko znaleźć odpowiedni dział dla tego pytania, więc jeśli to tutaj nie pasuje, to proszę o przeniesienie do odpowiedniego działu...

    Moje pytanie dotyczy wyjść typu source.. modyfikując kilka rozwiązań, które znalazłem na forum elektrody wyszło mi coś takiego jak na poniższym obrazku. Wstępnie dobrałem elementy, których karty katalogowe można znaleźć tutaj:

    SFH6916: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/vishay/83687.pdf
    IRFL9014: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfl9014pbf.pdf
    SK210: http://www.diodelink.com/html/pds/SK2x.pdf

    1. Czy w takiej konfiguracji ma to szansę zadziałać poprawnie? Obciążenie wyjścia ma być na poziomie 0-1A, choć 0.5A też by wystarczyło.

    2. Nie używałem wcześniej mosfetów, więc dla pewności spytam, czy dobrze zrozumiałem jego sterowanie. Gdy na uC wystawię "1" to dioda transoptora nie świeci, więc fototranzystor jest niewysterowany, a co za tym idzie G podciągane jest do zewnętrznego 24V przez rezystor 5k, czyli Vgs=0V, tranzystor nie przewodzi = wyjście wyłączone.. alternatywnie wystawię "0", to fototranzystor wysterowany, z dzielnika napięcia G względem masy ma 12V, Vgs=-12V, więc tranzystor maksymalnie przewodzi = wyjście załączone

    3. Ochrona wyjścia... czyli co zrobić, żeby ktoś łatwo nie popsuł ;)
    Myślałem o polimerowym bezpieczniku na każdym wyjściu (np. http://www.pliki.jm.pl/karty/ERFRA.pdf). Dawałby ochronę przed zwarciami do masy i przy długotrwałej obecności napięcia wyższego niż zasilające 24V (szkoda, że tylko 60V.. ciekawe czy jak coś go ubije to jest zwarcie czy przerwa). Czy to głupi pomysł? Czy dając lub nie dając bezpiecznika dorzucać jeszcze w szereg jakiś rezystor?

    4. Czy napięcie EXT_24V powinno być jeszcze jakoś dodatkowo zabezpieczone? Można dać wspólną dla wszystkich wyjść diodę zapewniającą odpowiednią polaryzację... tylko wtedy co z napięciem wyższym od zasilającego na pinie wyjścia? Bo przewodzić będzie dioda tranzystora, a ta na zasilaniu będzie wtedy wpięta zaporowo :|
    Można dać na wspólnym zasilaniu transila, aby zabezpieczyć całość przed nadmiernym napięciem. Czy przed nim powinien być bezpiecznik polimerowy, czy to źródło zasilania powinno być zabezpieczone przed zwarciem, które ten transil zrobi? Bo z kolei jak jest zbyt duże napięcie zasilania, to coś z tym źródłem zasilania nie tak i ja bym mu nie wierzył ;)

    5. Czy jest sens dublować diodę tranzystora? Widziałem takie schematy i nie wiem czy to jest dobre rozwiązanie..
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Poziom 38  
    "Jak ma być "po bożemu" to tak:
    R2 wywalić i zewrzeć.
    D1 wywalić i zewrzeć.
    Między dren a + zasilania wstawić obciążenie."
    Przepraszam, bzdury napisałem.
    To jest P-MOSFET.
  • Pomocny post
    Poziom 21  
    1. To zależy do czego to ma służyć .... jak do załączania/wyłączania zasilania innego układu (rzadko) to jest OK.... jak do kluczowania czegoś tam przebiegiem 5kHz to nie za bardzo.
    2. Dobrze zrozumiałeś.
    3. Bezpiecznik polimerowy jest wolniejszy od szybkiego topikowego - prąd nie jest "ucinany", ale powoli maleje, do minimum dochodzi nawet po 1 sekundzie i dłużej ... w takim czasie to być może tranzystor szybciej zadziałać jak bezpiecznik ;) Poza tym po kilkudziesięciu "załączeniach" bezpiecznik polimerowy traci właściwości i trzeba go wymienić na nowy (lutowanie). Jak przewidujesz że będzie często zwierany, to być może lepiej dać normalny zwykły topikowy szybki (ze sprężynką) + obudowa bezpiecznika na zewnątrz (taka wkręcana) żeby każdy mógł go sobie łatwo sam wykręcić ?
    4 nie wiem.
    5 jest sens o tyle, że ta dioda jest kiepska - wolna, napięcie w kierunku
    przewodzenia nawet do 5,5V. Jeśli chcesz tym sterować jakieś obciążenie indukcyjne, to tę diodę (i tę D1 też) najlepiej wmontować jak najbliżej tego obciążenia żeby przepięcia (piki) były ucinane u źródła i nie latały po kablach i nie siały zakłóceń.

