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

Zastąpienie przekaźnika ze sterowaniem z procesora

Marek_Gorecki 17 Lis 2016 22:06 621 11
  • #1 17 Lis 2016 22:06
    Marek_Gorecki
    Poziom 16  

    Witam,
    Mam taki problem, otóż zastosowałem w sterowniku przekaźnik właczający zewnętrzne urządzenia 230V oraz 24 V ( na prąd stały i zmienny).
    Ponieważ przekaźnik jest duży postanowiłem zastąpić go półprzewodnikiem.
    Tyrystora i triaka nie moge zastosować bo używam też urządzeń 24 na prąd stały.
    Zatem pozostaje tylko tranzystor.
    I teraz pytanie - czy są tranzystory kluczujące , które można by użyć wprost zamiast przekaźnikia?
    Obciążenie nie jest duże - max 3A.
    Czy należy użyć mostka Gretza i dać tranzystor w przekątnej mostka, czy może jest jakiś lepszy sposób?
    Jak go wysterować ? Czy da się transoptorem?

    0 11
  • CControls
  • #3 17 Lis 2016 22:36
    Marek_Gorecki
    Poziom 16  

    DOtychczas miałem styki, którymi mogłem sterować zarówno włączeniem urządzenia na 230Volt zmienne jak i na 24V stałe,
    Chciałbym zachować tą uniwersalność, ale użyć tranzystora zamiast przekaźnika.
    Czy ma to sens?

    0
  • CControls
  • Pomocny post
    #5 17 Lis 2016 22:54
    krisRaba
    Poziom 26  

    Ogólnie, jeśli dobrze zrozumiałem, to obecnie stosujesz wyjścia przekaźnikowe, do których zależnie od potrzeb podłączasz jakieś urządzenie na 230VAC lub 24VDC.
    Chcesz to zamienić na wyjście półprzewodnikowe, które obsłuży jedno i drugie, tak?

    Da się tak zrobić. Robiłem kiedyś reverse engineering pewnego regulatora oświetlenia i tam zrobili to na 2 tranzystorach MOSFET łączonych jeden po drugim przeciwsobnie. Muszą to być oczywiście tranzystory z odpowiednio dużym Vds, ale obecnie nie jest to wielki problem.. choć czy końcowy gabaryt będzie mniejszy od np wąskiego przekaźnika?
    Zastąpienie przekaźnika ze sterowaniem z procesora
    Idea była taka, że na dodatniej połówce sinusa jeden tranzystor przewodzi, bo go wysterowałeś, a w drugim przewodzi pasożytnicza dioda, a na ujemnej połówce na odwrót, czyli w pierwszym dioda, a w drugim wysterowany tranzystor. W ten sposób, skoro są przeciwsobnie, to bez wysterowania masz diody spolaryzowane zaporowo dla obu połówek i prąd nie popłynie.
    Dodatkowy plus jest taki, że możesz obwód wyłączyć w każdym momencie zarówno przy AC i DC, bez czekania na zero prądu jak w triaku itp. Świetne na zabezpieczenie elektroniczne, jeśli zrobisz kontrolę prądu.
    Tylko coś kojarzę, że był tam jakiś hokus-pokus z wysterowaniem bramek. Musiałbym poszukać czy mam gdzieś ten schemat, żeby przypomnieć sobie czy to były PMOS czy NMOS...

    0
  • #7 18 Lis 2016 09:37
    krisRaba
    Poziom 26  

    Schematu niestety na ten moment brak, ale przynajmniej już wiem, że były tam 2x 6R160C6 (dokładniej IPB60R160C6) połączone przeciwsobnie.
    http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IPP60R1...N.pdf?fileId=db3a304323b87bc20123f06a60d340d2

    Widać z tego, że dla 230VAC gabaryt miałbyś większy niż wąski przekaźnik, bo raczej obudowy TO220 i większe to standard przy wysokonapieciowych tranzystorach, a potrzebujesz 2 plus komponenty pasywne do sterowania bramkami. Plusem jest ewentualna możliwość regulacji fazowej, PWM itp., których na przekaźniku nie zrobisz. No i możliwość wykonania zabezpieczenia elektronicznego, o którym pisałem. Natomiast do prostego załącz wyłącz przekaźnik ma swoje zalety i rozwiązanie jest mega-proste.

    dasej napisał:
    Przekaźnik SSR

    Masz jakiś przykład, który spełni wymagania autora tematu? Bo szukając na szybko w TME, to raczej trzeba się zdecydować, czy chcesz AC czy DC, jak dasz prąd powyżej 2A to już raczej niskie napięcia tranzystora albo triak lub tyrystor, więc nie DC...

    0
  • #8 18 Lis 2016 10:35
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    krisRaba napisał:

    Da się tak zrobić. Robiłem kiedyś reverse engineering pewnego regulatora oświetlenia i tam zrobili to na 2 tranzystorach MOSFET łączonych jeden po drugim przeciwsobnie. Muszą to być oczywiście tranzystory z odpowiednio dużym Vds, ale obecnie nie jest to wielki problem..
    Idea była taka, że na dodatniej połówce sinusa jeden tranzystor przewodzi, bo go wysterowałeś, a w drugim przewodzi pasożytnicza dioda, a na ujemnej połówce na odwrót, czyli w pierwszym dioda, a w drugim wysterowany tranzystor. W ten sposób, skoro są przeciwsobnie, to bez wysterowania masz diody spolaryzowane zaporowo dla obu połówek i prąd nie popłynie.
    Dodatkowy plus jest taki, że możesz obwód wyłączyć w każdym momencie zarówno przy AC i DC, bez czekania na zero prądu jak w triaku itp. Świetne na zabezpieczenie elektroniczne, jeśli zrobisz kontrolę prądu.
    Tylko coś kojarzę, że był tam jakiś hokus-pokus z wysterowaniem bramek. Musiałbym poszukać czy mam gdzieś ten schemat, żeby przypomnieć sobie czy to były PMOS czy NMOS...


    Problemem nie jest Vds, lecz Vgs, w efekcie wymagane jest właściwe sterowanie bramki, co niestety jest dosyć skomplikowane. Omija się to wykorzystując opto (photo) MOSy. Tyle, że przekaźniki SSR oparte na optoMOSach albo mają wysokie napięcia, albo wysokie prądy. Mnie się nie udało znaleźć takiego ukłądu na napięcie 400V i obciążalność 2-4A.
    Jeśli to ma być koniecznie rozwiązanie półprzewodnikowe, to standardowa aplikacja typu mostek greatza + tranzystor. Niestety straty całkiem spore. Być może odpowiedni przekaźnik będzie jednak lepszy.

    0
  • #9 18 Lis 2016 10:51
    krisRaba
    Poziom 26  

    W przykładzie, o którym pisałem nie było photoMOSów, tylko te, które opisałem w dalszym poście. Co do sterowania bramkami, to też pisałem, że był tam jakiś "hokus-pokus" ;) W środku oczywiście był MCU, mostek itp. Nie rozgryzałem tego sterowania na 100%, bo mnie akurat interesowały inne aspekty.
    Co do wyboru, czy chcesz duży prąd czy napięcie, to niestety fakt - pisałem o tym desejowi powyżej...

    0
  • Pomocny post
    #10 18 Lis 2016 16:55
    krzysiek_krm
    Poziom 34  

    Witam,
    dla uporządkowania pozwolę sobie zamieścić garść informacji.

    Jeżeli w grę wchodzi przełączanie stosunkowo małych mocy (akurat nie w tym przypadku), idealne są przekaźniki typu "PhotoMos". W dosyć małej obudowie dostajemy kompletny przekaźnik półprzewodnikowy. Niektóre z podzespołów mają możliwość konfiguracji wyjścia: klucz AC o większej rezystancji (tranzystory wyjściowe połączone szeregowo) albo klucz DC o mniejszej rezystancji (tranzystory wyjściowe połączone równolegle).
    Jeden z przykładów:
    http://www.vishay.com/solid-state-relays/
    inni producenci również to oferują.

    Jeżeli chodzi o przełączanie większych mocy używa się:

    krisRaba napisał:
    były tam 2x 6R160C6 (dokładniej IPB60R160C6) połączone przeciwsobnie.

    takie połączenie nazywa się back-to-back, w przypadku tranzystorów MOS source-to-source, koncepcja opisana tutaj:
    http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt94-5.pdf

    krisRaba napisał:
    Idea była taka, że na dodatniej połówce sinusa jeden tranzystor przewodzi, bo go wysterowałeś, a w drugim przewodzi pasożytnicza dioda, a na ujemnej połówce na odwrót, czyli w pierwszym dioda, a w drugim wysterowany tranzystor. W ten sposób, skoro są przeciwsobnie, to bez wysterowania masz diody spolaryzowane zaporowo dla obu połówek i prąd nie popłynie.

    Akurat w otwartym kanale tranzystora MOS prąd może płynąć w obu kierunkach, o ile spadek napięcia nie przekroczy Vf diody podłożowej, wówczas rzeczywiście prąd zaczyna przez nią płynąć. Zwyczajowo dobiera się tranzystory o dostatecznie niskiej statycznej rezystancji kanału, dzięki temu spadek napięcia jest mniejszy niż Vf, dzięki czemu straty są mniejsze. W tej konfiguracji diody wyłącznie blokują przepływ prądu w stanie wyłączenia klucza. Ze względu na znacznie lepsze parametry, stosuje się oczywiście tranzystory z kanałem N.

    tmf napisał:
    Problemem nie jest Vds, lecz Vgs, w efekcie wymagane jest właściwe sterowanie bramki, co niestety jest dosyć skomplikowane.

    krisRaba napisał:
    Co do sterowania bramkami, to też pisałem, że był tam jakiś "hokus-pokus"

    Nie w tym żadnej czarnej magii, trzeba po prostu sterować bramkami względem "pływającego" potencjału źródeł.

    Jeżeli klucz może być powolny można użyć "Photovoltaic MOSFET Driver", jeden z takich wynalazków:
    http://www.vishay.com/optocouplers/list/product-83469/
    http://www.vishay.com/docs/83469/vom1271t.pdf

    Jeżeli klucz musi być szybki, należy zastosować "rzetelny" driver. Sprawa jest z jednej strony prosta, wystarczy tak zwany "low side n-channel mosfet driver" uziemiony na potencjale źródeł. Z drugiej strony ten potencjał jest "pływający", więc potrzebna jest galwaniczna izolacja w sterowaniu (łatwizna) oraz zasilenie drivera z izolowanej przetwornicy DC-DC, nie wystarczy driver typu "bootstrap" bo klucz musi zapewnić potencjalnie nieskończony czas otwarcia. Warto nadmienić, że w tym wariancie nie należy łączyć bramek tranzystorów równolegle, duże stromości prądów mogą powodować oscylacje w pasożytniczych obwodach rezonansowych. Należy zastosować znany "chwyt" polegający na "popsuciu" tych obwodów przez wprowadzenie stratności: szeregowe rezystory w bramkach, perełki ferrytowe albo jedno i drugie.

    Pozdrawiam

    2
  • #11 18 Lis 2016 18:28
    krisRaba
    Poziom 26  

    :arrow: krzysiek_krm
    Dzięki za podlinkowanie źródła i wrzucone "uporządkowanie" :D Ja musiałem wydumać to na zasadzie RE i chyba faktycznie z tymi diodami się machnąłem, bo tak jak piszesz powodowałoby to duże straty :).

    W regulatorze, który analizowałem, sterowanie nie było na photovoltaic coś tam ;) Szkoda, że w tym dokumencie nie piszą o alternatywie.
    Chyba z ciekawości to odkopię i sprawdzę jak dokładnie jest to sterowane :D.

    0