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

Napięcie przebicia kolektor - baza

18 Sty 2019 11:26 546 31
  • Poziom 26  
    Witam serdecznie,
    Chcę zrobić zasilacz do pewnego układziku, ale taki żeby straty mocy były jak najmniejsze. Zasilanie jest ze źródła o małej mocy i napięcie silnie zależy od obciążenia.
    Zastosowałem na początek równoległą diodę Zenera (5.1 V) i napięcie jest na wyjściu ok ale pobór prądu ok. 50 mA to za dużo.
    Zastosowałem tranzystor w klasycznym połączeniu stabilizatora.
    I tu nadal jest problem. Mała rezystancja opornika kolektor - baza powoduje duży prąd na diodę Zenera, a zwiększenie rezystancji objawia się przebiciem złącza kolektor - baza i znowu duży prąd na diodę.
    I tu pytanie bo w żadnym katalogu nie znalazłem informacji. Jak znaleźć napięcie przebicia złącza kolektor - baza , ewentualnie jak się ono ma do napięcia przebicia kolektor - emiter ?
    Jaki tranzystor dobrać.
    Napięcie źródła bez obciążenia 200 V
    Przy obciążeniu 50 mA napięcie ok 10 V
    Napięcie wymagane na wyjściu 5 V
    Pobór prądu przez układ max. 10 mA
    Z góry dziękuję za wszelkie porady.
  • Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Mała rezystancja opornika kolektor - baza powoduje duży prąd na diodę Zenera, a zwiększenie rezystancji objawia się przebiciem złącza kolektor - baza i znowu duży prąd na diodę.
    W poprawnie dobranym tranzystorze złącze C-B nie powinno przebijać, w katalogach maksymalne napięcie Ucb jest zawsze większe od Uce, napięcia przebicia są jeszcze o kilkadziesiąt woltów wyższe od napięć granicznych z katalogu.
    Opornik jest równolegle do złącza C-B więc raczej nie ma prawa wpływać na przebicie lub jego brak, no chyba że napięcie bez obciążenia tak bardzo wzrasta.

    Moim zdaniem problem polega na tym że masz szeroki zakres napięć wejściowych i opornik dobrany dla minimalnych napięć jest za mały przy najwyższych, jeśli tak to zamień diodę Zenera na układ scalony wymagający mniejszych prądów, a rezystor na źródło prądowe.
  • Poziom 27  
    Zmniejsz napiecie wejściowe z tych 200V przez układ opornik - DZ do paręnastu woltów.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Zamiast tranzystora może lepiej L7805
  • Poziom 15  
    Małe straty to przetwornica impulsowa. Może zasilacz od telefonu sprawdzi się w tym zadaniu?
  • Poziom 43  
    jozgo napisał:
    Zmniejsz napiecie wejściowe z tych 200V przez układ opornik - DZ do paręnastu woltów.
    Autor napisał że che ograniczać straty mocy, więc proponujesz jedno z najgorszych rozwiązań, co z tego że najprostsze.
  • Poziom 26  
    Dziękuję za wskazówki. Spróbuję dobrać jakiś tranzystor na wysokie napięcie CE.
    jozgo napisał:
    w katalogach maksymalne napięcie Ucb jest zawsze większe od Uce

