Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Czy uda się wysterować Mosfeta w takiej przetwornicy?

18 Lip 2013 23:57 4032 22
  • #1 18 Lip 2013 23:57
    30402
    Usunięty  
  • #2 19 Lip 2013 00:46
    farrix
    Poziom 17  

    Popatrz na inną bogatą ofertę różnych firm chociażby lineara, i zastosuj gotową scaloną przetwornicę, która działa na częstotliwości o rząd albo i dwa wyższej, zastosowany w niej dławik ma indukcyjność o rząd niższą, dużo wyższą sprawność i zero problemów.

    Ale wracając do pytania, to nie - nie da się ot tak zastosować mosfetów, nawet tych logic level, a po drugie port procesora i tak miałby za małą wydajność i mocno wzrosłyby straty na przełączaniu, ale jak już mówiłem napięcie 1.8V-3V nie wystarczy do otworzenia bramki mosfeta - i musiałbyś zbudować jakąś pompę ładunkową, oraz bufor specjalnie dla bramki.

    Czy się opłaca kombinować, czy zastosować scaloną przetworniczkę wielkości attiny13, szczególnie dla tej mocy - zdecyduj sam.

  • #3 19 Lip 2013 08:06
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Zastosowanie scalonej przetwornicy to lepszy pomysł, ale nie jest prawdą że nie ma MOSFET'ów przeznaczonych do pracy z napięciem Ugs 1,8V wydajność prądowa portu mikrokontrolera nie jest duza ale jakby dobrać niskonapięciowy tranzystor o małym Qg to może by się dało - trzeba policzyć. Driver "wtórnikowy" odpada - przez spadki napięcia trzeba czegoś lepszego , bootstrap - zasilanie driver'a MOSFET'a z napięcia wyjściowego może być dobrym wyjściem.

  • #4 19 Lip 2013 12:38
    30402
    Usunięty  
  • Pomocny post
    #5 19 Lip 2013 19:54
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Wrzuciłem twoje dane do kalkulatora na stronie:
    Link
    dla takiego przebiegu prądu policzyłem straty na rezystorze boczniku 0,9Ω - 0,17W czyli 1/3 mocy wyjściowej trochę za duży ten rezystor jeśli zależy ci na sprawności.

    Wśród nowoczesnych tranzystorów bipolarnych można znaleźć takie o zoptymalizowanym, bardzo niskim napięciu nasycenia, to też jest możliwe rozwiązanie twoich problemów, tylko trzeba znaleźć dostawcę, niestety zakup odpowiedniego MOSFET'a Logc Level (szukaj "1,8V rated") też będzie wymagał poszukiwań.

    Procesor atmela przy 1,8V daje bardzo mały prąd 6mA na zwarciu więc faktycznie ciężko będzie bezpośrednio bramkę sterować, jeśli podajesz tylko jedną pojemność bramki to raczej coś źle liczysz (zbyt optymistycznie), bo trzeba liczyć dla obydwu pojemności bramki albo w uproszczeniu dla ładunku Qg.

    Trzeba zrobić albo driver z wyjściem push-pull w układzie wspólnego emitera, podnieść napięcie zasilania drivera MOSFET'a, albo bootstrap z wyjścia albo oddzielna przetwornica.

  • #6 20 Lip 2013 12:12
    30402
    Usunięty  
  • #7 20 Lip 2013 16:12
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    0,9 oma daje spadek około 0,2V
    Fakt nie zauważyłem że rezystor nie jest tu gdzie zwykle w kontrolerach prądowych, tu nie będzie tak dużych strat.

    Cytat:
    Poszukałem i nawet nie wiedziałem że nowoczesne tranzystory są naprawdę nowoczesne.
    Ic= 1A, Ib=10mA z Vce(sat) max 100mV, obudowa SOT23 i to nie jest mosfet Smile

    Też się dziwidłem jak to znalazłem, są nawet lepsze, mogą konkurować z MOSFET'ami zresztą producenci podają Rce(sat), rzędu kilkudziesięciu mΩ, zasługują na nazwanie ich nowoczesnymi.

