Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

[Solved] Jak zrobić zabezpieczenie z diodą Zenera? Problem z uszkadzaniem się LTV3120.

Szymon 17 Dec 2021 21:30 537 20
Altium Designer Computer Controls
  • #1
    Szymon
    Level 20  
    Może banalne pytanie, ale mam pewien problem, któremu muszę sprostać. Mam płytkę z mikrokontrolerem, który załącza układy LTV3120. Te LTV mają prąd wyjściowy w piku 2,5 A. Do jednego z LTV podłączony jest elektromagnes, który z programu musi wykonywać 3 szybkie impulsy w ciągu 0,5 s z przerwą 5-sekundową. Niestety po jakimś czasie te LTV się uszkadzają ze względu na samoindukcję cewki. Założyłem już diody 1N4007, ale z lekką poprawą. Czy może ktoś mi pomóc, jak mogę zrobić zabezpieczenie dodatkowo z diodą Zenera jak na rysunku poniżej? Zapewne nie obędzie się to bez obliczeń - co muszę przyjąć? Jedyny parametr, jaki na szybko mogę podać, to ten, że elektromagnes jest na 24 V=. No chyba że można zastosować jakieś inne rozwiązanie, które zapewni mi bezpieczne działanie całości. Niestety muszę dodać, że nie mam zbyt dużo miejsca na modyfikacje na płytce, gdyż to jest gotowy układ.
    [28-30.06.2022, targi] PowerUP EXPO 2022 - zasilanie w elektronice. Zarejestruj się za darmo
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    jarek_lnx
    Level 43  
    Pojedyncza dioda jest bardzo skuteczna, diody Zenera i rezystory, albo gasiki RC stosuje się aby przepięcie nie zostało zgaszone całkowicie - powstanie przepięcia umożliwia szybszy zanik prądu w cewce po wyłączeniu co czasem jest przydatne.

    Dlaczego u ciebie diod może nie działać? albo przepięcia powstają na indukcyjności pasożytniczej pozostałego obwodu, albo używasz za wolnej diody.
  • #3
    mapietroszek
    Level 9  
    Może spróbować pozostawić diody a na zasilaniu elektromagnesu założyć dodatkowo filtr rdzeń ferrytowy spróbować warto . U mnie do zabezpieczenia UPS który sacilał silnik pomogło.
  • #4
    CYRUS2
    Level 42  
    Szymon wrote:
    Założyłem już diody 1N4007 ale z lekką poprawą.

    Wiec o co chodzi ?
    Po co kolega "kombinuje" z dodą zenera ?
    jarek_lnx wrote:
    Dlaczego u ciebie diod może nie działać? albo przepięcia powstają na indukcyjności pasożytniczej pozostałego obwodu, albo używasz za wolnej diody.
    Autorowi pewnie przeszkadza wydłżony czas odpuszczenia elektormagnesu.
    Quote:
    który z programu musi wykonywać 3 szybkie impulsy
  • #5
    Szymon
    Level 20  
    No właśnie w tym problem , że niestety standardowe wykorzystanie diody jako gasik nie jest w stanie zabezpieczyć przed powstałą indukcyjnością na cewce. Jak wspomniałem dioda 1N4007 nie zdaje do końca rezultatu. Jedyne co przychodzi mi do głowy to fakt taki że tak szybkie impulsy wprowadzają cewkę w samoindukcję co powoduje generowanie napiecia wstecznego w stronę LTV. No i za djabła nie mogę tego rozgryźć jak układ zabezpieczyć. Chyba że spróbować założyć szybką diodę ? Tylko jaką ? Może Schottkiego albo Transil tylko pytanie co byście założyli i o jakich parametrach

    Czas odpuszczenia jest ok.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #6
    mam_pytanie
    Level 20  
    LTV3120:
    Jak zrobić zabezpieczenie z diodą Zenera? Problem z uszkadzaniem się LTV3120.
    Nota bene, coś mi się zdaje, że albo zamieniono mosfety miejscami, albo ten na dole też powinien być typu N.
    Tak, czy inaczej, wprawdzie nie narysowano, ale jeśli zmierzysz sprawny układ, zobaczysz, że dioda gasząca między wyjściem i zasilaniem już w jego strukturze jest. A także druga - między GND i wyjściem.
    Poza diodą/ -ami, pochodzący od SEM samoindukcji prąd popłynie też przez "górny" tranzystor.

