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

zabezpieczenie prądowe 15A mosfeta

20 Maj 2006 20:44 5676 32
  • Poziom 19  
    Witam kolegów

    mam problem z zabezpieczeniem prądowym mosfeta stosuję IRF640 i co jakiś czas pali się mimo zastosowania zabezpieczenia (pali się również zabezpieczenie) ,które widocznie działa źle, czy macie jakieś pomysły na proste i pewne zabezpieczenie ?
    moje zabezpieczenie ma jeszcze jedną wadę mosfet się mocno grzeje podczas ograniczania prądu (przypuszczam że z powodu czasowego nie domknięcia mosfeta) mój układ pobiera około 15A prądu, natomiast zabezpieczyć musze tranzystor przed zwarciem rezystancji obiążającej do zera, załączam schemat który stosuję obecnie

    dzięki Bogdan
  • Poziom 43  
    Witam,
    zanim coś Tobie odpowiem, to zadam kilka pytań pomocniczych:
    - jaka jest rezystancja (na obrazku jej nie widać) w obwodzie bramki MOSFET'a i kolektora T1 i jaka jest wartość napięcia sterującego?
    - na jakim radiatorze umieszczony jest ten MOSFET?
    - jaka jest wartość napięcia na drenie względem jego źródła tego MOSFET'a i jaka wtedy płynie wartość prądu??

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 19  
    bramka jest sterowana z 12V przez rezystor 100k
    radiator jest dość duży typu SK104 9K/W (TME)

    napięcie zasilające jest 150V prąd obciążenia płynie 15A ale tylko przez 3 ms z częstotliwością 10Hz

    patrząc na to jak się układ zachowuje to zabezpieczenie chyba działa za szybko (przy zbyt małym prądzie) bo gdyby działało jak należy to mosfet by się nie grzał ,zauważyłem to gdy wyjąłem zabezpieczenie wtedy tranzystor był zimny ale tranzystor pracuje na granicy wytrzymałości i musi być to zabezpieczenie, zresztą spaliłem już chyba 10szt tych tranzystorów przy próbach...
  • Poziom 43  
    mototest napisał:
    bramka jest sterowana z 12V przez rezystor 100k
    radiator jest dość duży typu SK104 9K/W (TME)

    napięcie zasilające jest 150V prąd obciążenia płynie 15A ale tylko przez 3 ms z częstotliwością 10Hz

    Witam,
    dziękuję za te informacje.
    Dla mnie to tu sprawa jest jasna jak słońce w zenicie i prosta jak drut wychodzący z przeciagarki (jak kto wie co to jest za maszyna) :roll:
    To jest efekt strat przełączania, bo ten układ sterowania bramki MOSFET'a jest na "wariackich papierach" (proszę bez urazy). Przy właściwym sposobie sterowania to ten tranzystor nie powinien praktycznie grzać się :D
    Poproszę jeszcze o schemat obwodu sterującego bramkę dla kompletu, oraz potwierdzenie, czy, jak ja to zrozumiałem, to sterowanie odbywa się dwustanowo:
    Zał - jest napięcie na bramce,
    Wył - napięcie spada do zera, ale jaka jest wtedy rezystacja do wspólnej masy?
    Jeszcze jedno (ostatnie) pytanie: co jest obciążeniem w drenie tego MOSFET'a, czysta rezystancja (tak jak jest to na schemacie podane), czy może indukcyjność, a może kondensator, jakiś, równolegle dołączony do rezystora?
    Obiecuję, iź w czasie nie dłuższym, jak 24 godziny, dam tu odpowiedź (poprawiony układ sterowania).

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 19  
    sterowanie jest jak na złączonym schemacie
    jest dwu-stanowe (załącz wyłącz) tak jak PWM

    ten układ ma trochę nietypowe zastosowanie ,(schemat narysowałem trochę inaczej) te 150 V to jest napięcie na elektrolicie który ten mosfet rozładowuje w czasie około 3ms (teoretycznie) i dlatego żeby mosfet się nie spalił musze ograniczyć ten prąd ,ale na razie nie znam pojemności tego kondensatora (będzie dość mała może 10-100uF, nie wiem)
    w zasadzie ta oporność obciążenia nie istnieje (jest tylko 0,1ohm z tego rezystora na schemacie) ten schemat narysowałem tylko poglądowo żeby pokazać jak zrobiłem zabezpieczenie prądowe

    załączam rzeczywisty schemat
  • Poziom 20  
    Hej

    Prąd rozładowania, w przedstawionym przez Ciebie ukłądzie to ok 6,5 A.Wynika to z przeliczenia J= U (0,65V)/(podzielic)R=0,1 ohm = 6,5....A
    jesli Tranzystorek wytrzyma, to nalezy dac dwa rezystorki rónolegle, (0,05oma...) wtedy ogranicznik zadzala przy prądzie ok 13A, lub nawet 3-4, ale wtedy trzeba dac równolegle dwa takie tranzystorki (pod warunkiem, że wytrzymuja 15-20 A/ szt, lub odpowiednio więcej....)

