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

[avr] - załączanie obciążenia 24V/100W przez tranzystor

mirekk36 06 Kwi 2010 19:02 9010 59
  • #1 06 Kwi 2010 19:02
    mirekk36
    Poziom 42  

    Witam,

    Czy może ktoś naprowadzić mnie na rozwiązanie takiego zagadnienia.

    Otóż muszę prockiem AVR zasilanym +5V załączać dwa odbiorniki mocy.

    1. przetwornica DC-DC 24V/12V max 100W
    2. grzałka 24V max 100V

    w przypadku przetwornicy chodzi tylko o załączanie/wyłączanie napięcia wejściowego 24V

    w przypadku grzałki chciałbym ją jeszcze jakimś PWM'em móc sterować o niskiej częstotliwości wystarczy kilkaset Hz

    ------------------------------------------------------

    takie dodatkowe pytanie, jeśli chodzi o tranzystory NMOSFET, to one mają w nocie paramter Vgs(th) i jeśli jest tam: min=2V , max=4V to oznacza, że on się w pełni otwiera przy 4V ??? a jeśli nie to na który parametr trzeba popatrzeć żeby wiedzieć jakim musi być napięciem wysterowany, żeby w pełni się otworzył?

    Dziękuję za wszelkie informacje

    0 29
  • Metal Work Pneumatic
  • Pomocny post
    #2 06 Kwi 2010 19:19
    _Robak_
    Poziom 33  

    1. Myślę że spokojnie możesz dać tranzystor np. IRF540. Przy sterowaniu 24V będziesz miał na nim 2.2W(Rds=44mOhm) straty, czyli starczy że dasz radiator.
    2. Podobnie jak wyżej:)
    Pokaż datenblata z tranzystorem gdzie jest Vgs(th). Normalnie patrzysz na tabelę 1
    http://zefiryn.tme.pl/dok/a03/irf540ns.pdf
    I sobie sprawdzasz przy jakim napięciu jak jest otwarty. Jak chcesz takimi pochłaniaczami energii sterować to najlepiej steruj napięciem 12V, im będzie niższe ty wyższa wartość Rds(on).

    0
  • #3 06 Kwi 2010 19:38
    mirekk36
    Poziom 42  

    _Robak_ --> dzięki za info w/s tych 2 punktów.

    Odnośnie dalszej części to jeszcze dopytam bo chciałbym w końcu to załapać dobrze. Piszesz, żeby patrzeć na tabelę 1 i sprawdzać przy jakim napięciu jak jest otwarty. Tylko teraz (sorki za moją niewiedzę) ale czy pierwsza tabela to ta:" Absolute Maximum Ratings"? czy może "Electrical Characteristics" ? Poza tym na które właśnie parametry z którejś z tych tabeli patrzeć żeby widzieć to "przy jakim napięciu jak otwarty"? (Sorry za takie pytania, ale w ogóle się nie znam na tego typu tranzystorach. Tzn coś tam próbuję się podowiadaywać ale jak na razie jeszcze słabo mi to wychodzi jak widać ;) )

    a właśnie w tej "Electrical Characteristics" - jak spojrzysz, to od góry 4 parametr to właśnie Vgs(th) "Gate Threshold Voltage" - na to patrzyłem.

    0
  • #4 06 Kwi 2010 19:44
    janbernat
    Poziom 38  

    Przetwornice często mają wejście ON/OFF.
    Jak nie- to sprawdź czy można ją odłączać od strony masy.
    Podobnie z grzałką- czy nie musi być uziemiona z jednego końca.
    Bo wysterować trzeba z +12V- jak napisał _Robak_ - a zwierać przez procesor do 0V.
    fig.1 z International Rectifier.

    0
  • #5 06 Kwi 2010 19:50
    mirekk36
    Poziom 42  

    Ta przetwornica z tego co wiem na pewno nie ma żadnego wejścia sterującego On/Off. Trzeba będzie ją załączać w dodatniej gałęzi zasilania wejściowego. Podobnie chyba z grzałką, tzn z jednej strony podłączona jest do GND.

    A wszystko musi być na 24V .

    0
  • #6 06 Kwi 2010 20:05
    janbernat
    Poziom 38  

    No to MosfetP- albo Darligton.
    A już zrobiłem taki piękny schemat na IRF540.
    No to zrobię na P- kanałowym.

