Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

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

Elektromagnes + mos-fet - zabezpieczenie

sieger 04 Feb 2007 13:10 6572 35
e-mierniki
  • #1
    sieger
    Level 24  
    Witam

    Potrzebuje zrobić sterownik elektromagnesu.
    Zwarcie zewnętrznego styku ma wyłączyć zasilanie elektromagnesu.
    Zasilam układ z zasilacza impulsowego kupnego, który daje 5.20V.
    Przy tym zasilaniu przez cewkę płynie ok 0.8 A
    Elektromagnes jest podpięty do plusa zasilania i drenu tranzystora IRF540.
    Do elektromagnes dołączyłem równolegle diodę 1N4148, aby blokowała przepięcia.
    Bramka tranzystora jest podpięta do plusa zasilania przez rezystor 330 Ω.
    zewnętrzny styk przyłacza bramke tranzystora do masy układu, tak aby zamknąć tranzystor. Przez rezystor bramki powinien wtedy popłynąć prąd 5.2V/330Ω≈16mA.
    Układ po zmontowaniu działał dobrze,
    Kupiony tranzystor w pełni się otwierał przy tym sterowaniu bramki.
    W instalacji, gdzie to ma chodzić zmiana stanu nie będzie występować częściej niż co 5 minut.

    Za pierwszym razem w układzie nie było diody równoległej do cewki.
    Tranzystor się uszkodził . Teraz jest zamontowana dioda i znowu tranzystor przestał działać prawidłowo, ale nie od razu, tylko dopiero po iluś przełączeniach. Baza przewodzi prąd i nie pozwala na pełne otwarcie tranzystora. Jak zabezpieczyć układ przed awarią.
    Założyłęm, że na tranzystorze starty będą minimalne, więc pracuje bez radiatora. W stanie włączenia póki pracował prawidłowo nie powinien mieć strat większych niż 0.1W
  • e-mierniki
  • #2
    krzyjak
    Level 29  
    Ja bym zmienił diodę 1N4148 na np. 1N4007 i dał dwie jedną na cewkę a drugą na tranzystor. Może pomyliłeś kierunek włączenia diody. Ten rezystor może być większy niż 330Ω bo przez bramkę tranzystora MOSFET prąd nie płynie. To musi działać jeśli jest dobrze złożone. Na wszelki wypadek zamieść jakiś ogólny schemat.
  • #3
    User removed account
    User removed account  
  • #4
    sieger
    Level 24  
    Jakby dioda była odwrotnie, to po załączeniu tranzystora zrobiłoby się zwarcie skrośne i upaliło diodę albo tranzystor. Możecie zaproponować jakiś model Schotka ? Do tej pory nie używałem, więc się całkiem nie orientuje. pewno w starym atx jakąś znajdę?
  • #5
    krzyjak
    Level 29  
    WojcikW wrote:
    Zamiast 1N4148 musisz dać diodę szybką lub typu metal-półprzewodnik tzw. Schottky diode.


    Nie zgadzam się z tym twierdzeniem. Dioda Schottky jest to dioda, która posiada małą pojemność łącza p-n dzięki temu szybko przechodzi od stanu przewodzenia do stanu blokowania po zmianie polaryzacji napięcia. Czas ten jest oznaczany w katalogach jako czas trr najczęściej w ns. Uzasadnione jest stosowanie tych diod w układach przetwornic impulsowych gdzie częstotliwości łączeń osiągają dziesiątki a nawet setki KHz. W tym układzie częstotliwość przełączania będzie poniżej Hz.

    Dodano po 6 [minuty]:

    sieger wrote:
    Jakby dioda była odwrotnie, to po załączeniu tranzystora zrobiłoby się zwarcie skrośne i upaliło diodę albo tranzystor. Możecie zaproponować jakiś model Schotka ? Do tej pory nie używałem, więc się całkiem nie orientuje. pewno w starym atx jakąś znajdę?


