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

Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.

21 Mar 2012 11:06 8685 38
  • Poziom 16  
    Potrzebne mi proste rozwiązanie na wykrycie wyższego napięcia i szybkie jego odcięcie.
    Urządzenie które chcę zabezpieczyć potrzebuje napięcia 5V i pobiera prąd około 3A.
    Napięcie odcięcia powinno wynosić 5,5V, maksymalnie 6V.
    Elementem wykonawczym chyba najbardziej odpowiednim będzie tranzystor polowy.


    Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.
  • PCBwayPCBway
  • Poziom 36  
    Może być ograniczenie prądowe, dioda Zenera 5v6 odpowiedniej mocy (nie zalecam, bo także opornik musi mieć swoją moc), albo tzw. układ CROWBAR. Wszystko zależy, czy ma to działać w roli stabilizatora, czy zabezpieczenia przez jednorazowym skokiem.
  • PCBwayPCBway
  • Poziom 16  
    W sumie to też myślałem o diodzie zenera z zamontowanym bezpiecznikiem między diodą a zasilaczem jednak te rozwiązanie jest trochę brutalne. Lepiej jak przy uszkodzeniu zasilacza obwód się przerwał niż dociążał.
  • Poziom 38  
    Najskuteczniejszym rozwiązaniem jest układ na tyrystorze.
    Tyrystor (najlepiej jakiś szybki - dawniej stosowałem BTP128/129 - od odchylania poziomego OTVC) włączony w zasilanie stabilizatora ale po filtrze (kondensatorach) i po bezpieczniku, sterowany z układu wyzwalającego na wyjściu stabilizatora, który wykrywał wzrost napięcia wyjściowego.
    To wyzwalanie można zrobić na diodzie Zenera (uwaga na współczynnik temperaturowy !), ale lepiej na parze pnp-npn (rodzaj diaka składanego z 2 tranzystorów) sterowanej z dzielnika napięcia wyjściowego stabilizatora, co umożliwia precyzyjną nastawę napięcia zadziałania. Można zrobić nawet na komparatorze.
    Jedynym problemem jaki może się pojawić przy wysokoprądowym (zwłaszcza przy bardzo dużych pojemnościach filtra) zasilaczu jest narażenie tyrystora - trzeba go przewymiarować, albo dać niewielki opornik rzędu ułamka ohma w anodzie tyrystora, albo nawet w szereg z bezpiecznikiem
    Działa niezawodnie, sprawdzone.
    Zauważ, że przy wzroście napięcia wyjściowego stabilizatora, tyrystor zwierając kondensatory filtra ogranicza na nich napięcie (zmniejsza je) do niskiej wartości rzędu 3V, aż do czasu gdy spali się bezpiecznik. Szybkość działania zależna w zasadzie tylko od właściwości użytego tyrystora.
    Tu jest przykład takiego układu:
    Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.
    na elementach TH1, D4.
    To najprostsza wersja, wręcz prymitywna, ale nie polecam , gdyz fatalnie ją zastosowano - na wyjściu układu. Przy zadziałaniu spalą się tranzystory szeregowe stabilizatora, tym bardziej, że w układzie nie ma nigdzie bezpiecznika topikowego. A to zasilacz fabryczny - przykład jak nawet fabryki buble wypuszczają.
    Co do diody Zenera dużej mocy - nierealne, gdyż:
    - trzeba ją dać na wyjście stabilizatora, przy zadziałaniu zwiera stabilizator, który tego nie lubi,
    - nie znam takich diod Zenera, które wytrzymałyby 3A, słabsze spalą się dając rozwarcie - brak zadziałania,
    - każda dioda ma rezystancję dynamiczną - zacznie działać przy np. 5,5V, ale przewodząc prąd jej Uz podniesie się do np. 5,8V przy prądzie 1A i tak ustabilizuje bez spalenia bezpiecznika,
    - problem z doborem diody na konkretne napięcie,
    -....
  • Poziom 43  
    Witam,
    Mikolaj_pl napisał:
    Potrzebne mi proste rozwiązanie na wykrycie wyższego napięcia i szybkie jego odcięcie.
    Urządzenie które chcę zabezpieczyć potrzebuje napięcia 5V i pobiera prąd około 3A.
    Napięcie odcięcia powinno wynosić 5,5V, maksymalnie 6V.
    Elementem wykonawczym chyba najbardziej odpowiednim będzie tranzystor polowy. Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.
    znalezienie tranzystora unipolarnego MOSFET z kanałem indukowanym typu P oraz tzw. 'logicznego' to wręcz utopia, aby napięciem o wartości 5V wprowadzić go w nasycenie.
    Pozostaje więc, albo tranzystor bipolarny typu P-N-P, jeśli załączanie/wyłączanie ma być w szynie dodatniej, albo przeniesienie tego przełączania do szyny ujemnej, ponieważ zdobycie 'logicznego' tranzystora unipolarnego z kanałem dyfundowanym typu N jest znacznie łatwiejsze.
    Zaś precyzyjny układ wykonawczy z niezastąpionym tu, stabilizatorem programowanym, układem typu TL431,to przysłowiowa "bułka z masłem".
    Natomiast zastosowanie tu układu typu CrossBar z tyrystorem - i o jednorazowym zadziałaniu (wszak 'przepala się' bezpiecznik) - to archaiczna przeszłość, a który to układ w dzisiejszych czasach stanowi tylko ciekawostkę historyczną ... :!: :shock: :black:

    Pozdrawiam
  • Poziom 43  
    marekzi napisał:
    [ ... ]
    Co do diody Zenera dużej mocy - nierealne, gdyż:
    - trzeba ją dać na wyjście stabilizatora, przy zadziałaniu zwiera stabilizator, który tego nie lubi,
    - nie znam takich diod Zenera, które wytrzymałyby 3A, słabsze spalą się dając rozwarcie - brak zadziałania,
    - każda dioda ma rezystancję dynamiczną - zacznie działać przy np. 5,5V, ale przewodząc prąd jej Uz podniesie się do np. 5,8V przy prądzie 1A i tak ustabilizuje bez spalenia bezpiecznika,
    - problem z doborem diody na konkretne napięcie,
    -....
    Ale ja znam taki 'ersatz' diody Zenera, co to nawet i 10A wytrzyma ... :!: :shock: ... a budowa tego jest tak prosta jak przysłowiowa 'budowa cepa' ... :idea: :black:
    Jednak jest to oczywista oczywistość, a tylko dla 'biegłych w sztuce' - dla których to Teoria Obwodów Elektrycznych, czy Podstawy Elektroniki nie stanowią żadnych tajemnic ... :!: :shock:
  • Poziom 16  
    Uparłem się na MOSFET a nie bipolarny ponieważ chcę mieć jak najmniejszy spadek na wtrąconym w obwód elemencie wykonawczym.

    Oczywiście może być wtrącony MOSFET w szynę ujemną jednak trochę to skomplikuje układ sterowania, który z założenia miał być prosty i niezawodny.
  • Poziom 43  
    Mikolaj_pl napisał:
    Uparłem się na MOSFET a nie bipolarny ponieważ chcę mieć jak najmniejszy spadek na wtrąconym w obwód elemencie wykonawczym.