    0
  • Pomocny post
    #7 06 Kwi 2010 20:05
    _Robak_
    Poziom 33  

    Co ja piszę.. chodziło mi o FIG.1 ;) A Vgs(th), to napięcie przy którym w ogóle tranzystor zaczyna przewodzić, w przypadku IRF540 jest to od 2V do 4V.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Threshold_voltage
    A co do p mosfeta, to tego aby zatkać musisz sterować napięciem takim jakie przepuszczasz, czyli 24V, widzę że standardowo jest do 20V. Musiałbyś sprawdzić czy są takie do 24V, być może te 20V wynika z procesu technologicznego...

    0
  • Metal Work Pneumatic
  • Pomocny post
    #8 06 Kwi 2010 20:15
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Tyle że jak załączasz "od góry" (czyli 24V w Twoim przypadku) MOSFETem typu P, to owe napięcie Vgs jest liczone od napięcia na źródle, czyli tutaj "względem masy" będzie ono równe 20-22V. Jeśli nie trzeba dużej częstotliwości, to wystarczy zwyczajny NPN z otwartym kolektorem i rezystor podciągający do tych 24V. Zawsze prościej załączać "od dołu", bo i większy wybór tranzystorów, i lepsze, i prościej.

    4\/3!!

    0
  • #9 06 Kwi 2010 20:19
    _Robak_
    Poziom 33  

    Tak jak Freddie pisze, jak tylko jest możliwość to bierze się n mosfety, zawsze mają lepsze parametry.

    0
  • #10 06 Kwi 2010 20:49
    kazikszach
    Poziom 33  

    Czy jest bezwzględny wymóg, aby przetwornicę załączć tranzystorem, może wystarczy przekaźnik z cewką na 24V, który można załączać tranzystorem npn. Grzałkę załączać tranzystorem p MOS.

    0
  • #11 06 Kwi 2010 20:58
    mirekk36
    Poziom 42  

    24V wynika z napiecia w akumulatorach. Może ono przyjmować wartości od 22V do 27V przy pełnym naładowaniu.

    Ciekawe rzeczy piszecie.

    _Robak_ --> no teraz z tym Figure.1 to już jakby zaskoczyłem powoli ;)

    Tylko wy mi tu teraz o Mosfecie z kanałem P mówicie. Ok, tylko co Freddie Chopin miałeś dokładniej na myśli pisząc, że wystarczy zwykły NPN z otwartym kolektorem? Chodzi o tranzystor NPN do sterowania tym P-MOSFETem ? czy jak?

    A jeśli już można byłoby użyć tylko zwykłego bipolarnego tranzystora to jaki typ dobrać żeby się nie "sfajczył" przy takiej mocy?

    Oczywiście najważniejsze jest dla mnie na początek dobranie tranzystora do zwykłego włączania/wyłączania tejże przetwornicy bez żadnych PWMów

    Dodano po 2 [minuty]:

    kazikszach napisał:
    Czy jest bezwzględny wymóg, aby przetwornicę załączć tranzystorem, może wystarczy przekaźnik z cewką na 24V, który można załączać tranzystorem npn. Grzałkę załączać tranzystorem p MOS.


    No właśnie przekaźników chciałbym uniknąć za wszelką cenę, jeśli tylko da się to zrobić na tranzystorach. A że sam się nie znam na tyle to dlatego pytam. Bo z przekaźnikiem nie miałbym większego problemu. (Mógłbym nawet dać przekaźnik z cewką na 5V, byle styczniki wytrzymały odpowiedni prąd, ale jak mówię chcę się pozbyć przekaźników)

    0
  • Pomocny post
    #12 06 Kwi 2010 21:18
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Tak, Freddie miał na myśli tranzystor do sterowania bramką MOSFETa. Chodzi o to, że port ATMegi nie da napięcia wystarczającego do pełnego otwarcia tego typu tranzystora. Stąd dodatkowy tranzystor sterujący. Możesz też zastosować N-MOSFET, najlepiej z bramką logic level, dzięki czemu przy niższym napięciu będzie praktycznie całkowicie otwarty. Pamiętaj też, że MOSFETy można łączyć równolegle, co nie tylko zmniejszy RDSon, ale też rozproszy wydzielane ciepło na kilka elementów co może ograniczyć konieczność stosowania radiatora. Co do przetwornicy to może prościej ją wymienić na taką z wejściem on/off, na stronie nationala znajdzies zpełno odpowiednich.

    Dodano po 8 [minuty]:

    P.S. Co do wspomnianych rycin to ryc. 1 niewiele wnosi. Pokazuje tylko zależność prądu od napięcia dla RDS charakterystycznego dla tranzystora. Praktycznie bez niej można się obejść. Ciebie powinna interesować rycina 3 - zależność Ids od Vgs. Sprawdzasz czy dla napięcia, które możesz wymusić na bramce jesteś powyżej wykresu (czyli jest źle i się nie uda), czy poniżej - twój prąd jest niższy niż możliwy do uzyskania - czyli jest ok.
    Musisz przy takich prądach wziąć pod uwagę jeszcze jedną rzecz. Szybkość narastania/opadania potencjału na bramce. Jeśli będzie ona zbyt mała to tranzystor będzie się otwierał/zamykał zbyt wolno, będą występować długotrwałe stany przejściowe o wysokim RDS, co będzie bardzo grzało tranzystor. Dla przetwornicy to nie ma znaczenia, ale może usmażyć MOSFETa już przy paru kHz. Stąd też sterowanie bramką za pomocą tylko jednego tranzystora i wymuszanie poziomu spoczynkowego za pomocą rezystora może być ryzykowne.

    0
  • #13 06 Kwi 2010 21:30
    kazikszach
    Poziom 33  

    Z bipolarnych, to można spróbować zrobić klucz z npn BD244C i pnp BD140, gdyż taki układ lepiej się nasyca niż Darlington, ale i tak będzie około 5W strat na nich, więc potrzebny będzie radiator.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Pomyłka BD243C. Przepraszam.

    0
  • Pomocny post
    #14 06 Kwi 2010 22:12
    atom1477
    Poziom 43  

    Do sterowania przetwornicy dał bym IRF4905.
    Ma RDSon równe 0,02R co da max 0,5W mocy strat.
    Do jego sterowania jakiś NPN i rezystor. No i niestety jeszcze jakiś bajer z diodą Zenera żeby nie przekroczyć napięcia 20V na bramce MOSFETa (20V oczywiście liczone w dół od zaczynając od strony 24V).
    Do grzałki do postarał bym się przerobić ją na sterowaną od strony masy i wstawił IRFZ44. A jak się nie da to znowu IRF4905. Do tego tak jak wcześniej NPN i bajer na Zenerce. Ale dodatkowo jeszcze komplementarny wtórnik emiterowy na dwóch tranzystorach bipolarnych w celu przyspieszenia przełączania tranzystora MOSFET.

    0
  • #15 06 Kwi 2010 22:51
    mirekk36
    Poziom 42  

    atom1477 napisał:
    Do sterowania przetwornicy dał bym IRF4905.
    Ma RDSon równe 0,02R co da max 0,5W mocy strat.
    Do jego sterowania jakiś NPN i rezystor. No i niestety jeszcze jakiś bajer z diodą Zenera żeby nie przekroczyć napięcia 20V na bramce MOSFETa (20V oczywiście liczone w dół od zaczynając od strony 24V).


    ..... tzn gdzie wpiąć tą diodę zenera i na jakie konkretnie napięcie? 20V ? równolegle z tym rezystorem w kolektorze tranzystora sterujacego NPN? A rezystor może być typu 56K lub 100K ?

    0
  • #16 06 Kwi 2010 23:12
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Na napięcie trochę mniejsze niż 20V, 20V to maksymalne napięcie VSG dla tego tranzystora. Dioda ma uniemożliwić spadek napięcia poniżej -20V względem źródła. Co do rezystora to raczej mniejszy, żeby bramka się szybko rozładowała i tranzystor mógł włączyć/wyłączyć, jakiś 4k7 powinien być ok. Potem można ew. zwiększyć jak się nie będzie tranzystor grzał.
    Jeśli to nie problem to za pare zł w TME możesz kupić driver do MOSFETow - np. IRS2004, któy rozwiąże twoje problemy. Sterowanie jest proste poziomami TTL.