    Ale Ty napisałeś, że tranzystor został uszkodzony. I właśnie jakbyś włączył odwrotnie diodę to by tranzystor podczas włączania został uszkodzony.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Uwierz mi, że możesz w tym układzie zastosować zwykłą diodę 1N4007. A jeśli chodzi o zasilacz komputerowy to można w nim znaleźć fajne diody przełączające podobne do tej

    http://www.vishay.com/docs/86032/86032.pdf
  • #6
    sieger
    Level 24  
    Biorąc ze składziku 1N4148 zajżałem do dokumentacji (pdf Fairchild'a). Właśnie na trr, czyli jak to ładnie u nas na wykładzie pan nazywał czas powrotu zdolności zaworowej. Rzeczony parametr był oszacowany na 4 ns. Całkiem rześko. Zresztą przecież ten parametr ma znaczenie, gdy jest prawdopodobieństwo, że kolejny proces łączenia zajdzie w odstępie czasu mniejszego niż trr i trafi na diodę nie zatkaną. W moim przypadku teoretycznie to nie wystąpi.
    Chcąc sobie oszczędzić przykrości, bo pudełeczko już było u właściciela i mój prestiż spada przy powrocie do wytworzyciela, podpiąłem na styk przekaźnik. Cewkę przekaźnika podpiąłem do generatora ustawionego na ułamkową Hz. Oscyloskopem jednak trafiłem na sytuację następującą, przy rozłączaniu styku (załączenie elektromagnesu) następowało drganie styku. Niestety nie zmierzyłem czasu powtorzęnia impulsów. a więc może to zaszkodziło. No ale 4 ns, to chyba dść szybka dioda. Więc może należałoby zapobiec takiej sytuacji. Co prawda docelowo stykiem będzie drucik zatopiony w termometrze rtęciowym, który raczej takich drgań nie będzie miał.

    Co do rezystancji 330, wybrałem taką, bo chciałem mieć nieduży prąd styku, jednak z drugiej strony, żeby było sterowanie odporne na to co się wyindukuje, akurat kabelek to termometru ma z metr długości,a nie wiem czy w pobliżu nie będzie czegoś siejącego. Pomny sterowania napięciowego mos-em chciałem uniknąć problemów.
  • e-mierniki
  • Helpful post
    #7
    User removed account
    User removed account  
  • Helpful post
    #8
    krzyjak
    Level 29  
    WojcikW wrote:
    T
    Jak dajesz szybki tranzystor to musisz dać szybką diodę! Dioda powinna być przynajmniej tak szybka jak tranzystor. J

    [
    To nie czas trr diody tu jest parametrem krytycznym, błądzicie panowie.
    Jak chcesz wymieniać co chwilę tranzystor to zostaw tę zwykłą diodę.


    :arrow: WojcikW
    Nie wiem, skąd Ty to bierzesz, że jaki szybki jest tranzystor, taką szybką trzeba dać diodę. A jakby zastosował szybszy tranzystor tu dioda musiała by być jeszcze szybsza ? To bez sensu.

    Jasne, że czas trr nie jest parametrem krytycznym (i tu zaprzeczasz swojej teorii z diodą Schottky).

    Układ z diodą 1N4007 pracował u mnie w bloku przy domofonie chyba z 6 lat i na dodatek jako klucz był zastosowany tranzystor bipolarny, który jest bardziej "wrażliwy" na przepięcia niż MOSFET. Przez ten elektromagnes płynął prąd 1 A i wszystko było dobrze. Ten tranzystor kolegi "siegera" został uszkodzony najprawdopodobniej, ponieważ dioda 1N4148 posiada niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia I(FSM) równy 4A w czasie 1µs a w czasie 1ms tylko 1A. Podczas gdy ten sam prąd diody 1N4007 wynosi 30A w czasie 8,3ms. Dioda 1N4148 nadaje się do tłumienia przepięć cewki przekaźnika a nie cewki dużego elektromagnesu.

    Nic nie przemawia z tym aby w tym konkretnym układzie stosować diody Schottky. Nawet jeśli istnieją drgania styków przekaźnika to i tak taka dioda sobie z nimi poradzi tym bardziej, że kolega pisał o tym, że te drgania zostaną wyeliminowane.
  • Helpful post
    #9
    User removed account
    User removed account  
  • #10
    sieger
    Level 24  
    Dzisiaj zakupie odpowiednie elementy do tego gasika przepięć. Przeczytałem artykuły o rezystorach z EdW i tam było o tej indukcyjności pasożytniczej w rezystorach. Rozumiem, że tak małe wartości elementów powodują, że tworzy się układ o bardzo niskiej stałej czasowej. Jakie napięcie znamionowe dla tego kondensatorka musi być?
  • #11
    KaW
    Level 34  
    Ja myślę ,że dioda mocy musi być równolegle do tranzystora -ona ma chronić tranzystor a nie chronic cewkę.

    Po drugie po właczeniu -przez cewkę płynie -w stanie ustalonym już
    prąd maksymalny -proprcjonalny do opornosci cewki i napiecia zasil.