    Cytat:
    Teraz pozostało mi znaleźć "nowoczesną" diodę schottkyego.

    Daj równolegle tranzystor i zrób prostowanie synchroniczne ("nowoczesna" technika układowa ;) )

  • #8 21 Lip 2013 04:33
    MamAtE
    Poziom 20  

    jarek_lnx napisał:

    Cytat:
    Teraz pozostało mi znaleźć "nowoczesną" diodę schottkyego.

    Daj równolegle tranzystor i zrób prostowanie synchroniczne ("nowoczesna" technika układowa ;) )
    "Prostowanie synchroniczne" - technika znana wcześniej niż półprzewodniki :shock:
    Zobacz/poszukaj rozwiązań przetwornic DC-DC w układzie Push-Pull z czasów przed II Wojną Światową, a i po II Wojnie do ok. lat '60 ub. w. jeszcze były one eksploatowanie dotąd, aż stosowane tam mechaniczne łączniki synchroniczne (robiące za łączniki po stronie pierwotnej, a za prostowniki po stronie wtórnej) zostały wyparte przez półprzewodniki - tranzystory germanowe oraz takież diody.

  • #9 21 Lip 2013 10:21
    farrix
    Poziom 17  

    Prostownik synchroniczny będzie tu oczywiście dużo lepszym rozwiązaniem, tym bardziej, że tranzystor ma Uce_sat tylko 0.1V
    Szkoda, że nie da się podnieść częstotliwości pwm powyżej 37kHz w tym procesorku, z tego mogła by być ładna przetworniczka gdyby włożyć tam np. STM32F101, cena co prawda wyższa bo 8zł, ale na tym dało by się zrobić przetworke łącznie z wszystkimi zabezpieczeniami, które co najważniejsze działały by "cycle-by-cycle"

  • #10 21 Lip 2013 12:39
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    ->MamAtE prądnica prądu stałego też ma prostownik synchroniczny w postaci komutatora ale nie o to chodzi jak stare jest prostowanie synchroniczne, lecz o to że dopiero współczesne tranzystory mają odpowiednio małe spadki napięcia żeby konkurować z diodą, dlatego przykładowo w konstrukcjach z przed dwudziestu lat nie znajdziesz ani scalonych przetwornic z prostowaniem synchronicznym, ani płyty główne komputerów nie miały tego rozwiązania w zasilaczu procesora.

    Dlatego zastąpienie diody tranzystorem dla wielu nadal jest czymś nowym, szczególnie jeśli to będzie tranzystor bipolarny - jest to możliwe, w tym układzie, dlatego że napięcia nie przekraczają napięcia przebicia złącza B-E.

    Diodę należy pozostawić pomimo że przez większość czasu będzie bocznikowana tranzystorem, będzie działać w czasie czasów martwych, potrzebnych na przełączanie tranzystorów.

  • #11 21 Lip 2013 14:20
    MamAtE
    Poziom 20  

    jarek_lnx napisał:
    ->MamAtE prądnica prądu stałego też ma prostownik synchroniczny w postaci komutatora ale nie o to chodzi jak stare jest prostowanie synchroniczne, lecz o to że dopiero współczesne tranzystory mają odpowiednio małe spadki napięcia żeby konkurować z diodą, dlatego przykładowo w konstrukcjach z przed dwudziestu lat nie znajdziesz ani scalonych przetwornic z prostowaniem synchronicznym, ani płyty główne komputerów nie miały tego rozwiązania w zasilaczu procesora.
    Zasada działania - prostowania synchronicznego - jest identyczna jak tam, a wartość rezystancji zamkniętego styku jest jeszcze mniejsza.

    jarek_lnx napisał:
    Dlatego zastąpienie diody tranzystorem dla wielu nadal jest czymś nowym, szczególnie jeśli to będzie tranzystor bipolarny - jest to możliwe, w tym układzie, dlatego że napięcia nie przekraczają napięcia przebicia złącza B-E.