    Za jarek_lnx, obstawiałbym działanie indukcyjności pasożytniczych. Obwód gaszący w obecnej konfiguracji nie załatwia sprawy przepięcia np. w przewodzie lub ścieżce masy, gdzie też następuje szybki zanik prądu. Powstały tam impuls napięcia doda się do zasilania. Jeśli bezpośrednio przy LTV nie umieszczono kondensatora blokującego lub ten uległ uszkodzeniu, może być znaczący (patrz uwaga w datasheet). A transoptor wytrzymuje tylko 30V.

    Nie wiadomo nic o charakterze uszkodzeń - czy i który mosfet ulega przebiciu, czy też "wysiada" logika scalaka.
    Jak by nie było, prawdopodobnie należy spowolnić zanik prądu w obwodzie.
    Układ pt. " snubber RC" dobrany wg nomogramu lub kalkulatora, transil na wyjściu, wspomniany kondensator blokujący między Vcc i GND (jeśli nie ma lub zepsuty) - coś powinno pomóc.
    Jak zrobić zabezpieczenie z diodą Zenera? Problem z uszkadzaniem się LTV3120.
    Ale najpierw chyba oscyloskop i obserwacja, co się dzieje.
  • #7
    Szymon
    Level 20  
    Dzięki za info co do uszkodzeń to już nie jestem w stanie stwierdzić bo wybuchnięty LTV poleciał do śmieci. Nowe LTV będę miał poniedziałek z TME więc pomierzę. Indukcję pasożytniczą też wykluczyłem bo gasik również zakładałem na samej cewce aby wykluczyć buforowanie energii na przewodach i bez zadowalojącego efektu.

    Jedyne co to w przypadku "wybuchu" bo tak to można nazwać ( układ aż się rozpadnie ) wnioskuję , że logika nie uszkadza się bo uwalony byłby mikrokontroler a padają tylko same tranzystory ,ale który lub oby dwa nie powiem bo nie jestem już w stanie tego już sprawdzić.

    Układ na wyjściu to czysty golas , obciązony tylko cewką elektromagnesu. Konstruktor prawdopodobnie nie wziął pod uwagę indukcji i to był błąd. Rzeczywiście mój błąd , że nie spojarzałem na datasheet w konfiguracji. W moim przypadku brakuje kondensatora blokującego oraz obwodu RC i jak kolega mam_pytanie zasugerował dołożę transil dwukierunkowy 30V . Myślę , że w końcu na dobrej drodze jestem :) dzięki za pomoc . Dam znać o efektach.
  • #8
    CYRUS2
    Level 42  
    Schemat post #1.
    Tam jest tranzystor 2N3904 - to tranzystor na prąd maksymalny 200mA.
    Nie nadaje się do sterowania elektromagnesu 2,5A.
  • #9
    jarek_lnx
    Level 43  
    Kolega powyżej udzielił bezużytecznej odpowiedzi, ale dzięki niemu przyjrzałem się dokładnie czego autor używa - LTV3120, to driver MOSFETów, czyli nic zaskakującego się nie dzieje, gdyby nie ulegały spaleniu przy takim katowaniu było by to dziwne.
  • #10
    Szymon
    Level 20  
    Tak co prawda nie ja używam LTV3120 tylko konstruktor płytki PCB takowe zastosował, prąd 2.5A to max w piku natomiast przy pracy ciągłej dla tego układu to 2A , elektromagnes jest 15W więc teoretycznie nie powinno być problemu przy napięciu 24VDC a jednak problem jest ze względu na częstotliwość cyklu załącz / wyłącz. Rysunek z tranzystorem jest poglądowy dotyczący rodzaji flybacka mi chodzi o możliwość zastosowania diody Zenera ale kolega mam_pytanie mnie oświecił aby przejrzeć całego datasheeta i się w głowie rozjaśniło. Zobaczymy co z tego się wykluje 😀
  • #11
    jarek_lnx
    Level 43  
    Szymon wrote:
    Tak co prawda nie ja używam LTV3120 tylko konstruktor płytki PCB takowe zastosował, prąd 2.5A to max w piku natomiast przy pracy ciągłej dla tego układu to 2A ,
    Drivery MOSFET/IGBT rzadko kiedy mają podane prądy ciągłe tak i w tym przypadku, nie ma tam prądu ciągłego wszystko dla impulsów 10us.
    Jak driver ma szczegółową dokumentację to prąd ciągły można sobie wyliczyć, ale w tym przypadku nie ma wymaganych informacji.