    Ale jak napisałem nie ma w katalogach napięcia Ucb, a swoję drogą chyba ono nie może być większe od Uce (Ucb=Uce-Ube ?).
    Zastosowanie stabilizatora scalonego niestety odpada ze względu na szeroki zakres napięć wejściowych.
  • Poziom 15  
    Jak najbardziej Ucb jest wyższe od Uce z jednej prostej przyczyny - przy bazie wiszącej w powietrzu prąd wsteczny złącza BC musi płynąć przez emiter, co powoduje przewodzenie tranzystora. W katalogach Ucb jest wyższe o ok. 20V od Uce.
    Mógłbyś zastosować równolegle do diody tranzystor PNP. Kolektor do masy, emiter do rezystora szeregowego połączonego ze źródłem zasilania i baza do diody zenera. Prawie cała moc powinna wytracić się w tranzystorze i rezystorze szeregowym lub obciążeniu. Ze sprawnością będzie w dalszym ciągu słabo.
    Przy układzie z tranzystorem NPN jako wtórnikiem trzeba byłoby zadbać o jakieś minimalne obciążenie wyjścia, żeby obniżyć napięcie wejściowe na rezystancji wewnętrznej źródła zasilania lub na dodatkowym rezystorze.
  • Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Spróbuję dobrać jakiś tranzystor na wysokie napięcie CE.
    No bez jaj, masz 200V i nie użyłeś tranzystora Uce(max)>200V?
    koczis_ws napisał:
    Ale jak napisałem nie ma w katalogach napięcia Ucb
    Jakieś przykłady, bo ja nie pamiętam żeby którykolwiek tranzystor nie miał tego w katalogu.
    koczis_ws napisał:
    a swoję drogą chyba ono nie może być większe od Uce (Ucb=Uce-Ube ?).
    Ucb(max) zawsze większe od Uce(max)
    Napięcie przebicia kolektor - baza
  • Poziom 15  
    A jakby prąd diody przepuścić przez bazę i między nią a emiter umieścić rezystor taki, żeby np. przy 10mA odkładało się na nim 600mV?
  • Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Pobór prądu przez układ max. 10 mA
    A prąd wyjściowy? Sądzę że z poborem prądu stabilizatora poniżej 2mA da się zejść tylko zamiast diody Zenera musi być scalone źródło napięcia odniesienia.
    koczis_ws napisał:
    Napięcie źródła bez obciążenia 200 V
    Przy obciążeniu 50 mA napięcie ok 10 V
    Jeśli źródło można zamodelować E=200V Rw=3800Ω to maksymalne straty mocy to 10,5W tracone w źródle przy zwarciu. Maksymalne do wytracenia w układzie i obciążeniu jest 1/4 z tego czyli 2,6W przy prądzie 25mA.

    Dodano po 3 [minuty]:

    ICL7660 napisał:
    A jakby prąd diody przepuścić przez bazę i między nią a emiter umieścić rezystor taki, żeby np. przy 10mA odkładało się na nim 600mV?
    A co chcesz uzyskać, bo nie nadążam.
  • Poziom 15  
    Taki tam wzmocniony stabilizator równoległy. Tranzystor NPN pełniłby rolę regulowanego obciążenia. Jak na rysunku poniżej.

    Napięcie przebicia kolektor - baza
    W układzie można zastosować tranzystor na niższe napięcie i to chyba jedyna zaleta w tym wypadku.
  • Poziom 43  
    ICL7660 napisał:
    Taki tam wzmocniony stabilizator równoległy. Tranzystor NPN pełniłby rolę regulowanego obciążenia.
    Jeśli źródło ma tak dużą rezystancję wewnętrzną i nie martwimy się o straty mocy w źródle to może być dobre rozwiązanie, w końcu do wytracenia było by tylko 0,25W.

    BTW MJE340 to dosyć popularny tranzystor średniej mocy na 300V, jeśli ktoś chciał by robić stabilizator szeregowy na 200V
  • Moderator Projektowanie
    koczis_ws napisał:
    jak napisałem nie ma w katalogach napięcia Ucb

    Cytując klasyka - "jak nie ma, jak jest?"
    Czasem nie podawano maxUce, ale jeśli podawano max napięcia to na pewno podawano maxUcb.
    To prosty układ i warto zrobić go tak, aby się jak najmniej grzał, dlatego zamiast diody Zenera użyć np. TL431 ustawiony na 5,7V ale TL431 zasilać z prostego źródła prądowego 1,3mA (dwa oporniki +dwa pnp w tym jeden wysokonapięciowy np. MPSA92) a jako tranzystor szeregowy npn - MJE340 na radiatorze (moc strat ok. 1,5W) albo nawet słabszy MPSA42 - ale zasilany przez opornik ok. 1,5k/3W - szacowane na podstawie:
    koczis_ws napisał:
    Napięcie źródła bez obciążenia 200 V
    Przy obciążeniu 50 mA napięcie ok 10 V

