Tranzystory do zasilacza - Warsztatowego - coś co wytrzyma 10A przy 30V

Tranzystory bipolarne średnio nadają się do zastosowania w zasilaczu jako stopień mocy. Stwarzają same problemy, łączenie równoległe BJT wymaga rezystorów emiterowych a i tak nie trudno ozmęczenie cieplne powodowane przebiciem wtórnym z powodu dodatniego wspólczynnika cieplnego złącza. Całkiem nieźle spisują się TIP35/36.
W przypadku MOSFET-ów nie ma problemu z połączeniem równległym a samoistny mechanizm wyrównywania obciążenia chroni tranzystory przed nierównomiernym wydzielaniem ciepła na kilku równolegle połączonych. Pewnym problemem może być sterowanie NMOSFET-a, który wymaga do pełnego otwarcia kanału napięcia bramka-źródło napięcia rzędu 12V, czyli ponad to na wyjściu wzmacniacza. Jest na to sposób, można użyć PMOSFET-ów np. IRF9540 lub podobnego albo regulację zrobić nie na plusie zasilacza a na masie.

RitterX wrote:

Tranzystory bipolarne średnio nadają się do zastosowania w zasilaczu jako stopień mocy.
W przypadku MOSFET-ów nie ma problemu z połączeniem równległym a samoistny mechanizm wyrównywania obciążenia chroni tranzystory przed nierównomiernym wydzielaniem ciepła na kilku równolegle połączonych.

Muszę zaprotestować.
Jest dokładnie odwrotnie, to BJT znacznie lepiej nadają się do łączenia równoległego, a ostatnie stwierdzenie ("samoistny...") wygląda jak cytat z wikipedii sprzed 20lat - z epoki MOSFETów typu "lateral".

Tak zupełnie przez przypadek producenci w notach katalogowych zaznaczają na charakterystyce SOA prostą ograniczającą, którą nazwywają przebiciem wtórnym. Nota katalogowa TIP35. Widocznie dla nich ma to znaczenie i to na tyle istotne, że jest to jedna z pierwszych jak nie pierwsza charakterystyka zamieszczona w nocie katalogowej.
Masz dwa takie same co do typu tranzystory MOSFET połączone równolegle o podobnych rezystancjach złącza DSon. Zaczyna przepływać przez nie prąd przewodzenia wymuszony sterowaniem bramek tym samym napięciem. Oba znajdują się w tych samych warunkach cieplnych . Ten o niższej rezystancji rzecz jasna będzie przewodził większy prąd a to spowoduje wzrost temperatury jak i samoistny wzrost rezystancji rzeczywistej kanału, która jest opisana charakterystyką, krzywą rezystancji kanału DS w funkcji prądu przewodzenia. Sumarycznie oba zjawiska spowodują wzrost rezystancji kanału czyli wzrośnie też spadek napięcia Vds gdy tymczasem drugi tranzystor przewodząc niższy prąd nie przesunął swojego punktu pracy "samoistnie" . W pewnym momencie wytworzy się "samoistnie" równowaga między oboma tranzystorami. Masz wątpliwości, zajrzyj do noty katalogowej MTP2955 OnSemi. Po rozebraniu tranzystora MOSFET może się zupełnie przypadkiem okazać, że jest to struktura łącząca wiele połączonych równolegle tranzystorów. Mechanizm wyrównywania strat jest w tym bardzo pomocny.
Nie bagatelnym problemem w sterowaniu tranzystorów BJT jest istotny spadek wzmocnienia prądowego w funkcji prądu złącza CE. Okazuje się, że te 2V w nasyceniu na złaczu CE dla dużych prądów przewodzenia to nieakceptowalnie sporo zważywszy na możliwości Rds.on dla trazystorów w Vds.max w zakresie niskich napięć do obecnie około 400-600V w stosunku do tego co prezentują MOSFETY. Z tego przedziału potrafią z powodzeniem wypchnąć IGBT. W nowych regulatorach LDO także spotyka się MOSFET-y.
Duże tranzystory bipolarne zostały wyparte z użycia nie z powodu posiadanego zakresu napięć ale problemów dużej struktury półprzewodnika w warunkach istotnego obciążenia prądowego. Pojawiające się hot spot-y w strukturze degadowały ją i powodowały szybkie starzenie. Może właśnie dlatego jest mało nowych konstrukcji BJT w obudowach nie większych ajk TO247 za to nowe MOSFETY wysypują się jak z rękawa. Pakowane są do obudów ISOTOP co nikogo nie dziwi.
Jak chcesz dyskutować na argumenty to w porządku, odczucia zostawmy na boku, charakterystyki i to co z nich wynika jak najbardziej mile widziane. Dobór elementów powinien się opierać na aktualnym stanie a nie preferencjach czy odczuciach.