    Ponieważ driver ma wyjście push-pull to dioda zabezpieczająca nie jest potrzebna, dioda pasożytnicza drugiego klucza zabezpiecza. Nawet jak użyjesz modyfikacji schematu z pierwszego postu to nic się nie zmieni, bo schemat nie odpowiada układowi który masz w rzeczywistości.

    Niech konstruktor zamieni go na jakiegoś optomosa albo za driverem dołoży MOSFETa i zapuści produkcję płytek od nowa.
  • #12
    Szymon
    Level 20  
    Ok a co jakbym na wyjściu podpiął przekażnik ssr ? np. 10A ? Bo w większości wypadków w środku ma mosfeta. Tylko nie mogę zrozumieć czemu moduł opisywany jako IGBT/ Mosfet tym bardziej Driver trzeba i tak dozbrajać w dodatkowe tranzystory ? Więc konstruktor chyba miał dobre intencje ale praktyka pokazuje co innego.
  • #13
    jarek_lnx
    Level 43  
    Driver MOSFET/IGBT przeładowuje pojemności, prąd płynie krótko, użyty zgodnie z przeznaczeniem nie ma się jak uszkodzić do puki tranzystor jest sprawny. Ciągły prąd obciążenia to zupełnie inna sytuacja.

    Szymon wrote:
    Tylko nie mogę zrozumieć czemu moduł opisywany jako IGBT/ Mosfet tym bardziej Driver trzeba i tak dozbrajać w dodatkowe tranzystory ?
    To nie jest IGBT, ani MOSFET ani driver ogólnego zastosowania, to jest "driver do bramek MOSFETów lub IGBT", kiedy używasz MOSFETa i chcesz go szybko przełączać potrzebny ci driver.
  • #14
    Szymon
    Level 20  
    Ok już jaśniej się mi robi czasem dobrze się dopytać :D a co myślisz o przekaźniku SSR ? jak podłączę pod wyjście tego LTV ? Bo naprawdę już nie mam gdzie się dodatkowo wcisnąć z czymkolwiek na płytkę a w maszynie jest trochę miejsca i mógłbym zaimplementować takiego SSR'a
  • #15
    mam_pytanie
    Level 20  
    Quote:
    Indukcję pasożytniczą też wykluczyłem bo gasik również zakładałem na samej cewce aby wykluczyć buforowanie energii na przewodach i bez zadowalojącego efektu.

    Rozładowujesz w ten sposób "na krótko" energię zgromadzoną w PM elektromagnesu.
    Pewna jej ilość jest też zmagazynowana w polu wokół przewodu masy, który również ma swoją indukcyjność. Dużo mniejszą, lecz przy prądzie rzędu 600 mA, zanikającym w ok. 50 ns, może być, że istotną. Chociaż, nie popadając w histerię przyznać należy, iż raczej dopiero przy indukcyjności niezbyt grubego przewodu o długości rzędu kilkudziesięciu cm.
    Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że kondensatory elektrolityczne "na zasilaniu" płytki nie blokują tego rodzaju szpilek, a ceramicznych często jest na niej jak na lekarstwo. Wtedy ww. długość "masy" staje się realna, zaś jej indukcyjność problematyczna.
    Pojawiającej się tam szpilki napięcia, dioda gasząca nie wyeliminuje, gdziekolwiek by jej nie umieścić.
    W Twoim przypadku, minus takiego piku wyjdzie przy końcówce GND ukladu LTV, zaś plus, przy minusie źródła zasilania.
    W ten sposób między końcówkami GND i Vcc przez moment pojawi się suma napięć: zasilającego i wyindukowanego na masie.
    Podobne zjawisko wystąpi również na wspólnym dla cewki i scalaka, odcinku przewodu plusowego (jeśli taki odcinek jest). I też się z pozostałymi zsumuje.
    Bezindukcyjny kondensator blokujący, zamontowany tuż przy LTV, niejako zewrze ten szybkonarastający impuls napięcia.
    Im więcej takich, rozlokowanych po całej płytce (oczywiście bez przesady), tym lepiej - skracają długość ścieżek, po których "biegają" zakłócenia (od)impulsowe.