    0
  • #17 07 Kwi 2010 08:01
    atom1477
    Poziom 43  

    Dioda na 12...15V.
    Mniej więcej równolegle do rezystora na kolektorze, ale nie bezpośrednio równolegle bo wtedy byś miał zwarcie podczas otwarcia tranzystora. Trzeba jeszcze jeden rezystor. Od miejsca połączenia kolektora i rezystora kolektorowego do diody Zenera.
    Albo dedykowany sterownik jak tmf mówi. Tyle że to droższe rozwiązanie.

    0
  • Pomocny post
    #18 07 Kwi 2010 19:08
    janbernat
    Poziom 38  

    [avr] - załączanie obciążenia 24V/100W przez tranzystor
    Ta dioda zabezpiecza dla Uwe-Uz < Ugs.
    Dla 27V Uwe da ok. 18V Ugs.
    Jakby napięcie na wejściu było wyższe to zenera zmień na wyższe napięcie.
    P.S.
    I nie przywiązuj się do MOSFET-a ze schematu- taki był pierwszy w bibliotece.
    Daj taki jak atom podał.

    0
  • #19 07 Kwi 2010 20:46
    mirekk36
    Poziom 42  

    janbernat --> a tak z ciekawości powiedz mi czy nie można byłoby się obejść bez tej diody zenera ??? w taki sposób:

    [avr] - załączanie obciążenia 24V/100W przez tranzystor

    tym bardziej, że na wejściu nie będzie stabilne +24V tam może być od +22V do +29V max

    0
  • Pomocny post
    #20 07 Kwi 2010 20:52
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Co najwyżej musiałbyś dać rezystor ZAMIAST diody, bo to chodzi o to, żeby ten tranzystorek Ci bramki NIE ściągnął całkiem do masy - różnica napięć między źródłem (tam gdzie masz 24V) a bramką (tym co sciągniesz tutaj do masy) nie może być większa niż wartość w datasheecie - jak podają np. -19V, to -24V raczej odpada.

    4\/3!!

    0
  • #21 07 Kwi 2010 20:57
    94075
    Użytkownik usunął konto  
  • Pomocny post
    #22 07 Kwi 2010 21:02
    atom1477
    Poziom 43  

    mirekk36:takie coś nie zadziała.
    Tak jak pisze Freddie Chopin rezystor możesz dać co najwyżej zamiast diody Zenera. A nie obok.
    A tak jak narysowałeś nie może być bo napięcie owszem ograniczysz, ale od góry (Będzie 0...14,4V zamiast 0...24V.) a trzeba od dołu (Ma być 4...24V zamiast 0...24V. A najlepiej jeszcze więcej (w stosunku do masy), np: 12...24V. Więcej w stosunku do masy to mniej w stosunku do +24V czyli mniej na bramce MOSFETa).

    0
  • Pomocny post
    #23 07 Kwi 2010 21:14
    janbernat
    Poziom 38  

    " do +29V"- a miało być 27V.
    Jak tak to zener 11V.
    Jak Mosfet ma Ugs<20V
    Jak mniejsze to zener na wyższe napięcie.
    Co Ty nie lubisz tak tego zenera- zamierzasz z tego zrobić układ scalony?
    Można dać coś w szereg z zenerem- ale to dodatkowy niepotrzebny element.
    No i tak jak napisał atom i freddy chopin- zamiast.
    Obliczę.
    P.S.
    Rozumiem że masz szufladki z opornikami- a z zenerami nie?

    0
  • #24 07 Kwi 2010 23:07
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Mirek, nie możesz po prostu zastosować dedykowany scalony driver, kosztujący całe 1,5+VAT w detalu? :) To zajmie mniej miejsca niż cudowanie z elementami dyskretnymi.

    0
  • #25 07 Kwi 2010 23:27
    mirekk36
    Poziom 42  

    tmf napisał:
    Mirek, nie możesz po prostu zastosować dedykowany scalony driver, kosztujący całe 1,5+VAT w detalu? :) To zajmie mniej miejsca niż cudowanie z elementami dyskretnymi.


    Zapewne masz rację, ale nie mówiąc już o cenie choć rzeczywiście nie jest wysoka, to dostępność tych scalaków w TME.pl teraz to 4szt, a poza tym w nocie PDF jakieś dwa N-MOSFETY są podłączone w przykładowej aplikacji to wszystko na razie przekracza granice mojej percepcji :(

    Z drugiej strony chodzi mi już o proste włączanie od czasu do czasu oraz wyłączenie takiego odbiornika przez ten tranzystor. Czy to jest z tymi tranzystorami aż tak skomplikowane że nie da rady zrobić bez takiego sterownika dedykowanego.