    pozdro
  • Poziom 19  
    widziałem taki układ oryginalny i jest taki jak na schemacie który załączyłem jednak ten oryginalny się nie grzeje, mało tego jest bez radiatora ,tam były dwa rezystory 0,05R szeregowo, ja zastosowałem jeden 0,1ohma czy to ma jakieś znaczenie ?? .poza tym tam były dwa rezystory blaszkowe ja zastosowałem ceramiczny . Nie wiem na jak długo jest załączany mosfet w oryginalnym urzadzeniu ale to chyba nie ma znaczenia.. Tranzystor wytrzymuje 18A w oryginale też jest R2 47k zamiast mojego 100k ale myślę że to również nie ma znaczenia.
  • Poziom 20  
    hej
    Nie wiem co widziałes, ale matematyka jest nieubłagana.....
    Wzór na prąd to U/ R...zatem, bardzo możliwe, że tranzysorek wykonawczy (bipolarny) automatyki jest DARLINGTONEM, a wtedy nie ma napięcia polaryzacji 0,65 V, a ok 1,3 V,
    Wtedy wzorek wygląda...J = U (1,3V)/ R (0,1 Ohm) = 13 A....
    Wartość rezystora R2 też ma znaczenie, i radze zastosować taką jaka jest w orygi9nale.
    Jesli jako wykonawczy automatyki będzie siedział klasyczny bipolar, to radzę dac jak poprzednio napisałem, dwa x 0,1 Ohm, równolegle.
    pozdro
  • Poziom 19  
    OK sprawdzę jaki był ten tranzystor z zabezpieczenia, bo nie odpisałem typu
  • Poziom 43  
    Witam,
    widzę, iż dyskusja się tu zaczęła. Ja mam tylko jedno pytanie do autora, a będę mógł dać jednoznaczną odpowiedź:
    - co ogranicza prąd ładowania tego kondensatora, lub inaczej, bo rozumiem, iż źródło energii z którego ładowany jest ten kondensator, to ma 150V jest raczej "sztywne", jaki jest tam element, bo znowu schemat nie odpowiada rzeczywistości.

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 29  
    Znacząco się różnią te dwa schematy od siebie ale niezależnie od tego to dopatruję się dwóch problemów mogących tutaj wystąpić:

    1. Na początku rozłatowywania kondensatora jest napięcie na tranzystorze 150V-Ur i przy prądzie 7A wydziela się (chwilowo) 150*7=1kW (Dość sporo) a jeśli to jednak tranzystor darlington to impilsowo moc przekracza 2kW !!! i to może uszkadzać tranzystor niedokońca otwarty (bo jest ograniczane otwarcie)...

    2. Zanim zadziała ograniczenie prądu na rezystorze może pojawić się napięcie (a jednocześnie na bazie tranzystora npn) dużo większe niż 0,65V co uszkadza ten tranzystorek a dalej resztę. Można ten problem łatwo wyeliminować stosując rezystor ograniczający prąd bazy np.1k...

    Proponowałbym jednak wywalić całkowicie tranzystorek ograniczający prąd a rezystor w źródle IRF'a dać 2omy o odpowiedniej mocy co ograniczy prąd max. do 75A co jest impulsowo dopuszczalne dla tego tranzystora gdy jest całkowicie otwarty a będzie ponieważ niema ograniczenia na bramce. Układ nie powinien się grzać ani palić choć nie wiem bo Nie napisałeś jakie są odstępy pomiędzy ładowaniem / rozładowaniem a to jest bardzo ważna informacja od której bardzo dużo zależy (zwłaszcza ciepło).

    Dodano po 17 [minuty]:

    Acha jeszcze jedno - Rezystor r2 dać najkorzystniej 270-330om/0,5W bo przy 100k tranzystor jest za powoli otwierany - oczywiście z dużą niekorzyścią dla niego !!!