    SSR drogi. Nie prościej będzie zwykłego mosfeta?
  • #16
    kolo9
    Level 12  
    Gasik RC ma być na kluczu (jaki by nie był), przewody krótkie, a dioda SH o In≧Icewki, na cewce (u źródła samoindukcji i zakłóceń). Wtedy będzie dobrze.
    Czasem warto oddzielić zasilanie sterownika dodatkową diodą+filtr RC.
  • #17
    CYRUS2
    Level 42  
    jarek_lnx wrote:
    LTV3120, to driver MOSFETów, czyli nic zaskakującego się nie dzieje, gdyby nie ulegały spaleniu przy takim katowaniu było by to dziwne.
    Szymon wrote:
    Niestety muszę dodać, że nie mam zbyt dużo miejsca na modyfikacje na płytce, gdyż to jest gotowy układ.
    Dodać dodatkowa płytkę.
  • #18
    Szymon
    Level 20  
    I tu sedno problemu , założę dodatkową płytkę na na płycie montażowej z mosfetem. Tyle że muszę szukać coś z p-mosfetem bo musze i tak zrobic w oryginale . Czyli napięcie sterownicze +24v i napięcie jakby powiedzieć mocy to też +24v. No chyba że utnę napięcie sterownicze rezystorem i po kłopocie.
  • #19
    CYRUS2
    Level 42  
    Szymon wrote:
    Tak co prawda nie ja używam LTV3120
    Więc narysuj schemat jak steruiesz elektromagnes ze swojej płytki.
    Szymon wrote:
    Tyle że muszę szukać coś z p-mosfetem bo musze i tak zrobic w oryginale .
    Tego - dlaczego p-mosfet - nie rozumiem.
  • #20
    Szymon
    Level 20  
    Dlaczego p-mosfet ponieważ wszędzie jest wspólna masa. Ja musze sterować ektromagnes potencjałem dodatnim. Co że nie ja tzn. nie jest to mój wytwór tylko ktoś tak zbudował. Ale myślę że możemy dać na razie na wstrzymanie tematu ponieważ byłem dziś sprawdzić po wymianie LTV i znalazłem przyczyne na linii zasilającej elektromagnes. Okazało się że przewody były połączone kostką łączeniową i przewody nie miały tulejek izalacyjnych w korycie kablowym. Dodatkowo ułożone są przewody do czujników temperatury w oplocie ekranowym . Żyła dodatnia , która wychodzi właśnie spod tego LTV była prawie na zwarciu z tym ekranem i to mogłobyć przyczyną bo nie zawsze ten LTV się uszkadzał czasem to było kilka m-cy czasem od razu. Myślę że drgania maszyny powodowały poruszanie przewodów co powodowało zwarcie i uszkadzanie LTV. I czasem się sprawdza powiedzenie że trzeba nos wsadzić wszędzie 😀. Zamykam temat . Wesołych świąt.
  • #21
    Szymon
    Level 20  
    Dlaczego p-mosfet ponieważ wszędzie jest wspólna masa. Ja musze sterować ektromagnes potencjałem dodatnim. Co że nie ja tzn. nie jest to mój wytwór tylko ktoś tak zbudował. Ale myślę że możemy dać na razie na wstrzymanie tematu ponieważ byłem dziś sprawdzić po wymianie LTV i znalazłem przyczyne na linii zasilającej elektromagnes. Okazało się że przewody były połączone kostką łączeniową i przewody nie miały tulejek izalacyjnych w korycie kablowym. Dodatkowo ułożone są przewody do czujników temperatury w oplocie ekranowym . Żyła dodatnia , która wychodzi właśnie spod tego LTV była prawie na zwarciu z tym ekranem i to mogłobyć przyczyną bo nie zawsze ten LTV się uszkadzał czasem to było kilka m-cy czasem od razu. Myślę że drgania maszyny powodowały poruszanie przewodów co powodowało zwarcie i uszkadzanie LTV. I czasem się sprawdza powiedzenie że trzeba nos wsadzić wszędzie 😀. Zamykam temat . Wesołych świąt.

    Dodano po 17 [minuty]:

    Brak tulejek izolacyjnych na przewodach , które były w bliskim kontakcie z czujnikiem temperatury w oplocie ekranowanym dotykały się powodując zwarcie.