    Oczywiście może być wtrącony MOSFET w szynę ujemną jednak trochę to skomplikuje układ sterowania, który z założenia miał być prosty i niezawodny.
    To układ jest jeszcze prostszy, ale MOSFET N-kanałowy i z kanałem indukowanym - dla wartości napięcia zasilania 5V - koniecznie musi być typu "logicznego", gdzie dla wartości napięcia bramka-źródło większego od 2,5V będzie ten tranzystor już włączonym.
    Układ jest tak prosty, że nie ma co rysować, wymienię więc tylko użyte elementy wraz opisem ich połączeń:
    - tranzystor unipolarny MOSFET N-kanał dyfundowany (o stosownej wartości prądu drenu względem pobieranej wartości prądu przez obciążenie), tzw. "logiczny", a włączony w ujemną szynę zasilania - dren w kierunku obciążenia a źródło do minusa zasilania,
    - programowana dioda stabilizacyjna, układ typu TL431, podłączony swą anodą (minus) do ujemnej szyny zasilania od strony tegoż (przed MOSFET-em),
    - rezystorowy dzielnik napięcia do w/w TL431 (włączony na wejściu pomiędzy szynami zasilania), a włączający go (TL431 wchodzi w nasycenie dla napięcia wejściowego większego od wartości progowej) dla napięcia większego od progowego, tu, np. dla 5,5V rezystor "dolny" o wartości 2,49 - ±1%, a rezystor "górny" 3,01 - ±1%,
    - rezystor o wartości ok. 10 a włączony pomiędzy szyną ujemną (od strony zasilania) a bramką MOSFET-a,
    - rezystor o wartości ok. 1 a włączony pomiędzy szyną dodatnią a katodą (plus) układu TL431,
    - trzy szeregowo połączone diody krzemowe ogólnego zastosowania - np. typu 1N4148 - a włączone pomiędzy katodę układu TL431, a bramkę MOSFET-a i stanowiące układ przesuwnika poziomu napięcia - anoda ich do TL431, zaś ich katoda do bramki MOSFET-a.
    I to wszystko ... :!: :idea: :shock:

    Autorowi tego tematu proponuję narysowanie - na podstawie w/w opisu - schematu ideowego, a co będzie dla mnie satysfakcją, że mój zamieszczony tu opis został przez Niego poprawnie zrozumianym ... :idea: :D
  • Poziom 16  
    Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.

    i jak może być :]
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Mikolaj_pl napisał:
    Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.

    i jak może być :]
    Nie tylko może, ale właśnie tak ma być ... :!: :idea: :!: ... gratulacje ... :lol:
    Teraz tylko na poszukiwanie stosownych elementów, zmontować układ ... :D ... i finitas coronat opus ... :shock:

    Choć MOSFETa warto poszukać 'lepszego', zobacz:
    Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.
    IRLZ44N będzie tu mieć dla przewodzonego prądu o wartości 3A, ok. 0,2V spadku napięcia.
  • Poziom 16  
    Dzięki wielkie za poświęcenie swojego czasu na moją edukację.
    Jak na temat mosfet-ów coś mi się tliło w głowie to na temat TL431 nic nie wiedziałem. Musze powiedzieć, że to bardzo przydatny układ.
    Oczywiście naciskam pomógł ale jeszcze tematu nie chciałbym zamykać. Może jeszcze przy uruchomieniu układu pojawią się jakieś pytania.

    Znalazłem tranzystor IRLR3705Z tylko jest jakiś mały gabarytowo i nie można przykręcić radiatora. Znasz może jakiś porządny co jest w obudowie TO-220 bo ja jakoś nie mogę na takiego trafić.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Obudowy; D-Pak, I-Pak przeznaczone są do montażu powierzchniowego - SMD - ale w tym przypadku można sobie poradzić w ten sposób, że tranzystor można przylutować do odizolowanego metalowego radiatora, a ten osadzić w konstrukcji mocującej, zaś wyprowadzenia wykonać giętkim przewodem miedzianym (linką).
    Ten IRLR3705Z jest zdecydowanie lepszy od poprzedniego, zobacz:
    Wykrycie i odcięcie wyższego napięcia od znamionowego.
    Tu, na pewno dla wartości prądu 3A spadek napięcia pomiędzy drenem z źródłem będzie mniejszy od 0,1V.

