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

Tranzystor do lampy plazmowej

Man1346 31 Maj 2015 15:10 1173 20
  • #1 31 Maj 2015 15:10
    Man1346
    Poziom 4  

    Witam!

    Chciałem się zapytać czy podczas robienia lampy plazmowej można użyć tranzystora IRF840 1000V czy musi być mniejsze to napięcie? Przepraszam za pytanie, ale elektroniką interesuje się nie dawno.

    Z góry dziękuje

    0 20
  • #3 31 Maj 2015 20:08
    DVDM14
    Poziom 35  

    Ten tranzystor się nada, ale...

    Litości! Ile możecie powielać ten schemat? Jest okropny! Nie bez powodu ma łatkę "mosfet-killera". Jest tak nieprzemyślany, że pali tranzystory jak stary palacz szlugi... Kiepskie wysterowanie tranzystora, topologia flyback (która z natury jest kiepska) i brak jakiegokolwiek snubbera przez co tranzystor jest katowany szpilami wysokiego napięcia. Stabilność i sprawność takiego wynalazku są po prostu śmieszne...

    Tak myślę, że można by ten układ po najmniejszej linii oporu ulepszyć przerabiając na forward. Starczyłoby dodatkowe uzwojenie, dioda i dobry kondensator foliowy, a tranzystor miałby dużo lżej. Nie grzałby się tak i może wytrzymałby dłużej.

    Można też pójść w inną stronę i zasilić lampę z ZVS-a. Ten układ jest "nie do zajechania". Dużo wydajniejszy, stabilny, niezawodny a przy tym prosty. http://teslacoil.pl/generatory-wysokiego-napi...rnica-mazzilliego-kompendium-wiedzy-t477.html

    0
  • #4 31 Maj 2015 23:11
    tadeusz12345
    Poziom 17  

    IRF840 nie ma napięcia znamionowego 1000 V tylko 500 V :)
    Lepiej dobierz jakiś tranzystor na niższe napięcie, dla topologi Flyback minimum do dwukrotne napięcie znajdujące się w układzie, jednak ze względu na przepięcia lepiej dać tranzystor na napięcie 3 razy wyższe, np IRF540. Wtedy straty przy przewodzeniu będą mniejsze - patrz na Rds(on) czyli rezystancja kanału w stanie przewodzenia.

    Kolego DVDM14, mówisz o topologii forward jedno czy dwu tranzystorowym ?
    Bo myślę że dla nowicjuszy forward 2T będzie dużym wyzwaniem jak na początek

    0
  • #5 31 Maj 2015 23:17
    DVDM14
    Poziom 35  

    W tym układzie każdy tranzystor będzie się gotował i Rds nie ma w tym wielkiego udziału. :)

    Oczywiście, że jedno tranzystorowy. Prosty i skuteczny.

    Dwu tranzystorowy jest lepszy, ale jeżeli idziemy w układy o tej mocy już lepszy przytoczony przeze mnie wcześniej ZVS - prostszy, a efekty te same. :)

    0
  • #6 31 Maj 2015 23:23
    Oprysk Stonki
    Poziom 29  

    Jeżeli się uparłeś na unipolarny to raczej BUZ380, choć ja zastosował bym BU323A.

    -1
  • #7 31 Maj 2015 23:40
    DVDM14
    Poziom 35  

    Oprysk Stonki napisał:
    Jeżeli się uparłeś na unipolarny to raczej BUZ380, choć ja zastosował bym BU323A.


    Kolega żartuje? Z Rds na poziomie 2Ω to tylko zaszkodzi tej nieszczęsnej zabawce, będziemy mieli jeszcze ciężej...

    Bipolar tym bardziej się tu nie nadaje.

    Tu nie ważnej jak dobry tranzystor władujemy, gdy układ jest... źle zaprojektowany. Ro potrzeba zmian w projekcie. :D

    0
  • #8 31 Maj 2015 23:42
    Oprysk Stonki
    Poziom 29  

    DVDM14 napisał:

    Bipolar tym bardziej się tu nie nadaje.

    A czemu?

    -1
  • #9 01 Cze 2015 00:01
    DVDM14
    Poziom 35  

    Tranzystory bipolarne w układach impulsowych nie są zbyt szczęśliwym rozwiązaniem. Powolne, problematyczne w sterowaniu.

    A poza tym, tu nie ma snubbingu więc ten tranzystor długo nie pożyje. ;) BJT nie lubią negatywnych impulsów napięcia, zwłaszcza darlingtony... MOSFET "chroni" chociaż przebicie lawinowe, które sprawia, że przy przepięciu z obciążenia zachowuje się jak dioda Zenera i pochłania te impulsy - potwornie grzejąc się i monstrualnie skracając swą żywotność, ale ileś tam podziała.

    0
  • #10 01 Cze 2015 00:11
    Oprysk Stonki
    Poziom 29  

    DVDM14 napisał:
    Tranzystory bipolarne w układach impulsowych nie są zbyt szczęśliwym rozwiązaniem. Powolne, problematyczne w sterowaniu.

    W tym momencie poddałeś w wątpliwość sens stosowania różnych BU208, 508 w układach odchylania. Dobrze też, że Twojej wiedzy nie posiadałem kiedy konstruowałem ten układ:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1334902.html
    bo by pewnie nie powstał, a który to w różnych rozwiązaniach działa w najlepsze szczycąc się wysokonapięciowymi darlingtonami jako driverami indukcyjności. Zauważ też, że praktycznie wszystkie wysokonapięciowe darlintony mają diodę równolegle do złącza C-E.
    Co do układu z którym boryka się autor tematu- ma dwie zasadnicze niedoróbki:
    -brak zabezpieczenia nadnapięciowego złącza D-S, tranzystor musi się uszkodzić w momencie przełączenia (znaczne napięcie SEM powstałe na przełączanej indukcyjności). Pomoże dioda zenera wpięta równolegle do złącza D-S.
    -brak opornika przyspieszającego rozładowanie bramki.

    -1
  • #11 01 Cze 2015 00:34
    DVDM14
    Poziom 35  

    Nie mów o odchylaniu w CRT, gdyż tamtejsze rozwiązania układowe zapewniają tranzystorowi komfortowe warunki pracy, co w tym układzie nie ma miejsca.

    Abstrahując od walki BJT vs MOSFET z jednym się zgadzamy.
    Układ wymaga przeróbek. Ale dioda Zenera nie pomoże tak samo jak praca w trybie lawinowym MOSFET-a, czy wbudowana weń dioda. Tu potrzeba snubbera RCD i to dobrego, a najlepiej snubbera rekuperacyjnego jak w forwardzie. Opornik przyspieszający rozładowanie bramki? Starczy zmienić opór bramkowy z 100Ω do 10Ω i nie będzie problemu.

    0
  • #12 01 Cze 2015 11:19
    tadeusz12345
    Poziom 17  

    BJT są wolniejsze od MOSFET'ów ? - zawsze wydawało mi się, że to BJT są najszybsze.

    Ale w tym układzie tranzystor bipolarny może się nasycać, więc ja bym z niego zrezygnował. A co do pochłaniania szpilek napięcia to i bipolarny będzie je również pochłaniał.

    Opornik przyspieszający rozładowanie bramki? Bez sensu, robisz w ten sposób dzielnik napięcia, więc napięcie na bramce będzie niższe. A nie ma możliwości szybszego rozładowania bramki niż przez tranzystor w ne555.

    0
  • #13 01 Cze 2015 11:29
    DVDM14
    Poziom 35  

    Akurat jeśli chodzi o "duże" tranzystory mocy, to MOSFET-y czy nawet IGBT biją BJT na głowę. Przy sygnałowej drobnicy jak najbardziej BJT są diablo szybkie, ale nie jako klucze w układach mocy.

    Kolego, to układ impulsowy, tu nasycenie jest pożądane, a praca w trybie liniowym przeciwnie. :P

    OK, co do zachowania się BJT przy szpilkach mogłem nie mieć racji, przyznaję (nigdy nie marnowałem czasu na zabawę z tym przeżytkiem w impulsówce, zostawmy je raczej wzmacniaczom liniowym, gdzie bezdyskusyjnie są lepsze).
    Ale nie mylę się, że tłumienie szpilek poprzez zezwolenie tranzystorowi na ich pochłanianie jest takim rozwiązaniem problemu, jak leczenie alkoholizmu spirytusem, ba - jest powodem, dla którego ten układ ma żałosną sprawność i trwałość. :)

    Trzeba zaopatrzyć układ w gasik, który będzie pochłaniał szpile nim uszkodzą tranzystor, poprawić wysterowanie klucza i układ będzie mógł działać nawet na IRF640, przy czym będzie trwalszy i nie będzie można smażyć na tranzystorze jajecznicy.

    0
  • #14 01 Cze 2015 11:33
    Oprysk Stonki
    Poziom 29  

    DVDM14 napisał:
    przy czym będzie trwalszy i nie będzie można smażyć na tranzystorze jajecznicy.

    A czemu to bipolarny będzie się grzał? Owszem, jak będzie źle wysterowany (za mała stromość przebiegu, wysterowany "nie do końca") to tak, ale uwierz-555 doskonale wysteruje każdego darlingtona.

    -1
  • #15 01 Cze 2015 12:02
    DVDM14
    Poziom 35  

    W obecnym układzie będzie się grzał każdy tranzystor. Czemu? Szpile chociażby. W ich formie "cofa się" kilkanaście (dziesiąt) procent dostarczonej do trafa energii. Gdzieś to musi się podziać, skoro nie ma snubbera, to grzeją one tranzystor. Wysterowajie to druga sprawa. Dlatego w oryginalnym układzie tej lampy na tranzystorze można gotować obiad przy kilkudziesięciu watach, a np. w mojej SSTC tranzystory są lekko ciepłe przy 2500W - w mostku jest dość skuteczny snubber rekuperacyjny.

    Układami impulsowymi już od chwili się bawię i SSTC to nie jest jajbardziej złożony projekt na jakim pracowałem, więc z doświedczania wiem co się dzieje w wynalazkach rodzaju tej lampy plazmowej. Gdy zaczynałem nie jeden tranzystor oddał życie, abym mógł się o tym nauczyć.

    Jak poprawić ta lampę by tranzystor miał warunki do pracy, to jego wybór nie będzie miał wielkiego znaczenia.

    W wolnej chwili naskrobię jak to widzę.

    0
  • #16 01 Cze 2015 14:45
    Man1346
    Poziom 4  

    Zastanawia mnie to co napisał DVDM14:

    DVDM14 napisał:
    Tak myślę, że można by ten układ po najmniejszej linii oporu ulepszyć przerabiając na forward. Starczyłoby dodatkowe uzwojenie, dioda i dobry kondensator foliowy, a tranzystor miałby dużo lżej. Nie grzałby się tak i może wytrzymałby dłużej.

    Czy wystarczyłoby to aby "poskromić" panujące na tranzystorze ciepło? A jak tak to gdzie należałoby umieścić te elementy i jakie parametry powinny mieć? Prosiłbym o dorysowanie ich (nawet w Paint'cie do tego schematu).
    Tranzystor do lampy plazmowej

    A co do uzwojenia, chodzi o zwiększenie liczby zwojów na uzwojeniu pierwotnym w transformatorze wysokonapięciowym?

    0
  • #17 01 Cze 2015 15:47
    DVDM14
    Poziom 35  

    Końcówkę z tranzystorem zamieniasz na:


    Tranzystor do lampy plazmowej



    Edytuj

    Rezystor 10Ω zastępuje oryginalnie obecny na schemacie 100Ω. Dioda powinna być ultraszybka, przynajmniej 1A 200V. Kondensator solidny MKP. 2,2µF, może być nawet większy. Ważne jest zachowanie kolejności końcówek uzwojeń.

    Tylko, myśląc nad tym dalej, to będzie niejako eksperyment. O ile ulży on tranzystorowi, zmieni też metodę transferu energii - może zmniejszyć napięcie wyjściowe. Nie próbowałem tego układu z transformatorami HV, jedynie w drobnych zasilaczach, trafa HV zawsze zasilałem z potężniejszych układów.
    Modyfikacja to tylko "nakładka" na obecny układ, więc jak coś będzie nie tak można się jej łatwo pozbyć.
    Jeżeli nie zda egzaminu, można też spróbować dołożyć tam dla odmiany snubber RCD. Marnuje kupę energii, ale dość skuteczne.

    EDIT:\\
    Jednak nie próbuj przeróbek. Ten układ wymaga totalnej przebudowy jeśli ma działać solidnie. Niestety, ale to co podałem wcześniej nie wystarczy. Patrz post #21


    W związku z tym nalegam, byś skorzystał z układu który podaję niżej:


    Jeżeli jednak chcesz mieć pewniaka który od razu uruchomi się, będzie pracował z dużą wydajnością i ani myśli się spalić, porzuć te wynalazki na NE555 i zbuduj ten układ:

    http://teslacoil.pl/generatory-wysokiego-napi...rnica-mazzilliego-kompendium-wiedzy-t477.html

    Polecam wybrać tą opcję. Pierwotny układ na NE555 jest z natury problematyczny i na dobrą sprawę, wymagałoby to dokładniejszych testów i analiz nawet po przeróbkach. Nie mogę zagwarantować, że zadziała na 100% nawet po modyfikacjach, bo zwyczajnie nie testowałem tego rozwiązania w praktyce i o ile w teorii jest OK, to nie ma pewności jak się zachowa w życiu.

    Za to ZVS jest znany do bólu i gwarantuję, ze zadziała na 100%.


    Jak widać, jest nawet prostszy od układu na NE555. Do tego - sprawdzony i bardzo wydajny. Tranzystory są lekko ciepłe nawet jeśli zamiast zasilać lampy zapalasz na wyjściu trafa łuk i pobór prądu dobija 20A. :)

    0
  • #18 01 Cze 2015 21:27
    Oprysk Stonki
    Poziom 29  

    Ja zajmę tylko chwilkę i znikam. My gadamy o lampie plazmowej wykonanej z żarówki o średnicy balonu powiedzmy 10 cm czy generatorze Tesli o iskrach sięgających minimum 40 cm?

    -1
  • #19 01 Cze 2015 21:36
    DVDM14
    Poziom 35  

    Nie rozumiem, co ma na celu Twój post. Co ma jedno do drugiego?

    Budowałeś kiedyś układ z postu numer #2? Jakbyś budował, to wiedziałbyś że mimo dużego radiatora można na nim jaja smażyć i plai tranzystory regularnie...
    O tym jest wątek - że ten układzik na NE555 jest zwyczajnie wadliwy, a porównanie do SSTC miało tylko pokazać, że ta "lampa plazmowa" traci więcej energii od układów o nieporównywalnie większej mocy, które są odpowiednio zaprojektowane... To było jedynie wytkniecie, jak źle jest zaprojektowana.
    Oraz o tym, że można to zrobić inaczej. Innym układem który bez problemu spełnia swoje zadanie.

    Podałem też alternatywny układ - przetwornica Mazzilliego (powszechnie znana jako "ZVS"). Prosta, bardzo dobrze znana, mała, wydajna, stabilna. To znów miało na celu pokazać, że można kulę plazmową zbudować kompletnie inaczej, bez komplikacji, a do tego lepiej.

    Kompletnie więc nie rozumiem, o co Ci chodzi kolego Oprysk Stonki. :P

    0
  • #20 01 Cze 2015 21:41
    Oprysk Stonki
    Poziom 29  

    Kolego , zrobiłem milion testerów cewek zapłonowych, tak samo testerów trafopowielaczy. Nie uciekłem się do jakichś finezji, waliło iskrą że hej. Wyjaśnij mi, chłopu ze wsi na czym polega mój błąd, że te układy działają.
    Natomiast zawsze uważałem- najważniejszą sprawą jest stromość przełączania. Prąd w obwodzie pierwotnym ma zaniknąć momentalnie.

    -1
  • #21 01 Cze 2015 22:03
    DVDM14
    Poziom 35  

    Wyjaśnię Tobie, jako żem też chłop ze wsi tak:

    Lampa z postu #2 działa. Jak najbardziej. Przy czym marnuje kupę energii, grzeje strasznie tranzystor i jak się nią dłużej bawisz - co jakiś czas pali klucz. Jako zabawka "dorywcza" ujdzie. Ale jak chcesz trwałości i sprawności to nie licz na nie. Do tego dochodzi kwestia "sztuki" - powielanie schematu jak ta lampa to powielanie złych nawyków. Strach pomyśleć co się dzieje jeżeli budujący ją elektronik zaczyna się rozwijać i chce zbudować np. zasilacz. Przy czym kopiuje te same, wadliwe rozwiązania z projektu który już znał...

    No, jeżeli dla Ciebie poprawne wysterowanie klucza i dodanie gasika we flybacku są finezją, to pozazdrościć. To podstawy tak elektroniki, jak i projektowania przetwornic. Czy ja proponowałem coś więcej?

    To, że "daje iskrę", nie jest jedynym kryterium sprawności układu.

    Dodano po 13 [minuty]:

    Oprysk Stonki napisał:

    Natomiast zawsze uważałem- najważniejszą sprawą jest stromość przełączania. Prąd w obwodzie pierwotnym ma zaniknąć momentalnie.


    Oba czasy są równie ważne. O ile z punktu widzenia samej zasady działania flybacka chodzi o gwałtowne zamknięcie klucza, to jeżeli klucz będzie "ślamazarzył" się przy otwieraniu i sporo czasu pracował liniowo, będzie to powodowało na nim duże straty. Wiadomo - w trybie liniowym zamiast przełącznika masz opornik.

    Do tego, we flybacku równie krytyczne co sterowanie klucza jest pochłanianie szpil z uzwojenia pierwotnego. Z prostego powodu - mogą uszkodzić klucz i powodują wielkie straty.


    Do Autora:


    Propozycję przerobienia układu na forward przedstawiłem konceptualnie. Aby udowodnić, że da się dużo lepiej. Ale odradzam tą przeróbkę, bo jej dokonanie wymagałoby odpowiedniej wiedzy (i oscyloskopu).

    Sugeruję zmianę rozwiązania ba podany przeze mnie układ "ZVS". Tanie, proste, skuteczne - praktycznie nie ma wad lampy na NE, a w sumie jest od niej prostszy.

    Lecz jeżeli koniecznie musimy bawić się tym układem na NE555, dodajmy do niego snubber RCD. Marnuje trochę energii, ale powinno zapewnić tranzystorowi ulgę i jest w miarę pewne.

    EDIT:\\

    Czasy przełączania przypomniały mi jeszcze jedną kwestię, która sprawia że układ na NE555 nadaje się do kosza.

    A mianowicie, nie potrafi skutecznie wysterować tranzystora. Popatrzmy w notę irf840:

    Tranzystor do lampy plazmowej

    Co te jednostki obrazują? Już tłumaczę:
    td(on) - jest to czas po jakim tranzystor reaguje na włączenie. Tyle czasu musi minąć po naładowaniu bramki, aby tranzystor w ogóle zaczął cykl przełączania. Tu 14ns.




    td(off) - to samo, co wyżej, tyle że dla wyłączania. Tu 49ns.
    tr - czas narastania, czyli ile trwa otwieranie tranzystora - tyle czasu zajmuje zanim prąd przepływający przez tranzystor wzrośnie z zera do maksimum. Jest to krytyczne dla strat przełączania, gdyż zanim tranzystor się otworzy pracuje w trybie liniowym i prąd przepływający w tym czasie powoduje wydzielanie dużej ilości ciepła. Tu 23ns.
    tf - czas opadania. Dokładnie to, co wyżej, tyle, że dotyczy wyłączania. Tu 20ns.

    Jak widzimy, nasz tranzystor jest bardzo szybki. Ale! te czasy zakładają prawidłowe jego sterowanie - czyli, że sterownik jest wydajny i może błyskawicznie przeładować bramkę tranzystora (która zachowuje się jak kondensator). Co nam steruje tranzystorem? NE555. Zerknijmy w jego notę:

    Tranzystor do lampy plazmowej

    Oj, nieładnie... Wynika stąd, że przeładowanie pojemności 15pF zajmuje naszemu scalakowi nawet 300ns. Ale w tym układzie będzie dużo gorzej, ponieważ pojemność bramki MOSFET-a jest wielokrotnie większa, prawie 2nF, więc NE będzie potrzebował dużo więcej czasu na jego przeładowanie. Żeby było gorzej - w szeregu z bramką jest podłączony rezystor o absurdalnej oporności 100Ω który przełączenie będzie nam jeszcze bardziej spowalniał.

    Co to oznacza? Ano, że nasz bardzo szybki tranzystor zamiast błyskawicznie i gładko się przełączyć przez kiepskie sterowanie będzie przełączany bardzo powoli, spędzając mnóstwo czasu w trybie liniowym pracy. Skutek? Ogromne straty przy przełączaniu = potężne grzanie tranzystora. Także powolne wyłączanie zmniejsza wydajność transferu energii w samym transformatorze WN.

    Dodajcie sobie to do szpil katujących klucz i już wiecie, czemu ten układ jest "be". ;)

    Wniosek? Układ na NE555 wymaga kompletnej przebudowy. Nie tylko wymaga gasika chroniącego klucz przed szpilami, ale także sterownika pozwalającego skuteczniej przełączać tranzystor. Chcąc to zrobić solidniej przeróbki nie byłyby takie proste....

    BTW Kolego Oprysk Stonki, co do BU323A... Zobacz sobie jego czasy:

    Tranzystor do lampy plazmowej

    Maksymalny czas opadania 15µS. 15 000ns! To jest bardzo, bardzo dużo i będzie prowadziło do ogromnych strat przełączania. Może i nadaje się do cewki zapłonowej gdzie masz kilkadziesiąt/set cykli na sekundę, ale nie tutaj, gdzie częstotliwość pracy sięga dziesiątek kHz. :D

    0