    ps. do kolegi janbernat
    - jak wywalisz R2 to napięcie dren-źródło dojdzie do 24V ... a w dataszicie tranzystora pisze że "absolutne maksimum" to 20V
    - to jest P-MOSfet, a nie N-Mosfet - obciążenie między drenem a zasilaniem dajemy przy tranzystorze N-Mosfet, ten układ jest jak najbardziej OK
  • Poziom 16  
    w sumie to ma to być standardowe DQ, dajmy na to jak w sterownikach PLC... więc nie musi być piekielnie szybkie ;) a na takim układzie jak wyżej pi razy drzwi ile można wyciągnąć? i od czego to zależy? bo jeżeli jakaś małą modyfikacja by to przyspieszyła, to czemu nie? ;)

    w sumie układ będzie zamontowany na stałe, więc ewentualnych zwarć można się spodziewać tylko przy montażu i nieuważnym uruchamianiu, ewentualnie jakaś awaria odbiornika... kilka razy słyszałem, że najlepszym i najszybszym bezpiecznikiem jest tranzystor (LOL), więc może może ten polimer to faktycznie nienajlepszy pomysł :)

    może dobrym zabezpieczeniem przed napieciem będzie dioda na wyjściu, która wytrzyma duże napięcie? w normalnym stanie pracy takiego wyjścia niewielki spadek napięcia na diodzie jest do przeżycia, a zła polaryzacja, czy wyższe napięcie podane na pin wyjściowy nic mu nie zrobi...

    no ale dalej sprawa otwarta z prądem.. jak go ograniczyć, żeby wszystko się nie wydymiło przy zwarciu do masy?

    co do urządzeń zasilanych.. w sumie kit ich tam wie, gdzie to koledzy podłączą.. ja mam wpływ tylko na to co w obudowie.. jak już pisałem ogólnie określona funkcja to "wyjście dyskretne ogólnego przeznaczenia" :) obciążalność do ok 1A


    janbernat napisał:
    Jak ma być "po bożemu" to tak:
    R2 wywalić i zewrzeć.
    D1 wywalić i zewrzeć.
    Między dren a + zasilania wstawić obciążenie.

    jak już było powiedziane, to z N-mosfetem i jest to wyjście typu sink.. ja potrzebuję typu source :)
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    Daj na linie 24V stabilizator z ograniczeniem pradowym do 1A i po klopocie. O ile na wyjsciu nie dasz mu jakiegos zabojczego kondensatora. Wrzuciszs jakies male LDO, to chyba najprostsze rozwiazanie.
  • Poziom 16  
    hmm.. chyba mało profesjonalnie by to wyglądało :)
  • Poziom 16  
    Demmo napisał:

    no ale dalej sprawa otwarta z prądem.. jak go ograniczyć, żeby wszystko się nie wydymiło przy zwarciu do masy?


    Najprościej to wstawić odpowiedni rezystor między źródło MOSFET-a a zasilanie 24V i dobrać dzielnik na bramce. Powstanie proste źródło prądowe.
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
  • Poziom 16  
    tmf napisał:
    Niby czemu? Stos elementow dyskretnych wyglada bardziej profesjonalnie?


    No jak dla mnie tak ;) Nie spotkałem się jeszcze podczas grzebania w jakichś elementach elektroniki z rozwiązaniem wyjść na stabilizatorach (mimo iż z pewnością będą dobrze spełniały taką funkcję). Wydaje mi się pewnym standardem odpowiednie zastosowanie rezystorów, diod itp w takim zastosowaniu.. nie wiem czy z racji kosztów w masowej produkcji, czy czego innego.. nie oceniam które rozwiązanie jest lepsze, po prostu się nie spotkałem z taką koncepcją.. co nie znaczy że jest zła :) bo tutaj można by przytoczyć tekst odnośnie tego jak nowoczesne stacje kosmiczne przez konsekwencję determinowane są przez szerokość 2 końskich zadów.. jak ktoś chce mogę wysłać na PW :D

    UDMA napisał:

    Najprościej to wstawić odpowiedni rezystor między źródło MOSFET-a a zasilanie 24V i dobrać dzielnik na bramce. Powstanie proste źródło prądowe.