    Dodano po 14 [minuty]:

    schemacik poglądowy
  • Poziom 19  
    co do ładowania kondensatora to ładuje się z częstotlowością 10Hz czyli 10 razy na sekundę rozładowuje również z tą samą częstotliwością pomiędzy ładowaniem (pisałem o tym na początku) elektrolit jest ładowany z trafa przez mostek nic więcej, próbowałem bez tranzystora ograniczającego ale wtedy na oporniku można gotować obiad :) w oryginale nic się nie grzało, natomiast jak dam tranzystor to opornik jest zimny a mosfet gorący, spróbuję jeszcze z tym 1k na bazie, ewentualnie zmniejszyć ten R2, ktos pytał o ograniczenie prądu ładowania, otóż nie ma żadnego ograniczenia ładuje się prosto z trafa i rozładowuje bez dodatkowych rezystancji poza 0,1R przy mosfecie.
    Wolałbym stosować to ograniczenie na tranzystorze, ponieważ tak było w oryginale próbowałem dać zamiast 2R 10R ale kondensator się nie rozładował do końca w czasie 2-3ms, pozatym na tym ograniczeniu na tranzystorze układ sam sobie dobierze max prąd rozładowania co przyspiesza jego rozładowanie a nie znam pojemności elektrolita więc nie można obliczyć jaki rezystor jest potrzebny żeby się rozładował w czasie 2-3ms
  • Poziom 43  
    Witam,
    Motto,
    O tempores, O mores i nie szanujący Praw Przyrody i niedouczeni (bez urazy proszę), chcący naginać owe Prawa do swoich iście diabelskich pomysłów.

    mototest napisał:
    co do ładowania kondensatora to ładuje się z częstotlowością 10Hz czyli 10 razy na sekundę rozładowuje również z tą samą częstotliwością pomiędzy ładowaniem (pisałem o tym na początku)

    To już wiemy i powtarzanie tego komunału nie ma chyba sensu.

    mototest napisał:
    elektrolit jest ładowany z trafa przez mostek nic więcej,)

    Dobrze, że moc dysponowana z owego transformatora jest tak mała, gdyż w przypadku przeciwnym, Twój tranzystor kluczujący "leciał by do wiecznej armii" znacznie częściej.

    mototest napisał:
    próbowałem bez tranzystora ograniczającego ale wtedy na oporniku można gotować obiad :)

    Rozumiem, że to na oporniku w źródle MOSFET'a?
    Nic dziwnego, nic dziwnego, jakaż rozrzutność i nieposzanowanie energii.

    mototest napisał:
    w oryginale nic się nie grzało,

    Skoro tak, to było nie poprawiać (dyletancko) oryginału.

    mototest napisał:
    natomiast jak dam tranzystor to opornik jest zimny a mosfet gorący,

    Normalne i nie dziwi to mnie.

    mototest napisał:
    spróbuję jeszcze z tym 1k na bazie, ewentualnie zmniejszyć ten R2,

    Przypomina mi to walkę Dyla Sowizdżała z wiatrakami (bez urazy proszę), ale jak można być tak naiwnym.

    mototest napisał:
    ktos pytał o ograniczenie prądu ładowania, otóż nie ma żadnego ograniczenia ładuje się prosto z trafa i rozładowuje bez dodatkowych rezystancji poza 0,1R przy mosfecie.

    Zobacz moją uwagę o dysponowanej mocy, wyżej.

    mototest napisał:
    Wolałbym stosować to ograniczenie na tranzystorze, ponieważ tak było w oryginale próbowałem dać zamiast 2R 10R ale kondensator się nie rozładował do końca w czasie 2-3ms,.

    Zupełnie prawidłowo, bo kiedy założyć prąd rozładowania 1A (tak by mniej więcej było przy 10Ω), to rozładowanie (liniowe, bo stałym prądem) od napięcia 150V do zera to jest:
    Uc=1/C • I • tr, czyli:
    150V=[1/(100•10^-6•s/Ω)]•1A•tr --> tr=150•(10^-4)/1=15•(10^-3)s=15ms
    A gdzie tu ciagłe doładowywanie kondensatora ze źródła, które ten proces rozładowania skutecznie wydłuża?
    Niemożliwe, wykluczone, Kolego Mototest... :cry:

    mototest napisał:
    poza tym, na tym ograniczeniu na tranzystorze układ sam sobie dobierze max prąd rozładowania co przyspiesza jego rozładowanie a nie znam pojemności elektrolita więc nie można obliczyć jaki rezystor jest potrzebny żeby się rozładował w czasie 2-3ms

    Dyrdymały, dyrdymały (ponownie bez urazy), ale musimy sobie prawdę w oczy powiedzieć, Kolego.

    Proponuję, na zakończenie;
    - poznać teorię rządzącą stanami przejściowymi w układzie kondensator - źródło energii,
    - szanować naturalne Prawa Przyrody, bo tych nie zmienimy, a co najwyżej, możemy je lepiej poznać.

    Teraz na sam koniec zapytam, do czego to ma służyć?