    Poza tym, to poprzez zmniejszenie wartości rezystancji rezystora 1 - w przedstawionym układzie - do np. 330Ω (lub mniej, ale tu potrzebna jest znajomość maksymalnej wartości napięcia wejściowego, by to porządnie przeliczyć i nie przekroczyć wartości dopuszczalnych - wszak wtedy TL431 przewodzi maksymalnie i jest on nasycony) można, co nieco, zwiększyć wysterowanie bramki MOSFETa.
    Warto też selekcjonować układy TL431ze względu na pobór wartości prądu katody w stanie jego zatkania (płynie on poprzez przedmiotowy rezystor 1kΩ dając spadek napięcia na nim i obniża wartość napięcia podawanego na bramkę MOSFETa) - im mniejsza wartość prądu, tym lepszy TL431.
  • Poziom 16  
    Ja tu sobie oczka przecieram po wieczornej drzemce a tu widzę, że niezła konwersacja mnie ominęła :]

    Postanowiłem wyciąć z niej pewien fragment

    Quarz napisał:
    Mikolaj_pl napisał:
    Napięcie zasilania to będzie 10V - 12V DC w zależności jaki dostane transformator toroidalny..

    To wystarczy zaproponowany przeze mnie układ, jako zabezpieczenie nadnapięciowe układu, tylko nie rozumiem jednego - skoro zasilanie z transformatora z prostownikiem, itd. - to po co ten odłącznik?


    Wykonuje dla znajomego zasilacz liniowy do logitech squeezebox. Urządzenie potrzebuje 5V a za prostownikiem z kondensatorem będziemy mieli 10V-12V DC. Zmniejszać napięcie będzie stabilizator, tu jeszcze są dyskusje ale pewnie padanie na LM323 lub LM350T.
    Te dodatkowe zabezpieczenie to wytyczne zamawiającego (urządzenie kosztowało tysiąc złotych), a że i tak będę wykonywał płytkę pod elektronikę więc czemu nie.
  • Poziom 16  
    Te urządzenie w tej chili ma firmowy zasilacz impulsowy 5V 3A więc wyszedłem z założenia, że musi pobierać do 3A. Urządzenie przy mnie pracowało, że tak powiem całą imprezę i zasilacz był ledwo ciepły więc to potwierdziło moje założenie.
    Kwestia samego stabilizatora jest nadal otwarta ponieważ dalej szukam czegoś dla tzw audiofilii, ale nawet gdy zostanie zastosowany jakiś stabilizator 5A to i tak zasilacz będzie z dodatkowym zabezpieczeniem. Nirwana podczas odsłuchu nie może być zmącona myślą że coś mogło by się stać nowej zabawce.
  • Poziom 43  
    Mikolaj_pl napisał:
    Ja tu sobie oczka przecieram po wieczornej drzemce a tu widzę, że niezła konwersacja mnie ominęła :]
    Specjalnie to nie masz czego żałować ...

    Mikolaj_pl napisał:
    Postanowiłem wyciąć z niej pewien fragment

    Quarz napisał:
    Mikolaj_pl napisał:
    Napięcie zasilania to będzie 10V - 12V DC w zależności jaki dostane transformator toroidalny..

    To wystarczy zaproponowany przeze mnie układ, jako zabezpieczenie nadnapięciowe układu, tylko nie rozumiem jednego - skoro zasilanie z transformatora z prostownikiem, itd. - to po co ten odłącznik?


    Wykonuje dla znajomego zasilacz liniowy do logitech squeezebox. Urządzenie potrzebuje 5V a za prostownikiem z kondensatorem będziemy mieli 10V-12V DC. Zmniejszać napięcie będzie stabilizator, tu jeszcze są dyskusje ale pewnie padanie na LM323 lub LM350T.
    Te dodatkowe zabezpieczenie to wytyczne zamawiającego (urządzenie kosztowało tysiąc złotych), a że i tak będę wykonywał płytkę pod elektronikę więc czemu nie.
    A koniecznie ma być stabilizator liniowy, nie lepiej zastosować przełącznikowy/impulsowy, czyli nieizolowaną przetwornicę przepustową?
    Nie szkoda tracić tyle energii na ciepło?
    Poza tym, to nie jest mi znany przypadek uszkodzenia się monolitycznego trójkońcówkowego stabilizatora napięcia o ustalonej na stałe wartości napięcia wyjściowego - tu, np. na 5V/3A układy LM223K lub LM323K, oba w obudowie TO-3 - w taki sposób, aby na jego wyjściu napięcie wzrosło w takim przypadku poza stabilizowaną wartość.
    Co innego w nieizolowanych zasilaczach impulsowych, przetwornicach obniżających napięcie - typu Buck Converter - tam wręcz układ zabezpieczający przed zwyżką napięcia wyjściowego jest nieodzowny.
    Ale coś za coś; przetwornica o wysokiej sprawności wraz z układem zabezpieczającym przez zwyżką wartości napięcia wyjściowego, zamiast stabilizatora liniowego, ale o znacznie niższej sprawności.
    I tu nie zastanawiałbym się, ale dla przetwornicy zastosowałbym układ typu CrowBar, ale również z wykorzystaniem układu TL431.
    Zobacz, np. TAM, strona 29, Figure 22. lub też - wspominany tu wcześniej - z odpowiednio dobranym trisilem, ale o tego ostatniego wcale nie tak łatwo kupić w detalu.
    Zastosowanie tu układu typu CrowBar jest uzasadnione tym, że jak w takiej nowoczesnej przetwornicy - SIMPLE SWITCHER® od Nationala - wartość napięcia wyjściowego wzrośnie ponad ustaloną wartość, to jest związane jednoznacznie z uszkodzeniem się regulatora tej przetwornicy, a więc jest to działanie jednorazowe i wymagające zawsze interwencji serwisu.
    Natomiast zastosowanie układu zabezpieczenia samopowrotnego - z szeregowym tranzystorem MOSFET - nie ma tu (dla przetwornicy) żadnego uzasadnienia.

    Ale tak to jest, jak założyłeś ten temat z enigmatycznym zapytaniem o układ zabezpieczenia nadnapięciowego i sugerując przy tym użycie tranzystora unipolarnego, a nie podałeś na początku najistotniejszej informacji.
  • Poziom 16  
    Impulsowy stanowczo odpada ponieważ nie jest audiofilski i przez to podobno wnosi zakłócenia do systemu audio.
    Przykład takiego zasilacza jest Tu.
    Zasilacz ma być wykonany w zgodzie z kanonem audiofilskim czyli:
    Transformator koniecznie toroidalny, lutowanie mam wykonać cyną ze srebrem, ścieżki na płytce mam pokryć tą samą cyną, wszystkie wewnętrzne połączenia linką miedzianą 2,5mm2, przed transformatorem koniecznie filtr (jeszcze nie wiem jaki), diody prostownicze mają być szybkie, kondensatory tylko uznanych firm w świecie audio np WIMA, JANTZEN AUDIO, NIPPON, wszystkie gniazda pozłacane, filtr na przewodzie zasilającym logitecha, itd... . A Kolega mi tu pisze o stratach mocy :]

    Sorki że tak Cię Quarz dalej tym męczę ale dziś znowu poszukiwanie mosfeta w obudowie pozwalającej na łatwe przykręcenie radiatora zakończyły się niepowodzeniem. Jak znasz jakiś dobry to podaj to zaoszczędzę trochę czasu.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Mikolaj_pl napisał:
    Impulsowy stanowczo odpada ponieważ nie jest audiofilski i przez to podobno wnosi zakłócenia do systemu audio.
    Przykład takiego zasilacza jest Tu.
    Zasilacz ma być wykonany w zgodzie z kanonem audiofilskim czyli:
    Transformator koniecznie toroidalny, lutowanie mam wykonać cyną ze srebrem, ścieżki na płytce mam pokryć tą samą cyną, wszystkie wewnętrzne połączenia linką miedzianą 2,5mm2, przed transformatorem koniecznie filtr (jeszcze nie wiem jaki), diody prostownicze mają być szybkie, kondensatory tylko uznanych firm w świecie audio np WIMA, JANTZEN AUDIO, NIPPON, wszystkie gniazda pozłacane, filtr na przewodzie zasilającym logitecha, itd... . A Kolega mi tu pisze o stratach mocy :]
    Ja nigdy wyznawcą tego OKA - Ortodoksyjnego Kościoła Audiofilów - nie byłem i w pewne podawane tam "prawdy objawione" nie wierzę ... :shock: :black:

    Mikolaj_pl napisał:
    Sorki że tak Cię Quarz dalej tym męczę ale dziś znowu poszukiwanie mosfeta w obudowie pozwalającej na łatwe przykręcenie radiatora zakończyły się niepowodzeniem. Jak znasz jakiś dobry to podaj to zaoszczędzę trochę czasu.
    Nie znam ... :cry:
  • Poziom 21  
    Tylko po co "audiofilski" zasilacz do sprzętu dla mas?
  • Poziom 16  
    laserjet9002 napisał:
    Tylko po co "audiofilski" zasilacz do sprzętu dla mas?

    Jak pytanie było skierowane do mnie to chciałbym wyjaśnić, że w tym całym zamieszaniu ja jestem od roboty a nie od oceniania.
  • Poziom 9  
    Quarz napisał:
    znalezienie tranzystora unipolarnego MOSFET z kanałem indukowanym typu P

    No i co z tego. Nie ma innych możliwości? A o takich fajowych elementach jak PROFET kolega nie słyszał?
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Ogór małosolny napisał:
    Quarz napisał:
    znalezienie tranzystora unipolarnego MOSFET z kanałem indukowanym typu P

    No i co z tego. Nie ma innych możliwości? A o takich fajowych elementach jak PROFET kolega nie słyszał?
    Czepiasz się, a gdzie informacja o konkretnym jego typie?
    W tej postaci, to post Twój jest tylko bełkotem zasługującym na jego zaraportowanie ...
  • Moderator
    Ogór małosolny napisał:
    Quarz napisał:
    znalezienie tranzystora unipolarnego MOSFET z kanałem indukowanym typu P

    No i co z tego. Nie ma innych możliwości? A o takich fajowych elementach jak PROFET kolega nie słyszał?

    Czyżby informacja przydatna - być może - autorowi tematu miała być powodem zaczepki skierowanej przeciwko jednemu z podpowiadających? Bo tak to widzę - proszę więc zwracać uwagę na zasady prowadzenia dyskusji na forum!
  • Poziom 42  
    Nie rozumiem, dlaczego w dobie powszechnej dostępności porządnych pMOSFETów promuje se tu rozwiązania z nMOSFETem.

    Wchodzę na TME i już pierwszy wynik wyszukiwania niskonapięciowego pMOSFETa daje bardzo przyzwoite parametry: IRF7210 - Rdson 7miliomów, zaczyna się otwierać przy -0.8V a przy -4V jest otwarty całkowicie. I wcale nie jest drogi.
  • Poziom 9  
    Aleś się czepił szczególiku. Nie miałem czasu na porządne wycytowanie bo sytuacja tego nie wymagała. Porządnie cytuję porządne poprzednie wypowiedzi.
  • Poziom 42  
    Ale po co radiator dla tranzystora, na którym wydzieli się mniej niż 0.1W? Po co ta zbędna dyskusja?
  • Moderator
    -RoMan- napisał:
    Ale po co radiator dla tranzystora, na którym wydzieli się mniej niż 0.1W
    Chyba przez sugestię autora, który ma - co widać - jakieś szczególne wymogi do tej konstrukcji. :) Czy też raczej jego zleceniodawca.
  • Poziom 42  
    Mirek Z. napisał:
    -RoMan- napisał:
    Ale po co radiator dla tranzystora, na którym wydzieli się mniej niż 0.1W
    Chyba przez sugestię autora, który ma - co widać - jakieś szczególne wymogi do tej konstrukcji. :) Czy też raczej jego zleceniodawca.


    Ale to nie autor zażądał tu radiatora dla _tego_ tranzystora.