    Nie wiem czy tranzystor nie ma już w środku takiej diody zaporowej -
    -zajrzeć do karty katalog. trzeba .
  • Helpful post
    #13
    Pi-Vo
    Level 37  
    Nie odkrywajmy Ameryki na nowo.
    KaW wrote:
    Ja myślę ,że dioda mocy musi być równolegle do tranzystora -ona ma chronić tranzystor a nie chronic cewkę.
    Nie wiem czy tranzystor nie ma już w środku takiej diody zaporowej -
    -zajrzeć do karty katalog. trzeba .

    Tranzystory kluczujące indukcyjności zabezpiecza się diodą włączoną równolegle do indukcyjności (nie tranzystora ,dioda ma zwierać impuls na indukcyjności) w kierunku zaporowym.IRF540 ma diodę między drenem i źródłem.Ale ona nie zapezpieczy tranzystora bo jego napięcie S-D wynosi i tak 100V a impuls samoindukcji może być nawet 10x większy.Z symbolu w karcie katalogowej wynika http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/I/R/F/5/IRF540.shtml że jest to dioda Zenera.Sieger ,napisz jeszcze co w tranzystorze się przebija ,które złącze bo może to bramka?Dalej ,dioda 1N4148 jest za słaba do tego.Przy napięciu wstecznym 100V może impuls samoindukcji zwyczajnie ją przebić a przy prądzie przewodzenia 150mA może zwyczajnie nie pochłonąć energii zwieranego impulsu.Do małego przekaźnika owszem ale nie sporego elektromagnesu.
    http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/1/N/4/1/1N4148.shtml
    Dobra by tu była 1N4007 albo (nie sądzę żeby była taka potrzeba) jej szybka wersja UF4007.Przy większych elektromagnesach może być konieczna 1N5408 (3A 1000V) albo jej szybka wersja UF5408.
    http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/U/F/5/4/UF5408.shtml
  • #14
    krzyjak
    Level 29  
    :arrow:Pi-Vo

    Nie rozumiem tego co napisałeś, że napięcie wsteczne może przebić diodę 1N4148 gdyż jej maksymalne napięcie wsteczne wynosi 75V a może i 100V. Przecież gdy dioda jest podłączona równolegle do cewki to jedyne napięcie wsteczne jakie może się odkładać na niej to te 5V zasilające cewkę elektromagnesu.
  • #15
    Pi-Vo
    Level 37  
    Fakt ,dla samoindukcji dioda pracuje w kierunku przewodzenia.Rozpędziłem się.Ale tak czy owak 1N4148 w pewnym momencie staje się za mała (prądowo) i trzeba użyć 1N4007 (na napięciu nie ma co oszczędzać bo kosztuje tyle samo co 1N4002).
  • #16
    KaW
    Level 34  
    -Pi-Vo-

    -jesli sieger zameldował - polowy ma diodę zabezpieczajacą go przed przepieciem - to wszystkie inne diody sa zbedne.

    Nastepne pytanie brzmi:-jaką oporność dla prądu stałego ma cewka ?

    -jesli układ ma zasilanie ok. 5,2 V to cewka musi miec sporo zwojów
    aby wyszły jakieś optymalnne amperozwoje robocze .

    Nic nie stoi na przeszkodzie aby autor postu wziął do ręki blachę tranzystora i powiedział -czy to sie grzeje po załączeniu -i kiedy ..
    -może to się psuje dopiero po przegrzaniu tranzystora .

    ŻEBY coś popsuć zasilaniem 5,2 V to trzeba miec talent........a
    jeśli to prawda to 0,8x5,2 =około 4W ?
  • #17
    Pi-Vo
    Level 37  
    KaW wrote:
    -Pi-Vo-
    ŻEBY coś popsuć zasilaniem 5,2 V to trzeba miec talent........a
    jeśli to prawda to 0,8x5,2 =około 4W ?

    Teraz policzyłeś moc wydzielaną w cewce.Żeby policzyć ile traci się w tranzystorze trzeba wiedzieć jaka jest rezystancja S-D przy danym otwarciu tranzystora albo zmierzyć napięcie S-D i pomnożyć razy te 0,8A.
  • #18
    krzyjak
    Level 29  
    KaW wrote:
    -Pi-Vo-


    Nastepne pytanie brzmi:-jaką oporność dla prądu stałego ma cewka ?