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 29  
    mototest - twja ostatnia wypowiedź rozbroiła mnie doszczętnie - nie wiedziałem, że zasilanie (zasilacz) zwierasz do masy - bo z tego co opisałeś to właśnie jest klasyczny zasilacz o napięciu wyjściowym 150V z dołączonym "Twoim zwieraczem" do wyjścia - właśnie - napisz czemu to ma wogóle służyć ? Raz rysujesz obciążenie potem mówisz (piszesz), że niema ograniczenia prądu tylko bezpośrednio z trafa no to dopisz jeszcze chociaż jak długo jest ten Mosfet w stanie przewodzenia (wysterowany) i oczywiście jaka wydajność prądowa (zwarciowa) jest tego zasilacza - w takim układzie nie jest możliwe do końca rozładowanie kondensatora a napięcie pozostałe na nim właśnie jest uzależnione wydajnością zasilacza.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 34  
    Ten BC547 JEST za wolny-jesli jest to generator impulsu -laduje indukcyjnosc L- I PO NA LADOWANIU -powinien przerwac tym tranzystorem -niby bc547. Prawdopodobnie -w oryginale siedzi cos
    szybkiego -150 MHz -graniczna f .taki samograj. Ladowanie kondensatora powinno miec typ -stala wartosc pradowa ./ustalona/.
    podobnie rozladowanie-rozladowywanie kondensatora -tak sobie bez okreslenia czasu -jest nie przydatne .

    Przedstawiony schemat jest proba znalezienia czegos -jakiegos rozwiazania...

    Dodano po 1 [minuty]:

    to moze byc tester cewek zaplonowych

    Dodano po 6 [minuty]:

    zamiast tego bc547 mozna dac 2n5064 -taki maly sprytny tyrystor -ten
    na pewno zewrze bramke na amen -nie bedzie w stanie posrednim tak jak ten slimak BC547.
  • Poziom 19  
    kolego Prokopcio zbyt się przejmujesz tym co piszę, ten schemat jest poglądowy tak jak i poprzedni ,to jest normalne że trafo nie jest podłączone bezpośrednio do mosfeta, napięcie na elektrolit jest kluczowane po załadowaniu wyłącza się :) to jest przemysłowe urządzenie do którego muszę dorobić malutki fragment ponieważ oryginał jest zbyt drogi nie jest konieczne wpuszczać się w szczegóły co to jest i jak działa, jak kolega KAW zauważył to jest próba rozwiązania czegoś... chodzi mi wyłącznie o zabezpieczenie mosfeta przy rozładowaniu elektrolita i nic wiecej. Ten układ to nie jest mój wynalazek źle działający jak niektórzy sugerują lecz już działający układ oryginalny ,tyle że jest zbyt wiele ścieżek i elementów żeby robić z tego schemat więc szukam teoretycznego rozwiązania, oczywiście wasze sugestie są ciekawe i na pewno je sprawdzę, co do BC547 to w oryginale był inny ale nie odpisałem jaki ,więc sprawdzę (widocznie rzeczywiście jest za wolny). czas rozładowania jest stały sterowany z zewnątrz i wynosi 2ms ani więcej ani mniej
  • Poziom 43  
    Witam,
    skoro nie chcesz zdradzać szczegółów, bo cośtam. Natomiast wiedza Twoja z Elektrotechniki i Elektroniki (bez urazy), jest zaledwie mniej jak dostateczna, to ja nie mam obowiązku robić dochodzenia, by, z dobrej woli, chcieć Tobie pomóc.
    Wobec powyższego, oddalam się z tego wątku w iście angielskim stylu...