    TL431 pracuje poprawnie już z prądem 0,8mA (a nie kilka mA jak byle dioda Zenera) a źródło prądowe zastabilizuje ten prąd niezależnie od wartości Uwe. Prąd bazy szeregowego npn <0,5mA, więc prąd źródła wystarczy 0,8+0,5=1,3mA.
    Tym sposobem pobór prądu przez sam stabilizator wyniesie tylko ok. 1,5mA.
    A zamiast TL431 można użyć np. LM4041 który ma pobór prądu <0,1mA i "zaoszczędzić" kolejne 0,7mA.
  • Poziom 26  
    No i się rozwiązało. Zastosowałem tranzystor C2551 (Uce 300 V) i normalny wtórnik z diodą Zenera i jest ok. Rezystor do bazy 100 kom. Pobór prądu przez sam stabilizator ok. 2 mA co jest dla mnie satysfakcjonujące (poprzednio z samą diodą Zenera 50 mA).
    Myślę, że temat można zamknąć.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    No i się rozwiązało. Zastosowałem tranzystor C2551 (Uce 300 V) i normalny wtórnik z diodą Zenera i jest ok. Rezystor do bazy 100 kom.
    Sprawdzałeś stabilność napięcia pod przy zmianach obciążenia i napięcia wejściowego? Dioda Zenera w zakresie tak małych prądów nie ma dobrych parametrów. 2mA przy 200V a przy 10V 50uA nie starczy nawet na prąd bazy, a co dopiero dla Zenera.
  • Poziom 15  
    Prąd diody zwiększyć do 5mA i dodać trochę na prąd bazy, który zależy od wzmocnienia tranzystora i wymaganego prądu wyjściowego.
    Dla pewności sprawdź katalogu jaki przy jakim prądzie dioda zeneruje.
    Opis konstruowania zasilaczy jest np. tutaj Zasilacze parametryczne.
  • Poziom 26  
    Autor napisał:
    Napięcie źródła bez obciążenia 200 V
    Przy obciążeniu 50 mA napięcie ok 10 V


    Teraz prąd pobierany razem z obciążeniem wynosi 5 mA i napięcie źródła spada do ok. 180 V, więc jest dobrze.
    Napięcie wyjściowe jest stabilne. Te impulsy 10 mA pokrywa kondensator za stabilizatorem.
  • Specjalista elektronik
    To można było zrobić tak: ograniczać prąd opornikiem, ładować kondensator i równolegle do niego mieć podłączoną diodę Zenera, żeby nie naładował się do zbyt wysokiego napięcia; z kondensatora zasilać stabilizator, który przypilnuje, żeby przy tych impulsach napięcie wyjściowe pozostawało stałe.
  • Poziom 26  
    _jta_ napisał:
    To można było zrobić tak: ograniczać prąd opornikiem, ładować kondensator i równolegle do niego mieć podłączoną diodę Zenera

    Spróbowałem, ale niestety zasilany układ nie działał prawidłowo. Musi być tranzystor, który daje lepszą wydajność prądową.
  • Specjalista elektronik
    A jak właściwie wygląda twój układ? Tranzystor sam z siebie prądu nie dostarczy.
  • Poziom 26  
    Tranzystor zasila mój układ a dzięki małej rezystancji potrafi podać piki prądowe, podczas gdy rezystor nie.
    Układ jest zasilany z sieci 230 V AC przez kondensator 220 nF i mostek prostowniczy. Za mostkiem jest kondensator 100 nF i rezystor 100 kOM rozładowujący. Tak wygląda zasilacz. Potem jest ten stabilizator napięcia 5 V do zasilania układu. No i tu są schody. No bo jest dobrze, ale mam nadzieję że nie beznadziejnie :D
    Chyba przedwcześnie uruchomiłem fanfary o zamknięciu tematu bo jest drobny problem.
    Poprzednio układ działał prawidłowo (stabilizowanie jedynie diodą Zenera) ale pobór prądu z sieci, mierzony miernikiem cęgowym, wynosił ok. 50 mA. To dużo bo to daje jakieś 10 VA mocy. Dlatego postanowiłem to zmienić. Zastosowałem stabilizator szeregowy z tranzystorem i prąd pobierany z sieci spadł do ok. 12 mA co jest już ok. bo to nieco ponad 2 VA.
    Ale, zauważyłem, że zasilacz zaczął się grzać na biegu jałowym, bez obciążenia. Po przeanalizowaniu i obliczeniach wyszło mi, że to normalne.
    Poprzednio pobór prądu 50 mA a napięcie wyjściowe 5 V czyli moc tracona na diodzie Zenera to :
    50 mA x 5 V = 250 mW
    Teraz napięcie na wejściu zasilacza 195 V czyli napięcie Uce na tranzystorze to 195 - 5 = 190 V a moc na nim : 190 V x 5 mA = 950 mW a na rezystorze kolektor baza ( 22 kOM) :
    190 V x 8 mA = 1.6 W.
    Czyli ma prawo się grzać.
    No i teraz wyszedł paradoks. Mniejszy pobór prądu z sieci ale większa moc tracona ???
    Nie wiem co robić spróbuję zmniejszyć pojemność kondensatora w zasilaczu, ale to jutro bo już mi się oczka przymykają.
  • Poziom 15  
    Użyj zasilacza do telefonu. Oda 5V i 0.5 do 1.0 A prądu.
  • Moderator Projektowanie
    No i wyszło szydło z worka.
    koczis_ws napisał:
    Za mostkiem jest kondensator 100 nF i rezystor 100 kOM rozładowujący. Tak wygląda zasilacz.