Urgon wrote:

Na upartego to można zrobić cały zasilacz 30V/10A na BC547...

Litości niech kolega nie przesadza Ileż by było tych tranzystorów z rezystorami emiterowymi ?

rsv6 wrote:

Najważniejsze jest dla mnie by napięcie nie pływało, a na tym zasilaczu właśnie nie pływa.

Mam nadzieję że to nie kopia układowa ze strony electroniclabs ? Niech kolega zaprezentuje schemat lub poda link. Bo może się okazać ze to jakiś bubel

rsv6 wrote:

Słysząc tekst że zaoszczędzę na ogrzewaniu domu przez gorące tranzystory zastanawiam się czy śmiać się czy płakać. Ten tranzystor nie zdąży się dobrze zagrzać i wybuchnie..

Oj jeszcze kolega by się zdziwił co taki zasilacz potrafi. Mało że tranzystory grzeją to jeszcze mostek i transformator i kiedy by to zsumować to wychodzi faktycznie mały piecyk o dość pokaźnej mocy. Można śmiało rzec że dobry jest stary zasilacz na zimowe długie wieczory Co do wybuchów tranzystorów to jeśli zasilacz nie posiada odpowiednio dobranego zabezpieczenia nadprądowego to dużo prawdopodobne że poleci do krainy wiecznego krzemu.

rsv6 wrote:

Oczekuję czegoś 2x mocniejszego niż 2N3055 i w innej obudowie jedną śrubkę. Tranzystor na trzech nogach.

Jeśli chodzi o mnie to mogę podać typ o mocy 20krotnie większej niż 2N3055 kwestią jest koszt. A tranzystory w innych obudowach niż TO3 nie rozproszą jednostkowo dużej mocy co niestety wiąże się z dodatkowymi tranzystorami równoległymi z rezystorami emiterowymi.

AVE...

cooltygrysek wrote:

Urgon wrote:

Na upartego to można zrobić cały zasilacz 30V/10A na BC547...

Litości niech kolega nie przesadza Ileż by było tych tranzystorów z rezystorami emiterowymi ?

Tylko 625, gdyby na wejściu było 30V. Osobiście dałbym 800-1000 dla większego marginesu bezpieczeństwa...

RitterX wrote:

Całkiem nieźle spisują się TIP35/36.

Tranzystory mocy, których najczęściej używam. Autor miał je podawane jako przykład już na początku. Bo TO-3, choć lepsze w oddawaniu ciepła to nie mogą być.

Dodano po 1 [minuty]:

RitterX wrote:

łączenie równoległe BJT wymaga rezystorów emiterowych

No właśnie opinie są różne co do rezystorów dla MOSa w przypadku jego pracy liniowej.

Dodano po 4 [minuty]:

pawelr98 wrote:

iGBT które wytrzymują setki amper i mają moc strat rzędu kilkaset W.

No właśnie ja nigdy nie używałem tych tranzystorów. Bo ceny ostatnimi laty stały się przystępniejsze i wybór jest całkiem duży.

-> RitterX to nie takie proste, poczytaj czym jest punkt ZTC Zero Temperature Coefficient, ponizej pewnej wartości prądu w MOSFET-ach mamy niestabilność termiczną, w coraz nowszych generacjach MOSFET-ów punkt ZTC jest coraz wyżej, a producenci po prostu z obszarów SOA usunęli krzywą dla DC, inni którzy rzetelnie zbadali SOA mają na charakterystyce dodatkowe ścięcie, podobne jak to w bipolarnych spowodowane drugim przebiciem.

MTP2955 ma nisko ZTC - więc jako tako nadaje sie do przy w układach liniowych.

Bez przesady, gdyby było tak źle to nie powstawałyby końcówki mocy na MOSFET-ach pracujace w trybie wzmacniacza AB. Jak zajrzysz do obciążenia aktywnego, które pracuje jako rezystor sterowany to znajdziesz tam jako element wykonawczy IRF240 albo coś podobnego. Nie będzie to z całą pewnością BJT.