    To jest dziwne pytanie :

    5,2/0,8=6,5Ω
  • #19
    sieger
    Level 24  
    Na tranzolku było kilkadziesiąt mV. Wcześniej nie byłem pewien czy mi dany mos zadziała przy tak niskim sterowaniu, więc kupiłem BUZ11 i IRF540, wybrałem BUZa bo miał niższy spadek napięcia przy pełnym otwarciu, później miałem w domu tylko IRFy. Układ sobie chodził dobrze. Nie pamiętam dokładnie chyba go zostawiłem na trzoche włączonego. Nie pamiętam czy wtedy chodził sterowany z przekaźnika czy mikroprełącznikiem. No i już eektromagnes nie pracował prawidłowo, dostawał zaledwie 3V, reszta się odkładała na tranzystorze, co mu "troche" podniosło temperature. Bramka nie była w pełni podciągnięta do plusa, więc wywnioskowałem, że zrobił się dzielnik napięciowy - miała dużą upływność.
  • Helpful post
    #20
    KaW
    Level 34  
    MYSLAŁEM O TYM -te tranzystory wg moich katalogów są na konkretne duże napięcia i odpowiednio duże prady -wtedy są te miliomy opornosci które lubimy .Ale jeśli jesteśmy w warunkach brzegowych -małe napięcia
    zasilania -jakieś prądy x,x Ampera -i również zasilanie bramki niepewne -standardowo mówi sie ,że już 2,4V OTWIERA -ale czy faktycznie ten polowy pracuje wtedy jak klucz /styk/ cz też ledwie ,ledwie coś tam załącza -ale z dużymi stratami na tym "elektronicznym styku"....

    -tylko spokojnie Panie sieger-badaj dalej.

    Potrzebuję wiedziec co to za elektromagnes -ile ma omów -
    ile tej L ....
  • #21
    sieger
    Level 24  
    Rezystancja ok 6 Ω. Zwojów rzeczywiście musiało być dużo. W środku rdzeń o średnicy ok 10mm, długości ok 40 mm. Przy tym zasilaniu podnosił bez problemu ciężarek 450g ze skokiem 5-7 mm.

    Później mi wpadło do głowy, że jeśli uzwojenie się nagrzeje, tak, że gruba, metalowa obudowa lekko parzy, to musi mieć jakiś wzrost rezystancji, co ograniczy prąd. Sprawdziłem to, nagrzałem go dość długim włączeniem i zacząłem sterować - radził sobie bez problemu z ciężarem.

    Po montarzu werzego mos-a przy każdym egzemplarzu w pełni się otwierał. Jeśli nawet nie przez pomiar Uds, to stwierdzałem to przez obserwacje temperatury obudowy tranzystora - wzrost nie wyczuwalny.

    Dobijające parametry tego elektromagnesu szczególnie w połączeniu z małą obciążalnością styku termometru (30mA). Nie chciało mi się robić na bipolarnych kaskady, bo trzeba by chyba użyć ze trzech, jeśli by miało nie być darlingtona gotowego. No a przecież niby bipolarne bardziej na szpilki podatne.
  • #22
    KaW
    Level 34  
    -WojcikW- U=-Ldi/dt

    - przyrost napiecia =od 0 do U Voltów -po podłączeniu cewki -nastąpi w czasie proporcjonalnym do L.

    -zbudowałem układ do pomiaru L -konkretnie cewek transf. impulsowych- Uzasilające jest 12V- po wystartowaniu impulsu prostokatnego widać na ekr. osc. linie prostą rosnaca w górę -w prawo.

    Po dojściu do napięcia końcowego -12V -następuje wyłączenie klucza .

    W przypadku uszkodzenia wyłacznika klucza cały prąd zasilacza idzie w cewkę i oczywiscie w otwarty tranzystor polowy.Cewka jest wtedy tylko kawałkiem opornika .Nie ma już L.

    Na osc. wykresie -gdy jest zwarcie w cewce - wtedy po właczeniu klucza
    prąd idzie od razu w górę
    robi taki piedestał a potem -jesli są jakies zwoje nie zwarte pokazuje-/nazwe to/ "ładowanie indukcyjności" . ...
    Całość się grzeje i pali.