    W sumie można by... tylko tak.. jak wstawię np. coś koło 16ohm, to przy zwarciu do masy mam jakieś 1,5A, które tranzystor wytrzyma.. tylko, że spadek napięcia na tym rezystorze jest zależny od prądu, różne będzie napięcie na źródle, więc dzielnik na bramce o stałych parametrach może się nie spisać, bo wysterowanie będzie pływało wraz z prądem...
    jeśli wstawię go pomiędzy 24V i źródło z podłączonym do niego dzielnikiem, to też kiszka, bo przy dużym prądzie spadek napięcia na rezystorze "wytrąci" mi tranzystor z pełnego otwarcia.. przykładowo dla prądu 1A mam 16V spadku na rezystorze, czyli tak jakby powyższy układ zasilić z 8V zamiast 24V...
    więc jakiekolwiek kombinacje przed źródłem wydają mi się nieodpowiednie.. ale jeśli się mylę, to chętnie posłucham jak to widzisz :)

    można ewentualnie dodać rezystor na wyjściu, bo tam nie robi problemów ze sterowaniem tranzystora, aczkolwiek zastanawiam się czy ma to sens przy takich parametrach tranzystora, bo zbliżając się do górnego zakresu wydajności już prawie nie mam napięcia.. więc chyba by trzeba jak co dać większy tranzystor, który do 1A z mniejszym szeregowym rezystorem dojeżdża na luzie, a powyżej już robi klocki...

    ewentualnie czy jest jakiś układ o charakterystyce prądowej podobnej jak warystor ma napięcie? że powyżej jakiegoś progu ciach.. prąd ucięty ;)

    w sumie zrobiłem małą akcję szpiegowską i rozebrałem kartę DQ pewnego producenta i nie ma on dodatkowych elementów w sekcji wyjściowej, tzn. jest jak powyżej.. więc może ja się za bardzo tym przejmuję? :)
  • Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    Jest - bezpiecznik polimerowy :) Tylko czas reakcji... Rezystor ma wade tak jak mowisz. Natomiast mozna wykorzystac fakt, ze MOSFET przy pewnych napieciach sterujacych bramka zachowuje sie jak zrodlo pradowe. Takze zamiast maksymalnie otwierac mosfeta mozna go otworzyc tak, zeby prad byl ograniczony zgodnie z nota katalogowa - masz tam wykresy pradu od napiecia DS. Wada - mosfet bedzie sie grzac. W zaleznosci od potrzeb ograniczenie pradowe mozna zrobic w zasilaczu zasilajacym ten stopien wyjsciowy - bedzie to ograniczenie na wszystkie MOSFETy, ale skuteczne. Dodatkowo bezpiecznik polimerowy na kazda galaz - bedzie mial czas na nagrzanie sie i bedzie skutecznie ograniczal prad poszczegolnych galezi. Chwilowy wzrost pradu samym MOSFETom nie zaszkodzi, bo zanim zdarza sie fest nagrzac to bezpiecznik juz ten prad ograniczy.
    Inne opcje - to juz niezla dlubanina, bo przeciez wolisz elementy dyskretne :)
  • Poziom 16  
    I chyba tak będzie najlepiej... nie będzie to niewiadomo jak skomplikowane, a powinno spełnić swoją rolę.

    Zbytnie grzanie się mosfeta raczej jest niewskazane, bo raczej nie będzie miejsca na jakieś specjalne chłodzenie... chyba że to na tyle niewielki wzrost temperatury, że "placek" na PCB sobie poradzi z odprowadzaniem ;)
    Inna rzecz, że chętnie dowiem się jak to zrealizować :)



    EDIT:
    hmm.. gdzieś tutaj musiałbym jeszcze wrzucić diodę sygnalizacyjną.. mam w sumie 4 pomysły i liczę na sugestię z Waszej strony, gdzie będzie lepiej :)

    jeden pomysł to wrzucenie jej równolegle do dzielnika, tak że rezystor tej diody wpięty będzie w zasilanie, potem dioda i końcówka diody do fototranzystora... wada? wyjście może nie działać (np zjarany tranzystor Q1) a dioda będzie świecić :/ ale sama diodka jest "bezpieczna" i w pewnym sensie odseparowana od wyjścia :)

    drugi pomysł, to wpięcie diody z rezystorem równolegle do D1, wtedy LED wskazuje prawdziwy stan wyjścia, ale nie wiem czy nie będzie to wpływało jakoś na wyjście.. sam nie wiem jak by mogło wpływać, ale kto to wie? ;)

    trzeci pomysł to wpięcie jej jeszcze przed transoptorem.. np szeregowo z diodą transoptora.. tylko że wtedy sygnalizuje ona wyłącznie wysterowanie z procka, a o wyjściu tj. zadziałaniu odseparowanej części nie wiem nic...

    czwarty pomysł to dorzucenie dodatkowego niewielkiego mosfeta z bramką wpiętą gdzieś przy wyjściu i on będzie wysterowywał diodę.. z jednej strony dioda nie podkrada tych kilku mA z wyjścia tylko np z zasilania, mam info o rzeczywistym stanie wyjścia, z drugiej strony to niepotrzebne mnożenie elementów...

    chyba że jeszcze inaczej?