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 19  
    No cóż, nikt jakoś nawet nie spróbował policzyć energi, jaka trzeba wytracić.
    Po to, żeby rozładowywać kondensator naładowany do 150V przy pojemności 100uF trzeba "stracić" gdzieś 2,25 J.
    Jeżeli będziemy to robić 10 razy na sekundę, to wychodzi nam moc niecałe 23W. To niestety w przyrodzie nie zginie i albo moc ta pójdzie na opornik zewnętrzny, albo wydzieli sie na tranzystorze. Z tym trzeba się pogodzić.
    Natomiast poważna barierą jest czas rozładowywania.
    Niestety limitując prąd tylko zewnetrznym opornikiem np. 10 Ohm do 15A (tranzystor bez specjalnego zabezpieczenia, tą rolę pełniłby automatycznie opornik w drenie) nie da się osiągnąć czasu 2ms. Rozładowanie w obwodzie kondensator - opornik (przy założeniu, że tranzystor stanowi zwarcie), będzi miało przebieg ekspotencjalny ze stałą czasową C*R = 10 * 100u = 1ms. Rozładowanie do "prawie" zera zajmie co najmniej 5 stałych czasowych.
    A więc pozostanie tylko rozładowanie stałym prądem, a więc niestety tranzystor z limiterem prądu. Tutaj MUSIMY pogodzić się z tym ,że owe 23W muszą wydzielić się na tranzystorze.
    To tyle tylko chciałem powiedzieć na temat omijania praw fizyki. .
    Mamy więc do wyboru:
    - tranzystor z aktywnym układem limitu prądu, aby rozładowywanie odbywało się stałym prądem i pogodzenie się z gorącym tranzystorem
    - albo zastosowanie zewnętrznego rezystora w obwodzie drenu -co nam da zimny tranzystor - (tranzystor bez limitu prądu) ale wówczas niestety aby uzyskać czas ok. 2ms trzeba znacząco zmniejszyć zewnętrzny opornik zwiekszając prąd początkowy rozładowania. To wymusi zastosowanie znacznie potężniejszego tranzystora (np. 30A).
    Osobiście zastosowałbym drugie rozwiązanie.
    1) prosty limit prądu poprzez opornik,
    2) moc lepiej żeby była na oporniku niż na tranzystorze (niezawodność)
    3) łatwo zbudować odpowiedni stopień sterujący bramką MOSFETA (żeby uniknąć niepotrzebnych strac mocy na tranzystorze, trzeba dosyć sporą pojemność bramki przeładowywać dużymi prądami...)
    Pozdrawiam
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 19  
    podczas testów zauważyłem że tranzystor prawie się nie grzeje jeśli zwiększę odstęp pomiędzy ładowaniem a rozładowaniem, jeśli odstęp jest 1,5ms to grzeje się mocno natomiast jeśli zrobie 3-4 ms to już jest OK, poza tym mam wrażenie że uszkadzanie BC547 i w konsekwencji mosfeta było spowodowane zbyt cieńką ścieżką do masy z rezystora 0,1R co raczej fałszowało sterowanie bazy BC547 teraz zrobiłem mostki grubym drutem i na razie chodzi ok. (poza tym grzaniem...) po 10 minutach ma jakieś 60-70 stopni dłużej nie próbowałem
  • Poziom 34  
    Slimak jest slimak- trzeba popatrzec w katalogi japonskie znalezc cos-
    co szybko zbierze ladunek z tego polowego.
    Trzeba troche czasu aby zorientowac sie ,ze niektore n.p. przetwornice japonskie dzialaja na tranz. polowym mocy ale taki od spraezenia zwrotnego jest typu 100mW - i 150 MHz -pare diodek i detali R,C
    I DZIALAJA -15 lat w jakis FAKSACH .
    Ja tylko wiem bo to naprawialem...jak sie wstawi cos co wlecze za soba ogon -to beda same straty i byle jakie dzialanie...
  • Poziom 19  
    znalazłem taki mały 2SC3468 300V 150Mhz 0,1A może będzie OK
  • Użytkownik usunął konto  
  • Specjalista elektronik
    Jeśli kondensator jest 100uF, to moc strat w tranzystorze - zakładając 10 rozładowań na sekundę, i brak prądu
    z zasilacza podczas rozładowania - wyniesie niecałe 12W (U^2*C/2) - może kondensator naprawdę ma więcej?

    Wpływ zmiany odstępu - chyba jednak to jest problem z prądem z zasilacza podczas rozładowywania... jak
    odstęp jest kilka ms, i napięcie w sieci było maksymalne, kiedy kondensator się naładował, to jest minimalne,
    kiedy jest rozładowywany, i w ten sposób prąd z zasilacza nie płynie przez tranzystor i go nie grzeje.

    A co do zastąpienia BC547 szybszym i wytrzymalszym tranzystorem - może np. 2N2222? lub jakiś BS?
    nie BC, czy SC, bo to są wolne (chociaż mają typowo częstotliwość graniczną ze 300MHz).
  • Poziom 19  
    prąd z zasilacza nigdy nie płynie przez tranzystor, zasilacz tylko ładuje kondensator w czasie kiedy nie działa mosfet, spróbuję 2N2222 może będzie pewniejszy...
  • Poziom 19  
    myślę że sie mylisz, skoro podczas ładowania kondensatora mosfet jest zamknięty to nie może się grzać, grzeje się przy rozładowaniu, zresztą świadczą o tym wszystkie powyższe wypowiedzi...
  • Poziom 19  
    na pewno tak nie jest ponieważ mosfet sie załącza 1ms po ładowaniu i zasilacz jest wtedy odcięty