logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

[AVR] z BUZ11 czy schemat poprawny

hotdog 24 Lis 2010 12:42 4421 10
  • #1 8783228
    hotdog
    Poziom 26  
    Witam.

    Prosty schemat i jeszcze prostsze pytania ;)

    Czy te mosfety będą działały poprawnie? Prąd jaki chcę uzyskać to 4A, częstotliwość rzędu kilku Hz. Mosfet będzie kluczował listwy z diodami LED.

    1.Z noty odczytałem że przy 5V Ugs prąd to około 8A, czyli tu jest ok i kluczowanie tranzystorem mogę sobie odpuścić?

    2. Widziałem również że ludzie montują rezystor w szereg miedzy protem uC i bramką, czy tu jest on w jaki kol wiek sposób pożądany?

    3. Widziałem również że ludzie montują kondensator 100nF miedzy dren i źródło, czy tu jest on w jaki kol wiek sposób pożądany?

    4. Dioda na wyjściu zaporowo żadna potrzebna nie jest (to się chyba stosuje tylko przy cewkach silników, przekaźników itp)?

    5. Czy taki sam układ mógł bym zastowsować dla wyższych freq? Np programowy PWM z 1kHz?

    6. Port ma być normalnie ustwiaony jako wyjście push-pull? Sterowanie stan wysoki - tranzystor otwarty, stan niski - tranzystor zamknięty?

    6. Jak policzyć ciepło odkładające się na tranzystorze? Czy ktoś intuicyjnie mi powie czy będzie potrzebny radiator? Wydaje mi się że należy odczytać Rds przy zadanym Ugs (5V) i policzyć moc dla tej rezystancji jak dla rezystora. Czy to dobry tok myślenia?

    [AVR] z BUZ11 czy schemat poprawny

    Niestety elektronika analogowa dla mnie to trochę jeszcze magia, dlatego chcę się upewnić przed robieniem PCB. Przejrzałem kilka tematów i jestem prawie pewien że schemat jest ok, ale wolę się upewnić.

    Pozdrawiam i dzięki za odpowiedzi.
    H-D
  • #2 8783515
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    1. Dla kilku Hz możesz sobie odpuścić.
    2. Czasami. Bramka MOSFETA zachowuje się jak kondensator. Przy jego przeładowywaniu może płynąć spory prąd, stąd rezystor. Drugi powód - jeśli z jakiegoś magicznego powodu dojdzie do przebicia bramki to rezystor ochroni port mikrokontrolera.
    3. Nie jeśli obciążeniem są LEDy.
    4. Nie jest potrzebna, tym bardziej, że MOSFETy mają ją wbudowaną - jako diodę pasożytniczą.
    5. Niespecjalnie. Wraz z częstotliwością rośnie moc strat na bramce (pamiętasz, że to kondensator) i procesor może nie być w stanie odpowiednio szybko przeładować pojemności, a co za tym idzie otworzyć/zamknąć tranzystora, rośnie RDS, rosną straty i kończy się dymem. Trzeba więc pomyśleć o driverze.
    6. Tak.
    7. Przy częstotliwości paru Hz bierzesz pod uwagę tylko RDSon, tylko nie ten z początku noty katalogowej, tylko odczytany typowy z wykresu VGS vs. RDSon.
  • #3 8786462
    hotdog
    Poziom 26  
    Dzięki za odp.

    Jeszcze dopytam.

    2. Jeżeli miał by tam być rezystor to jakiego rzędu? 10-100Ohm?? Większe chyba też by mogły być ale wtedy mosfet by się wolniej rozładowywał i tym samym wolniej reagował na zmiany?

    5. Czyli jak chciał bym wyższą częstotliwość, to powinienem zastosować kluczowanie ze względu na to, że zapewni ono większe napięcie, czy większy prąd? Musiał bym zastosować 2 tranzystory, jeden do naładowania i drugi do rozładowania bramki?
  • Pomocny post
    #4 8786768
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery
    hotdog napisał:
    2. Jeżeli miał by tam być rezystor to jakiego rzędu? 10-100Ohm?? Większe chyba też by mogły być ale wtedy mosfet by się wolniej rozładowywał i tym samym wolniej reagował na zmiany?

    Dokładnie tak - niewielki rezystorek, bo im większa jego wartość, tym wolniej MOSFET będzie się przełączał.

    Cytat:
    5. Czyli jak chciał bym wyższą częstotliwość, to powinienem zastosować kluczowanie ze względu na to, że zapewni ono większe napięcie, czy większy prąd? Musiał bym zastosować 2 tranzystory, jeden do naładowania i drugi do rozładowania bramki?

    Układ push-pull z dwóch bipolarnych tranzystorów jest do tego celu całkiem dobry. Chodzi o zwiększenie prądu, który idzie na bramkę MOSFETa.