    Źle - gdzie filtr tętnień?
    koczis_ws napisał:
    Napięcie źródła bez obciążenia 200 V

    Skąd to wiadomo?- bo wg mnie masz tam ok. 300V z ogromnymi tętnieniami i zwykły woltomierz pokazuje "głupoty" w rodzaju "200V".
    A przede wszystkim nie rozumiesz zasady działania takiego zasilacza beztransformatorowego - w skrócie kondensator 220nF ustala prąd (prawie go stabilizuje) na wartości ok. 15mA - i ten prąd musi tam płynąć, a więc wyjście zasilacza musi być obciążone. W zależności od wartości obciążenia Robc zmienia się Uwy =Robc x 15mA - to w dużym skrócie.
    Zmień 100nF na 100mikroF, równolegle dioda Zenera 5V1 i gotowe. Uprzedzając pytanie - bez opornika ograniczającego prąd diodzie.
    Aha, przed kondensatorem 220nF należy wstawić szeregowo opornik ok. 200 Ohm/moc min. 0,5W, równolegle do 220nF dwa połączone szeregowo 1M/0,5W (te dwa ostatnie do rozładowania 220nF gdy odłączysz to od sieci - aby nie kopał).

    Kolejny temat, w którym autor wprowadza w błąd pomagających, bo mu się zdaje że "ogarnia temat", podczas gdy nic nie rozumie, nie umie opisać problemu ani zadać pytania.
  • Specjalista elektronik
    pobór prądu z sieci, mierzony miernikiem cęgowym, wynosił ok. 50 mA. To dużo bo to daje jakieś 10 VA

    10VA to nie jest 10W - to 10VA to głównie moc bierna - a i sam wynik 50mA jest dziwny, bo

    Układ jest zasilany z sieci 230 V AC przez kondensator 220 nF i mostek prostowniczy.

    a przez 220nF podłączone do 230V~ popłynie 15.9mA - więc skąd się bierze 50mA? Być może np. w kondensatorze występuje przebicie i możesz oczekiwać efektów "pirotechnicznych".

    No i teraz wyszedł paradoks. Mniejszy pobór prądu z sieci ale większa moc tracona ???

    W układzie z kondensatorem tak jest. Z kondensatorem 220nF powinieneś uzyskać z mostka prąd 14.3mA (średni) przy zwarciu, a im większe jest napięcie na obciążeniu, tym mniejszy prąd, za to większa moc czynna, aż do napięcia około 200V (raczej ponad 200V) na obciążeniu.

    Za mostkiem jest kondensator 100 nF i rezystor 100 kOM rozładowujący.

    To przy obciążeniu masz ogromne tętnienia, a bez obciążenia napięcie sięgające 300V na tym kondensatorze (o ile nie dasz tam diody Zenera).

    A jakie są wymagania co do prądu pobieranego z tego zasilacza i co do tętnień?