    Niech już będzie dioda zenera, mam pod ręką takie na 15V mam nadzieję, że coś wyjdzie i ruszy z tego schematu kolegi janbernat, bo ja sam jak widać nie jestem w stanie sobie tego rozrysować :(

    Potrzebuję po prostu szybko uruchomić pewien prototyp a później zrobić ok 30-50 szt takich układzików z prockiem, który będzie sterował.

    Tyle że jak mówię napięcie może się zmieniać w zakresie +22V do +29V

    0
  • Pomocny post
    #26 08 Kwi 2010 07:08
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Jak chcesz pominąć diodę (słusznie zresztą, bo im mniej elementów tym lepiej), to znajdź taki tranzystor, w którym max Vgs byłoby takie jak Twój zakres napięć - może akurat się taki znajdzie i będzie łatwo dostępny.

    4\/3!!

    0
  • #27 08 Kwi 2010 08:17
    mirekk36
    Poziom 42  

    Ok, rozumiem, a teraz jeszcze do pełni szczęścia proszę mi tylko podpowiedzieć pewną rzecz:

    - gdyby zasilanie zamiast +24V było +12V to:

    1. wtdy z taką diodą zenera C11 (na 11V) tranzystor by się nie otworzył tak?
    2. można byłoby wtedy chyba spokojnie wywalić taką diodę zenera i po prostu tym tranzystorkiem NPN ściągać bramkę do ok 0V i wtedy spokojnie by się otwierał?

    to tylko takie pytania teoretyczne, żebym lepiej zrozumiał o co chodzi z tymi tranzystorami P-MOSFET

    0
  • Pomocny post
    #28 08 Kwi 2010 08:20
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery

    1. tak, nie otworzyłby się
    2. tak, spokojnie się otworzy

    Teoria jest taka, że istotnym parametrem MOSFETa jest napięcie między bramką a źródłem - jego różnica determinuje rezystancję kanału. Taką samą funkcję w tranzystorach bipolarnych pełni prąd bazy.

    4\/3!!

    0
  • Pomocny post
    #29 08 Kwi 2010 08:26
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    ad1. Tak, nie otworzyłby się bo zenerka stanowiłaby praktycznie przerwę w obwodzie, izolując tranzystor (nie przekroczyłbyć napięcia Zenera na diodzie).
    ad2. Jak najbardziej. Dopuki nie przekraczasz dopuszczlnego UGS to nie musisz bramki w żaden sposób zabezpieczać. Dlatego lepiej by było gdybyć mógł zastosować N-MOSFET.
    Z drugiej strony bez zenerki też się obejdzie, tylko, że wtedy potrzebujesz 3 tranzystory sterujące - ale za to masz pełny driver, który szybko przełącza MOSFETa.

    0
  • #30 08 Kwi 2010 08:37
    mirekk36
    Poziom 42  

    No to jeszcze jedno z teorii:

    1. W takim układzie z napięciem +24V można by było teoretycznie zastosować zamiast P-MOSFET'a zwykły tranzystor PNP tylko trzeba byłoby mu zamiast diody zenera dać jakiś rezystor, żeby ograniczyć prąd bazy co nieco prawda?

    2. Gdyby jednak dać zwykły bipolarny PNP jak wyżej, to z kolei gdyby nie było tranzystorka NPN sterującego, tylko poziom TTL +5V żeby go zatkać, to z kolei nie zadziałałoby to, ponieważ różnica napięć pomiędzy emiterem a bazą (24-5=19V) byłaby jeszcze tak duża, że byłby on cały czas otwarty zdaje się tak?

    Dodano po 4 [minuty]:

    tmf napisał:

    Z drugiej strony bez zenerki też się obejdzie, tylko, że wtedy potrzebujesz 3 tranzystory sterujące - ale za to masz pełny driver, który szybko przełącza MOSFETa.


    Chodzi o wtórnik emiterowy i wcześniej przed nim jeszcze jeden NPN tak? Ale co wtedy z napięciem Ugs ??? przecież też przekraczałoby 20V więc jak mogłoby to działać bez diody zenera?

    0
  Szukaj w 5mln produktów