    4\/3!!
  • #5 8787030
    Freddy
    Poziom 43  
    Zastosuj cos takiego, sprawdzone. https://obrazki.elektroda.pl/65_1219744737.jpg
  • #6 8794512
    hotdog
    Poziom 26  
    @Fredy a po co te dzielniki? Jaką one spełniają funkcję? Jakie wartości tych rezystorów powinny być i w czym taki układ jest lepszy od układu z jednym rezystorem na kanał?

    Zmontowałem układ, działa w sumie OK. Tylko te mosfety jak testowałem na żarówkach 21W były już gorące (na oko tak około 60-70*C)

    Tak sobie liczę wydzielane ciepło. Poniższe obliczenia są OK?
    Vdrop = Rdson(on) * Ids
    Rdson(on) = 0,05V (przy Vgs = 5V i Ids = 4A); I = 4A
    Vdrop = 0,05 * 4A = 0,2V

    P = Vdrop * Ids
    P = 0,2 *4 = 0,8W

    Tyle że Rds(on) się zmienia w temperaturze, powinienem to jakoś uwzględnić (nie ma akurat konkretnych danych dla Vgs = 5V i 4A)? Idzie wyliczyć temperaturę układu znając tylko moc 0,8W i obudowę? Gdzieś wyczytałem że te obudowy potrafią rozproszyć do 2W, wyszło mi połowę z tego czy powinienem zastosować jakieś radiatory? A może jakieś inne mosfety - z mniejszym Rdson (jakieś propozycje)?

    Pozdrawiam
  • Pomocny post
    #7 8794790
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Te rezystory zapewniają polaryzację bramek w chwili resetu, kiedy piny są w stanie wysokiej impedancji, powinny być duże, ok. 20-100k. 0,8W to spro, obliczenia masz poprawne. Wraz ze wzrostem temp. rośnie RDS, masz do tego stosowny wykres. Ale to ciągle nie jest tragedia - zawsze możesz włożyć mały radiatorek. Max rozpraszana moc podawana jest zawsze dla warunków idealnych, i przy założeniu, że osiągasz max temp. złącza, a do 150 stopni ci jeszcze daleko. Co do innych - wrzuć sobie jakikolwiek sklep internetowy i poszukaj takich o małej RDS on, poza tym, MOSFETy można łączyć równolegle.
  • #8 8794840
    janbernat
    Poziom 38  
    Masz 12V więc dlaczego nie użyć tego wg. schematu freddy?
    12V lepiej wysteruje bramkę niż 5V.
    Oczywiście układ taki będzie pobierał prąd w stanie spoczynku.
    Z jednej strony oporniki powinny mieć małą wartość ze wzgledu na szybkość przełączania mosfeta a z drugiej wyjścia procesora mają ograniczoną wydajność prądową.
    A jak chcesz sterować przez PWM to np. tak:
    [AVR] z BUZ11 czy schemat poprawny
    To jest układ narysowany przez atom'a jakiś czas temu.
    Zmontowałem i sprawdziłem czasy narastania i opadania dla małego mosfeta- działa idealnie.
    Dla dużego jak BUZ11 też będzie działał dobrze- chociaż pojemność bramki wynosi ok. 1nF.
    W praktyce istotne jest żeby tranzystory wtórnika komplementarnego wytrzymały dość duży prąd ładowania i rozładowania pojemności bramki w impulsie.
    I żeby nie zapomnieć o kondensatorze przyspieszającym w bazie tranzystora sterującego- znacznie poprawia szybkość- a przy przełączaniu straty są spowodowane głównie czasami narastania i opadania prądu w kanale mosfeta.
    Oczywiście można też pomyśleć o scalonym sterowniku mosfeta- są dość tanie w TME.
  • #9 8794947
    hotdog
    Poziom 26  
    nie myślałem w tym sensie o tych rezystorach.

    dzięki za odpowiedź. Mam jeszcze, chyba już ostatnie pytanie dotyczące 2 wykresów z noty (akurat korzystałem z tej of Fairchild)

    [AVR] z BUZ11 czy schemat poprawny

    1. Zależność współczynnika odprowadzania ciepła obudowy od jej temperatury? Jak to się tu ma i po co to jest?
    2. zależność maksymalnego prądu Id od temperatury obudowy? Czyli jak nie zapewnię poprawnego chłodzenia to przy wyższych temperaturach maleje maksymalny prąd?
  • Pomocny post
    #10 8795054
    janbernat
    Poziom 38  
    1.Zależność dopuszczalnej mocy strat w strukturze od temperatury obudowy.
    Jeśli obudowę podgrzejesz (np. lutownicą albo zamkniesz w pudełko aby ciepło nie miało się gdzie wydostać) to przy temperaturze obudowy 150st żadne straty w strukturze nie są dopuszczalne.
    2.Prawie to samo- od wartości prądu zależy moc strat i w dodatku rośnie oporność kanału ze wzrostem temperatury.
  • #11 8795170
    hotdog
    Poziom 26  
    dzięki wszystkim

    Pozdrawiam
REKLAMA