    Obecnie można kupić używany zasilacz w cenie poniżej 5zł. I w odróżnieniu od układu z kondensatorem ma separację od sieci, nie grozi porażeniem.
  • Moderator Projektowanie
    _jta_ napisał:
    a przez 220nF podłączone do 230V~ popłynie 15.9mA - więc skąd się bierze 50mA?

    Prawdopodobnie nieprawidłowe pomiary.
    Aha - kondensator 220nF powinien być na 230VAC, "od biedy" zwykły ale polipropylenowy 630V.
  • Poziom 26  
    Z punktu widzenia działania całości inny niż ten zasilacz z kondensatorem odpada.
    trymer01 możesz spać spokojnie, kondensator jest na 400 V AC, przystosowany do takiej pracy i jest też opornik szeregowy .
    Pobór prądu, który podałem był mierzony miernikiem cęgowym. Czy jest prawidłowy ? Chyba tak bo jak mierzyłem prąd płynący przez żarówkę 25 W to pokazywał 0.1 A. A ta sama żarówka połączona szeregowo z moim układem lekko żarzyła.
    Tętnieniami nie muszę się przejmować bo filtrowanie jest dalej i tak jak napisałem układ działa prawidłowo.
    _jta_ z tego co wiem to moc prądu przemiennego podaje się w VA a nie w W.
    Ogólnie dziękuje za porady, spróbuję je wykorzystać. Tyle, że cały układ jest "trochę" nietypowy ale więcej szczegółów nie mogę podać.
  • Specjalista elektronik
    _jta_ z tego co wiem to moc prądu przemiennego podaje się w VA a nie w W.

    To zależy, jaką moc masz na myśli. Zobacz w Wikipedii Moc pozorna.

    Wygląda na to, że pojemność tego kondensatora jest dużo większa od 0.22uF - może źle odczytałeś, może jest źle oznakowany.
  • Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Pobór prądu, który podałem był mierzony miernikiem cęgowym. Czy jest prawidłowy ? Chyba tak bo jak mierzyłem prąd płynący przez żarówkę 25 W to pokazywał 0.1 A. A ta sama żarówka połączona szeregowo z moim układem lekko żarzyła.
    Na jakim zakresie? ta 5 byłą na ostatniej cyfrze? Mimo twojego dobrego samopoczucia, jeśli teoria z praktyką rozmija się o 315% to coś tu jest do kitu, miernik, kondensator albo "metrolog", czwartej opcji nie ma.

    koczis_ws napisał:
    Tyle, że cały układ jest "trochę" nietypowy ale więcej szczegółów nie mogę podać.
    Zasilacz beztransformatorowy to nic nietypowego, wk..a mnie jak ktoś nie ogarnia układu i zamiast opisać problem, cedzi słowa i zasłania się tajemnicą handlową, bo po pierwsze w każdym projekcie można wyróżnić rozwiązania autorskie których jest może 10% i te szablonowe 90% powtarzające się w setkach projektów, które tajemnicy nie stanowią*, po drugie kumaty człowiek przedstawi problem sprawnie omijając rozwiązania autorskie bez pieprzenia o tym czego nie może podać, po trzecie ktoś płaci za twoje pracę wierząc że zatrudnił osobę kompetentną do wykonywania pracy profesjonalnie za pieniądze, a tu ... widzimy na jak podstawowym poziomie masz problemy, chyba ktoś został oszukany.

    Znam kilka sprytnych rozwiązań, ale oczywiście takie nastawienie autora, przekonuje mnie że w tym wątku nie powinienem ich ujawniać bo wyjdę na naiwniaka, starczy że prostuję oczywiste błędy.


    *tylko fachowiec będzie umiał odróżnić autorskie od szablonowych.
  • Poziom 26  
    Dobra, zamykam temat bo projekt odstawiam do lamusa na bliżej nie określoną przyszłość.
    Mam teraz wiele ważniejszych spraw na głowie.
    Dziękuję wszystkim za cenne wskazówki, które przydadzą się pewnie nie tylko mi.
  • Poziom 43  
    koczis_ws napisał:
    Dobra, zamykam temat...

    Jednak nie zamknąłeś mimo obietnicy.