    SIEGER-nie wierzę ,żeby to było wszystko poznane .
    W praktyce -w szereg dac termistor -jakos go określić -tak aby ten elektromagnes pewnie przyciągnał -ale po złapaniu ulżyc trzeba temu elektromagnesowi-dajac np termistor /może zła nazwa/.....
    W PRZEKAŻNIKACH -do szybkiego i pewnego przyciagnięcia dawało się napięcie wyższe -a po przyciągnięciu dawało się mniejsze ..
    Sa takie gotowce -pod tytułem -jak małym napięciem przełaczyć
    cos co ma 2 x większe napięcie zasilania -wtedy ten długi stan spoczynku
    nie bedzie niszczący .
    Tak coś mi się tu widzi że ten bipolar własnie to może mieć rację bytu -zepsuć go będzie trudno -może to będzie taki BD136 ALBO BD139...z radiatorem -bedzie pracował stratnie -dodatek do cewki.
  • #23
    sieger
    Level 24  
    Zastanawiałem się na forsowaniem prądu przy załączeniu, a później zejściu do niższego napięcia, ale. Chciałem żeby urządzenie było zasilane z gotowego zasilacza, żebym nie miał nikogo na sumieniu w razie czego. Jak kogoś V zabije będe pechowcem :). Jesli nie zasilacz z odczepem dla napięcia podtrzymania. To ta moc trzeba wtracić. Sterownik pieca ma chodzic na okragło więc chciałem to zrobić jako urządzenie o jak największej sprawności. W międzyczasie wpadł mi pomysł, że można by kupić zasilacz na 12V/1.2÷1.5A forsować prąd, a później zasilać z przetworniczki na MC wytwarzającej 4.5V (tyle wystarczy dla 300g przewidywanego obciążenia). Wtedy jeszcze nie byłem pewien czy tymi 5V odpale dobrze mos-a więc posiadanie 12V do dyspozycji było kuszącą wizją. Niestety przetworniczek nie budowałem do tej pory, śpieszyło mi się, nie chciałem komplikowac układu - wiadomo im prostszy tym bardziej niezawodny (też nieprawda w moim przypadku). Teraz do mnie dotarło, że wogóle konstrukcja jest bez sensu, skoro cały czas pobiera prąd dla elementów czynnych (no 50% czasu gdy trzyma otwartą klapkę), ale nie zastanawiałem się nad tym skoro gość problem postawił jako sterowanie tym elektromagnesem. Sam zasilacz impulsowy będzie już dobrych pare watów z sieci ciągnął dla siebie.

    Najgorsze jest to, że w domu sobie mogę klikać stykiem w nieskończoność i układ może działać i dalej nie mam pewności, że u właściciela nie padnie. Może koledzy podpowiedzą rozsądną metodę testów. Czy może pozostaje tylko konstrukcja zgodna z prawidłami, a testować będzie rzeczywistość?
  • #24
    KaW
    Level 34  
    Przechwalę się ,ale myślałem ,że to sterownik do pieca -a to musi mieć nadmiar rezerwy mocy -musi miec pewność działania rzedu 99,9-przesadzam ale rózni są ludzie .Widzfzę marny los siegera -jak nocą wloką go oprawcy do jego elektonicznego wynalazku.

    Nie martw się -jutro może opiszę jak uzupełniałem sterownika który miał autom . zamykac bramę .....ale to jutro...................21-15..

    Dostaję płytki kotłowe do naprawy -najczęściej jakieś popalone MORY
    -z przekażnikiem do druku /czeskim/ -wymieniam na polskie -też do druku.
  • Helpful post
    #25
    User removed account
    User removed account  
  • #27
    KaW
    Level 34  
    DLA ŚWIĘTEGO SPOKOJU daje sie diodę zennera na -a nawet dwie skierowane przeciw sobie -miedzy bramkę a ściek .I ma sie spokój.Jakies 2,7V.

    Osobiscie -jeśli to ma jakiś wpływ na produkcję CO -to wolałbym
    być daleko od tego -proszę się dobrze zastanowić -dobrymi chęciami
    jest cos tam wybrukowane ...........
    p.s. opowieści o automacie nie bedzie ....tu sprawa jest powazniejsza.
  • Helpful post
    #28
    Dar.El
    Level 40  
    Witam
    Są specjalne diody zenera do ochrony tranzystorów, transile. Kup dwa 15V dwukierunkowe i podłącz je pomiędzy bramką a źródłem i drugi pomiędzy źródłem a drenem. W ten sposób nie pojawi się więcej niż 15V na tranzystorze. Rezystor dołączony do bramki może mieć nawet 10kΩ, ale ma być zamontowany blisko tranzystora, koniecznie.
  • #29
    sieger
    Level 24  
    :arrow: KAW
    Mój układ z seryjną produkcją nie ma nic wspólnego, instalacja znajomego ma pewne niedoskonałości i chciał je poprawić na własną ręke.

    :arrow: Dar.El
    Rezystor jest podlutowany bezpośrednio do nóźki bramki. Tylko przewód ściągający bramkę na potencjał masy jest troche długi (2m cały, po jednym w obie strony, styk po środku)
  • #30
    Dar.El
    Level 40  
    Dodanie transili powinno pomóc, ale 5V na bramkę to trochę za mało dla IRF starszej generacji. Np. IRLZ44 już będzie działać bez problemu.