    Diodę należy pozostawić pomimo że przez większość czasu będzie bocznikowana tranzystorem, będzie działać w czasie czasów martwych, potrzebnych na przełączanie tranzystorów.
    Jednak nie z tranzystorem bipolarnym, a unipolarnym typu MOSFET i z kanałem dyfundowanym (wzbogacanym), a co jest tylko dla tego typu tranzystora sensowne ze względu na znacznie mniejszą wartość mocy potrzebną do wysterowania unipolarnego od tranzystora bipolarnego.

  • #12 21 Lip 2013 15:22
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    MamAtE napisał:
    Jednak nie z tranzystorem bipolarnym, a unipolarnym typu MOSFET i z kanałem dyfundowanym (wzbogacanym), a co jest tylko dla tego typu tranzystora sensowne ze względu na znacznie mniejszą wartość mocy potrzebną do wysterowania unipolarnego od tranzystora bipolarnego.

    Zgoda, ale jak była mowa powyżej, przy zasilaniu 1,8V dostarczenie odpowiednich napięć i prądów do przeładowywania pojemności bramki będzie nieco utrudnione, choć szybkie wyłączenie tranzystora bipolarnego może wcale nie być prostsze.

    Jeśli decydują ceny i dostępność elementów trudno doradzić jakieś konkretne rozwiązanie, bez mozolnego przeglądania ofert producentów półprzewodników, sklepów i porównywania cen, które wolę zostawić autorowi tematu.

  • #13 21 Lip 2013 15:55
    MamAtE
    Poziom 20  

    "Szukajcie, a znajdziecie..." [Mt 7:7; Łk 11:9]
    Najprostszy układ samowzbudnej przetwornicy podwyższającej służącej do zasilania LEDa(ów) przedstawiono TU.
    Nie potrzeba prostownika, a więc dyskusja o wyższości jednego prostowana na drugim jest tu bezprzedmiotowa.
    Czy uda się wysterować Mosfeta w takiej przetwornicy?

  • #14 21 Lip 2013 16:28
    atom1477
    Poziom 43  

    Nie trzeba prostownika do diody LED.
    A tutaj trzeba.

  • #15 21 Lip 2013 16:29
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Generator samodławny ma wiele zalet, jak - praca z bardzo niskimi napięciami zasilania, czy szybkie przełączanie tranzystora, ale próby dodania stabilizacji prądu wychodzą nieciekawie - przynajmniej te które widziałem, rosną straty, układ się komplikuje, a stabilizacja i tak pozostawia wiele do życzenia.

    W tej wersji prąd wyjściowy zależy od β tranzystora czyli w każdym kolejnym egzemplarzu tego samego układu będzie inny.

    Kto wie jakiego rzędu są trr i Qrr LED'ów mocy?

  • #16 21 Lip 2013 17:40
    _jta_
    Specjalista elektronik

    A mi przychodzi do głowy taka koncepcja: dwa dławiki, jeden do przetwornicy z tranzystorem bipolarnym T1, która będzie dawać napięcie na bramkę MOSFET-a T2 w przetwornicy z drugim dławikiem; wyłączenie T1 powinno dać impuls napięcia, które naładuje bramkę T2, żeby zaczął przewodzić; włączenie T1 powinno rozładować bramkę T2; ładowanie bramki T2 nie musi być szybkie, bo prąd T2 ma rosnąć powoli (płynie przez dławik), a rozładowanie jej poprzez T1 będzie szybkie (dzięki temu nie będzie tracona energia, którą zmagazynował drugi dławik); indukcyjność pierwszego dławika trzeba tak dobrać, żeby zmagazynowanej w niej energii wystarczyło (z jakimś niewielkim zapasem) do naładowania bramki T2. Przy takiej konstrukcji MOSFET nie musi być LL, kwestią jest optymalizacja strat mocy użytej do jego sterowania, oraz zabezpieczenie bramki przez zbyt wysokim napięciem (nie bardzo można użyć zenerki, bo ona przewodzi spory prąd i mogłaby przedwcześnie rozładowywać bramkę).