RitterX wrote:

łączenie równoległe BJT wymaga rezystorów emiterowych

A MOSFETy łączone równolegle - oporników źródłowych, ale znacznie większych, co oznacza straty - i dlatego to BJT lepiej nadają się do łączenia równoległego.
Jest kolega w błędzie nie tylko w kwestii łączenia równoległego (wystarczy zdać sobie sprawę z odchyłek Ube dla BJT jak i z odchyłek Vgs dla MOSFET-ów), nie zdaje sobie kolega sprawy z tego że współczesne MOSFET-y są przeznaczone do pracy impulsowej - co nie znaczy że nie da się ich zmusić do pracy liniowej - sposobami - ale to oznacza wtedy SOAR (albo inne - podobne zjawisko), oraz błędnie kolega odczytuje wpływ temperatury - po "akademicku" - bo współczesne MOSFET-y mają ZTC bardzo wysoko co przekreśla tę kompensacją o której tyle się kolega rozpisuje.
Przykład MTP2955 tylko to potwierdza - ma on stosunkowo "niski" ZTC bo to stary tranzystor - ma ponad 20lat, podobnie jak teoria głoszona przez kolegę. Zresztą IRF240 również. To zabytki, z muzeum (bo w sklepach dawno ich nie ma).
Np. http://www.tme.eu/pl/Document/44420298f548856f58028ebfbc19d9a8/auirfp2907.pdf (pierwszy z brzegu) - co to za zjawisko na wykresie Fig.8 ?
I ZTC przy Id= ok. 300A ?
Polecam poczytać, np. http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Applica...N.pdf?fileId=db3a30433e30e4bf013e3646e9381200
https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-4161.pdf

RitterX wrote:

Jak zajrzysz do obciążenia aktywnego

To przykład, gdzie MOSFETEM steruje się znacznie łatwiej (napięciowo), wystarczy też uzmysłowić sobie co się będzie dziać gdy takiemu źródłu na BJT odłączymy obciążenie (prąd sterujący bazę BJT dąży do max). Ale wtedy dobierając MOSFET również trzeba uwzględnić SOA.

Dobrze się zastanów Kolego czy lepiej z punktu widzenia projektowania układu byłoby gdyby charakterystyka w MOSFET-ach była odwrócona względem ZTC? Zamienione miejsca o dodatniej i ujemnej charakterystyce termicznej?
W obciążeniu aktywnym podobnie jak w zasilaczu za regulację napięcia sterującego bramką odpowiada sprzężenie zwrotne od prądu gałęzi mierzone zwykle na rezystorze pętli prądowej. Jest nadrzędne względem sprzężenia od sygnału napięcia wyjściowego zasilacza.
Tranzystory impulsowe pozostawmy na boku, zarówno BJT jak i MOSFET bo to inna bajka również pod wzlędem projektowania układów z nimi. Zaproponowałem tranzystory MOSFET, które są nadal produkowane przez wielu producentów podobnie jak leciwe 2N3055 i cała masa innych "starych" układów nie wyłączając LM723, TL494, TL431,... . Nie rozumiem zarzutów, czyżby zaproponowane typy były niewłaściwe funkcjonalnie?
Przyznam, że nie projektuję rzeczy "na czuja" lecz robię to "akademickim" sposobem, bez względu na to czy to powód do wstydu, może w Polsce? Licząc to co jest do policzenia i wybierając takie elementy jakie są z pewnych względów najoptymalniejsze. Dlatego zaprojektowany układ będzie posiadał już na etapie kartki papieru np. odpowiedni zapas stabilności zależnie od warunków układów ciągłych czy dyskretnych oraz ustaloną z góry odpowiedź impulsową na zmianę obciążenia i podobne. Analizę najgorszego przypadku też robię.
Bardziej w tym przypadku tego zasilacza zastanawiałbym się nad problemem wykonania w poprawny sposób układu chłodzenia bo ot tego elementu zależy punkt pracy zastosowanego tranzystora.

Niech kolega zastanowi się najpierw nad budową tranzystora Mosfet i ich ograniczeniach, właściwie wynikających z ich budowy. Proszę też nie porównywać obciążenia aktywnego ze źródłem prądowym lub napięciowym a takimi cechami charakteryzują się zasilacze. Ich budowa narzuca pewne ograniczenia a jednym z nich jest obszar SOAR tranzystora, nie tylko końcówki mocy ale też sterującego lub we wzmacniaczu operacyjnym. Nie są tu wyjątkiem zasilacze liniowe ale także impulsowe. Zaprojektowanie zasilacza liniowego jest banalnie proste, ale impulsowego już nie aż tak. O ile w zwykłych tranzystorach tranzystorach mocy praktycznie jedynym parametrem jest obszar SOAR który natabene można w pewnych warunkach przekroczyć, to w tranzystorach typy Mosfet dochodzą inne problemy. Jednym z nich jest głownie pojemność bramki którą po każdym naładowaniu trzeba w odpowiedni sposób szybko rozładować nie pogarszając parametrów odpowiedzi impulsowej. A to ona odpowiada w głównej mierze za parametr ZTC. Tranzystor taki ( z przeładowana bramką ) staje się taki jak zwykły tranzystor wychodzący po za obszar SOAR co powoduje przebicie wsteczne i szybką śmierć Tranzystora.