  • #17 21 Lip 2013 18:56
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    farrix napisał:
    Szkoda, że nie da się podnieść częstotliwości pwm powyżej 37kHz w tym procesorku, z tego mogła by być ładna przetworniczka gdyby włożyć tam np. STM32F101, cena co prawda wyższa bo 8zł, ale na tym dało by się zrobić przetworke łącznie z wszystkimi zabezpieczeniami, które co najważniejsze działały by "cycle-by-cycle"

    Podpowiem: PIC16F785 i jego moduł dwufazowej przetwornicy PWM. Co prawda minimalne napięcie zasilania to 2V, ale maksymalna częstotliwość PWM to Fosc/2, co przy minimalnej konfiguracji daje 4MHz. Do tego dwa komparatory sterujące oboma kanałami PWM, dwa op-ampy i jeszcze źródło napięcia odniesienia. Ale to tylko drobna sugestia...

  • #18 22 Lip 2013 01:37
    farrix
    Poziom 17  

    Nie mówię, że nie bo z tego co pacze :D do noty to wygląda to ciekawe, jednak nigdy tej rodziny nie ruszałem, zawsze mam jakieś opory co do niej, jakby to było zło wcielone, sam nawet nie wiem czemu, a oprogramowanie STM dość przyjemne i łatwe jest.

    Przerwania zewnętrzne mają wystarczająco szybkie, szczególnie w trybie FIQ, jednak nie umiem się dopatrzeć czy potrafią "na żądanie" zresetować pwm, aby można było zrobić prawdziwe zabezpieczenie cycle-by-cycle.
    Pamiętam, że coś tam kiedyś atom i nsvinc kombinował więc on mógłby się w tym temacie wypowiedzieć.

  • #19 22 Lip 2013 09:45
    atom1477
    Poziom 43  

    Możesz użyć Advanced Timera1 który ma wejście Break.
    I ustawić Break na automatycznie resetowany w każdym cyklu (a dokładniej przy każdym zdarzeniu update, ale chyba na to samo wyjdzie).
    Czyli Break wyłączy wyjście przy jego wysterowaniu (Breaka), ale można ustawić żeby wyjście automatycznie się spowrotem włączało przy następnym cyklu.
    Oczywiście poza tym można też sterować wypełnieniem.
    Czyli można zrobić przetwornicę sterowaną normalnym napięciowym sprzężeniem zwrotnym (na ADC) a do tego mającą zabezpieczenie prądowe cycle-by-cycle (dodam że działające niezależnie od zawieszenia czy uśpienia procesora).
    Trzeba jedynie dodać jakiś zewnętrzny komparator przed wejściem Break.

  • #20 23 Lip 2013 01:24
    farrix
    Poziom 17  

    Oooo dzięki wielkie, czytałem przedtem o tym, ale nie wiedziałem, że można automatycznie zresetować Break przy aktualizacji timera, a bez tego wyjście było by zresetowane, aż do restartu procka.
    W dodatku są tam wyjścia komplementarne, które praktycznie załatwiają sprawę prostownika synchronicznego.
    A do tego wymagany będzie tylko podłączenie jednego szybkiego komparatora, z wyjściem z dac'a, i będzie można programowo regulować prąd szczytowy.
    Już zaczynam myśleć nad jakimś schematem :D

  • #21 23 Lip 2013 10:00
    atom1477
    Poziom 43  

    Ja się tylko zastanawiam czy jest sens pakować STMa do takiego zadania.
    Trzeba też wziąć pod uwagę to że sam STM pobiera z 50mA przy 72MHz.

  • #22 23 Lip 2013 20:10
    farrix
    Poziom 17  

    Oczywiście nie dla tych kilku diodek, ja planuję coś grubszego do np. całej listwy led'owej, nie koniecznie pracująca jako step-up.

    Do tego zadania to już powiedziałem, że najbardziej nadają się gotowe przetwornice, których sprawność sięga 95%, i mają wewnątrz cały układ boot-strapu do sterowania górnym mosfet-em

  • #23 19 Gru 2013 12:29
    30402
    Usunięty  
 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME