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

Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

FastProject 30 Mar 2008 15:37 8349 27
  • #1 30 Mar 2008 15:37
    FastProject
    Poziom 28  

    Witam
    planuje skonstruowanie zasilacza symetrycznego na tranzystorach MOSFET.
    Jedynym problemem jaki nie pozwala mi zacząć jego budowę jest problem połączenia mas. Chodzi mi o to że chce cyfrowo za pomocą mikroprocesora i przetworników analogowo-cyfrowych (ADC) stabilizować napięcia i prąd. Aby to robić za pomocą wzmacniaczy różnicowych mierzę napięcie na wyjściu zasilacza i prąd (poprzez spadek napięcia na rezystorze szeregowym).
    Ze względu ze wybrałem taki sposób pomiaru napięcia i prądu mam wątpliwości jak to będzie działało jeśli zastosuję transformator (raczej toroidalny) o 2 uzwojeniach wtórnych według rysunku niżej.

    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

    Czy jeśli podłącze minus wyjścia OUT1 z plusem OUT2 to otrzymam prawidłowe napiecia symetryczne? Jeśli na schemacie występuja jakies błędy to proszę o porady jak je rozwiazać.

    Innym problem jest odpowiednie wysterowanie tranzystorów MOSFET (podanie odpowiednio większego napięcia BRAMKI od napięcia Źródła aby w pełni wysterować tranzystory)

    0 27
  • #3 30 Mar 2008 16:09
    FastProject
    Poziom 28  

    Zakładając za masz rację to czy wtedy nie będę musiał w kanale z ujemnym napięciem zastosować tranzystorów sterujących bramkami mosfetów i samych mosfetów o przeciwnej polaryzacji?

    0
  • #4 30 Mar 2008 16:17
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Przede wszystkim zacznij od odpięcia od masy zacisków ujemnych na wyjściu. Zwieranie rezystora pomiaru prądu jest bez sensu.
    Po drugie - co jest obciążeniem tych trzech tranzystorów NPN kolektorami podłączonych do bramek?

    0
  • #5 30 Mar 2008 16:51
    FastProject
    Poziom 28  

    Zacisków ujemnych nie zamierzałem zwierać do masy-mam tam GND-
    Poprawiłem to na nowym schemacie.

    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

    Co do obciążenia to może powinien tam chyba wystarczyć rezystor 100k zwarty do masy-dla tranzystorów bipolarnych było by lepsze to źródło prądowe tak-a może i tu też dać źródło?

    Czy wprowadzone zmiany są poprawne?

    0
  • #6 30 Mar 2008 18:18
    marekzi
    Poziom 38  

    Nie.
    Rezystor -czujnik pomiaru prądu jest wpięty bez sensu - w kanale "+" jest z obu stron zwarty do masy wy., a w kanale "-" - robi zwarcie do wyjscia tego kanału.
    1. Rezystor-czujnik pomiaru prądu w każdym kanale wstaw w "+" danego kanału, ale przed punktem pomiaru napięcia - aby uniknąć błędu pomiaru napięcia spowodowanego spadkiem napięcia na tym czujniku.
    2. Na samym końcu (wyjścia kanałów) połącz "-" dodatniego kanału z "+" ujemnego kanału - i to będzie masa wyjściowa.
    Układ zapewne będzie w układzie 4-zaciskowym? (aby uniknąć błędów pomiaru napięcia).
    Rozważ, czy nie lepiej zrobić osobne dwa kanały niezależne (odseparowane galwanicznie - czyli bez wspólnej masy wyjściowej) - to sie czasem przydaje; - odpowiednie usytuowanie zacisków wyjściowych pozwala na dowolną konfigurację -szeregowo (podwojony zakres napięcia wyjściowego), albo symetryczną.
    Obciążenie tranzystorów - lepiej daj tam źródło prądowe, ale na prąd odpowiedni dla nich(100kohm to za mały prąd).

    0
  • #7 30 Mar 2008 18:42
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Pierwotny układ byłby nawet dobry ale po pewnych poprawkach:

    1. '-' z mostka prostowniczego i kondensatorów filtrujących nie jest podłączony do masy a tylko do rezystora pomiaru prądu. Oczywiście dolny koniec rezystora pomiaru prądu nie jest podłączony do masy - tylko górny. Pomiar prądu jest w tym momencie obarczony drobnym błędem - prądem płynącym przez dzielnik napięcia - ale o tym dalej.

    2. Masy obu części zasilaczy są oddzielne.

    3. Nie trzeba stosować wzmacniaczy różnicowych w takiej sytuacji. Wzmacniacz do rezystora pomiaru prądu - typowy odwracający ze wzmocnieniem, pomiar napięcia w ogóle bez wzmocnienia - wręcz trzeba dzielnika. Oczywiście wzmacniacze operacyjne będą wymagały swojego zasilania.

    4. Obciążeniem tranzystorów sterujących może być rezystor czy źródło prądowe - ale nie do masy - u diabła!

    5. Równoległe łączenie MOSFETów bez rezystorów wyrównawczych stosuje się w układach impulsowych - tam rozpływ prądów reguluje _dodatni_ współczynnik temperatury Rdson w stanie pełnego otwarcie. W układach liniowych, w zależności od napięcia D-S ten współczynnik zmienia się z dodatniego dla pełnego otwarcia do ujemnego dla wyższych napięć. Na dokładkę charakterystyki Id w fukcji Ugs są nierówne. Bezwzględnie należy stosować rezystory w źródłach i to o sporej wartości.
    Dodatkowym problemem jest użycie nMOSFETów i duża strata napięcia na nich.

    0
  • #8 30 Mar 2008 19:49
    FastProject
    Poziom 28  

    Dzięki za podpowiedzi... potrafię zrobić jakiś cyfrowy układ logiczny ale jak mam połączyć układ cyfrowy z analogowym to padam bo po prostu cienki jestem z elektroniki analogowej więc proszę o cierpliwość.

    Większość moich założeń z czesci analogowej zaczerpnołem z następującej konstrukcji.
    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

    Wiem że jest to działajacy od dawna zasilacz(co prawda pojedynczy)

    Tu rezystor pomiarowy połączony jest w obwodzie masy(w uproszczeniu to chyba tak wygląda:
    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.
    teraz po Waszych uwagach wiem że dla połączenia symetrycznego rezystor powinien być w obwodzie plusa:))

    Jak oceniacie konstrukcję na której sie opieram? Co możecie o niej powidzieć i co mogę z niej zaczerpnąć.Jeśli i w tym zasilaczu są błędy albo rozwiązania które je powodują to także proszę o uwagi.


    Cytat:
    Rozważ, czy nie lepiej zrobić osobne dwa kanały niezależne (odseparowane galwanicznie - czyli bez wspólnej masy wyjściowej) - to sie czasem przydaje; - odpowiednie usytuowanie zacisków wyjściowych pozwala na dowolną konfigurację -szeregowo (podwojony zakres napięcia wyjściowego), albo symetryczną.


    ...Ale wtedy potrzebowałbym chyba 2 transformatorów, bo chyba nie da sie w prosty sposób odseparować tych kanałow na jednym trafo?

    Cytat:
    Dodatkowym problemem jest użycie nMOSFETów i duża strata napięcia na nich.

    ...Mi wydawało się że ze względu na niskie rezystancje Rds tranzystorów MOSFET w zasilaczu będą występowały mniejsze straty-i to przemówiło do mnie abym wykorzystał właśnie MOSFET'y.

    0
  • #9 30 Mar 2008 20:13
    markosik20
    Poziom 33  

    Daro_Elektronik napisał:

    ...Mi wydawało się że ze względu na niskie rezystancje Rds tranzystorów MOSFET w zasilaczu będą występowały mniejsze straty-i to przemówiło do mnie abym wykorzystał właśnie MOSFET'y.


    W zasilaczu liniowym to nie ma znaczenia...i tak trzeba gdzieś tę różnicę napięć odłożyć, dodatkowo MOSFETY steruje się napięciem i w pewnych przypadkach mogą wystąpić zakłócenia w postaci pulsacji napięcia.

    Myślę że to spełni Twoje oczekiwania, moduł jest sprawdzony i działa znakomicie. Komunikuje się "ze światem zewnętrznym" przez optoizolowany RS485.

    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

    0
  • #10 30 Mar 2008 20:42
    marekzi
    Poziom 38  

    Daro_Elektronik napisał:


    ...Ale wtedy potrzebowałbym chyba 2 transformatorów, bo chyba nie da sie w prosty sposób odseparować tych kanałow na jednym trafo?



    Nie, gdyż już masz przecież rozdzielone uzwojenia wtórne na trafie.

    Odniosę sie jeszcze do różnicy miedzy tranzystorami bipolarnymi i MOSFET; różnica jest, gdyż dobrze zaprojektowany stabilizator powinien "wyssać" napięcie z zasilacza - uwzględniając oczywiście spadek napięcia w sieci, rezystancję wewn. trafa itp, ale również spadek napięcia na tranzystorach regulacyjnych - a to napięcie jest niższe w bipolarnych i to zapewne miał na myśli kolega RoMan.

    0
  • #11 30 Mar 2008 21:08
    FastProject
    Poziom 28  

    Czyli odradzacie zastosowanie tranzystorów MOSFET? Ok

    Poprawiałem trochę schemat (jeszcze z MOSFET)

    Czy macie jeszcze jakieś uwagi, szczególnie do pomiaru napięć i spadku napięcia na rezystorze za pomocą wzmacniaczy różnicowych?Czy wzm różnicowe są aż tak kiepskim rozwiązaniem? Chciałem dzięki temu na ich wyjściu otrzymać napięcia 0-5V (przy napięciu wyjściowym zasilacza od 0-24V) które można porównywać z napięciami z przetworników cyfrowo analogowych.

    Czy z wzmacniaczami różnicowymi pomiar nie będzie dokładniejszy?

    0
  • #12 30 Mar 2008 21:33
    marekzi
    Poziom 38  

    Daro_Elektronik napisał:


    Czy macie jeszcze jakieś uwagi, szczególnie do pomiaru napięć i spadku napięcia na rezystorze za pomocą wzmacniaczy różnicowych?Czy wzm różnicowe są aż tak kiepskim rozwiązaniem? Chciałem dzięki temu na ich wyjściu otrzymać napięcia 0-5V (przy napięciu wyjściowym zasilacza od 0-24V) które można porównywać z napięciami z przetworników cyfrowo analogowych.

    Czy z wzmacniaczami różnicowymi pomiar nie będzie dokładniejszy?


    Pisząc "wzmacniacze różnicowe" miałeś chyba na myśli wzmacniacze operacyjne? - bo ten pierwszy (od strony Uwy) US?B w układzie pomiaru napięcia jest zbędny - daj tam po prostu dzielnik rezystorowy.

    0
  • #13 30 Mar 2008 22:34
    FastProject
    Poziom 28  

    Uff cały dzień przy zasilaczu...ale może wreszcie coś poszło do przodu:)

    Załączam kolejny poprawiony schemat już bez MOSFET-ów (na Darlingtonach) Końcówka mocy oparta na rozwiązaniu z EP 3/2002:
    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

    Na powyższym schemacie do wyjść wzmacniaczy błędu U1A i U1D podłączone są diody 1N4148 (bez tranzystorów tak jak u mnie).Co myślicie o zastosowaniu tego w mojej konstrukcji? Jakę będą różnice w działaniu układu z diodami i bez a z tranzystorami małej mocy sterującymi darlingtony?

    Poprawiony schemat:

    0
  • #14 30 Mar 2008 23:12
    marekzi
    Poziom 38  

    Nie podałeś max. prądu obciążenia - dla 3 szt TIP142 możesz przy tych napięciach (Uwe=.ok.30V) bezpiecznie pociągnąć 9A (zakładam bezpieczne3A/szt, wg SOAR-4A). Może wystarczyłyby 2 szt?
    Tym diodom w źródle prądowym daj więcej prądu - ok.5 mA (R4) - bo u Ciebie przy 100kohm to one pracują z prądem 0,3mA (zagięcie charakterystyki, duża rezystancja dynamiczna, słaba stabilizacja napięcia).
    Dziwny ten układ zabezpieczenia nadprądowego - koniecznie chcesz kontrolować każdy tranzystor T2-T4 osobno? -a wyłączać wszystkie?
    Układ z tymi diodami D5 i D6 powinien działać OK - tak na pierwszy rzut oka.
    Dlaczego założyłeś 2mA wydajności źródła prądowego? - no ale tutaj nie znamy poboru prądu i w związku z tym prądu baz T2-T4.

    0
  • #15 31 Mar 2008 00:36
    FastProject
    Poziom 28  

    Prąd obciążenia będzie wynosił max 5A(dla max 24V) Wtedy faktycznie wystarczą 2xTIP142.

    Co do diod w źródle to rozumie że mam unikać ich pracy w obszarze zaznaczonym na poniższym rysunku na czerwono?
    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.
    W takim przypadku mojego zasilacza 5A 24V wysatrczy za R4 dać rezystor np 4,7k.( a co z tym drugim rezystorem jaką wybrać jego wartość-jaki prąd całego źródła dla 5A i 24V ewentualnie 3A 24V bo nie wiem czy dostane trafo 5A?) Na podstawie jakiej zależności obliczę ten prąd i od czego on zależy..domyślam się że ma to coś wspólnego z parametrami TIP142. Możecie mi to przybliżyć?

    Te tranzystorki przy darlingtonach T5-T7 to zgodnie z opisem z EP:

    Cytat:
    Gdy napięcie na jednym z nich wzrośnie powyżej 0,65V (przy około 1,3A), odpowiadający mu jeden z tranzystorów T5, T6 i T7 zacznie przewodzic i przerwie przepływ prądu w tranzystorach Darlingtona. W ten sposób układ jest skutecznie zabezpieczony przed impulsami prądowymi, wywoływanymi zwarciami obciążenia, które mogłyby zniszczyć tranzystory szeregowe.

    Zasilacz z EP miał 2,5A i 25V i te zabezpieczenie i 3 TIP-y sa faktycznie na wyrost-może po to są 3 TIP-y aby mniej się grzały?

    Doczytałem ze te TIP142 wytrzymują 5A czyli w sumie dla moich potrzeb wystarczyłby 1 i wtedy ten układ tranzystorów T5-T7 będzie niepotrzebny.

    Ok dobranoc wszystkim pomocnym. NA dziś starczy.

    0
  • #16 31 Mar 2008 01:29
    marekzi
    Poziom 38  

    Co do charakterystyki diod - tak.
    Sprawdź sobie SOAR (Save Operating ARea) dla TIP142 - jak pisałem dla Uce=30V max Ic=4A, a Uce=ok.30V będziesz miał przy Uwy zbliżonym do zera. Tak więc musisz dać co najmniej 2 szt, teraz pytanie o moc strat - maksimum u Ciebie wyniesie ok.150W , a to dużo - wg mnie trzeba na pewno 3 szt na potężnym radiatorze i pewnie wentylator. W celu zmniejszenia mocy strat masz tylko jedną alternatywę - zastosowanie odczepów na wtórnym trafa ; - odczepy przełączane np. triakami sterowanymi z elektroniki zadającej Uwy.
    Zawsze stosując większą liczbę tranzystorów na tym samym radiatorze będziesz mógł wytracić na nim więcej mocy - to wynika chociażby ze zmniejszonej rezystancji cieplnej (obudowa tranzystora-radiator).
    Pisząc "dziwne zabezpieczenia" miałem na myśli to, że osobno kontrolują one prąd w każdym tranzystorze mocy, ale działają (ograniczenie prądu) już na wszystkie tranzystory mocy. Wg mnie należy to zrobić tak, że rezystory emiterowe zapewniają w miarę równy rozkład prądów między tranzystorami mocy a kontrolować wystarczy jeden z nich, albo tez wstawić dodatkowy jeden rezystor już za tymi emiterowymi i na nim kontrolować całkowity prąd (tu można by wykorzystać do tego celu rezystor pomiarowy prądu).
    Źródło prądowe: - rezystor R4=4,7k - OK (dla Uzas=ok.30V). drugi rezystor - R5 - od niego zależy prąd stabilizowany przez źródło prądowe. W klasycznym zasilaczu to źródło powinno dawać nieco więcej prądu niż pobierają bazy tranzystorów mocy - jego nadmiar jest konsumowany przez tranzystor -wzmacniacz błędu. Tu chcesz dać WO - i to one muszą ten prąd pobierać ze źródła(?)
    W Twoim układzie bazy T2-T4 będą pobierać w granicach 1-1,5 mA każdy, nawet 4 szt potrzebują tylko ok.5 mA - dlatego prąd źródła trzeba ustalić na ok.10mA (R5=56ohm). Ja na Twoim miejscu z wyjść WO dałbym tranzystory npn (cały czas mówimy o kanale "+") włączone kolektorem do baz T2-T4 i źródła, emiterem do masy - ale nie wiem jak to się ma do Twojej koncepcji reszty układu, bo dałeś tylko wycinek ( a pamiętaj, że tak włączony tranzystor-OE-odwraca fazę sygnału).
    Rzeczywiście wystarczy na dzisiaj (wczoraj).

    0
  • #17 31 Mar 2008 10:14
    FastProject
    Poziom 28  

    marekzi napisał:
    W Twoim układzie bazy T2-T4 będą pobierać w granicach 1-1,5 mA każdy, nawet 4 szt potrzebują tylko ok.5 mA - dlatego prąd źródła trzeba ustalić na ok.10mA (R5=56ohm).

    Jak obliczyłeś prądy pobierane przez bazy tranzystorów Darlington?

    marekzi napisał:
    Ja na Twoim miejscu z wyjść WO dałbym tranzystory npn (cały czas mówimy o kanale "+") włączone kolektorem do baz T2-T4 i źródła, emiterem do masy - ale nie wiem jak to się ma do Twojej koncepcji reszty układu, bo dałeś tylko wycinek


    Cała koncepcja mojego układu jest tu: https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=4975132#4975132
    Zrobię dwa niezależne odseparowane kanały. W takim przypadku chyba nie będe musiał w kanale 'ujemnym' stosować tranzystorów PNP?

    Gdy zajdzie potrzeba napięcia symetrycznego połącze minus 1 kanału z plusem 2(tak otrzymam wspólną masę), minus 2 kanału będzie zaciskiem ujemnym, a plus 1 dodatnim. To chyba dobry pomysł. Może dodam dodatkowy przekaźnik sterowany z uP który będzie wykonywał wyżej wymieniona funkcję(zwierał + z -).

    marekzi napisał:
    ( a pamiętaj, że tak włączony tranzystor-OE-odwraca fazę sygnału).

    A jak to się ma do mojego układu?

    0
  • #18 31 Mar 2008 12:08
    marekzi
    Poziom 38  

    Prądy bazy:
    Spójrz w datasheet TIP142; - h21E wynosi ponad 1000 dla Ic-5A, , średnio ok.3000 dla 2A. Zakładając 3 szt. mamy 5A:3= Ic=1,7A, a Ib=Ic:h21E=1,7A:(1000-3000)=0,6-1,7mA. Sumaryczny prąd baz wyniesie 1,8-5,1mA.

    O połączeniu kanałów zapomniałem, (późno było). W obu kanałach tranzystory npn, OK.

    Co do fazy sygnału - musisz podać na tranzystory mocy sygnał sterujący w odpowiedniej fazie - tak, aby zachodziła stabilizacja. O fazie sygnału pisałem tylko dlatego, abyś o tym nie zapomniał, gdybyś chciał ten tranzystor włączyć.

    Pod podanym przez Ciebie linkiem jest tylko ten fragment układu już wcześniej pokazywany. Nie widać na nim całego układu sterowania (wzmacniacza błędu).

    Zastanów sie nad mocą traconą - w niekorzystnym przypadku(dwa kanały z napięciem wyjściowym rzędu 1V i obciążone prądem 5A) w sumie będziesz miał ponad 300W mocy w postaci ciepła na tranzystorach mocy. To bardzo dużo. To grzejnik.

    0
  • #19 31 Mar 2008 18:05
    FastProject
    Poziom 28  

    Układ z moją koncepcją jest tu https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=4975132#4975132
    W PLIKU PDF

    Na wszelki wypadek uzupełniona wersja jest poniżej (Schemat ok.pdf) Prosiłbym w miarę możliwości o jego sprawdzenie:)

    Jeśli chodzi o wydzielane ciepło to mam spory radiator od wzmacniacza dużej mocy, ale zastanowię się nad wykorzystaniem 2 transformatorów 2x12V w których będę przełączał uzwojenia wtórne. Ewentualnie może znacie jakieś inne łatwo dostępne tranzystory bipolarne, które zmniejszą moc strat...?

    A co do transformatora, żeby otrzymać prąd 5A i napięcie 24V to będe musiał zastosować chyba transformator o większej mocy względnie wiekszym prądzie(ale ile większym?) ponieważ jak pamiętam układ z mostkiem Greatza obniża wartość skuteczną prądu,a więc pobiera z uzwojeń transformatora większy prąd niż oddaje ,dalej do części stabilizującej napięcie.
    Czy wzór na moc transformatora : PTr=a · IL· (UL+ 2UD)...a=1,5 ze strony http://www.edw.com.pl/ea/zasilacze.html Będzie tu z grubsza pomocny? A może kolejny wzór (z tej samej www) Ptr=(1,2...2)*Uwy*Iwy też określi mi moc trafa?

    0
  • Pomocny post
    #20 31 Mar 2008 20:44
    marekzi
    Poziom 38  

    Potrzebujesz mieć na elektrolitach napięcie ok.29V pod obciążeniem 5A - nie mniej, ale i nie więcej - bo to straty mocy ( już po uwzględnieniu ewent. spadku napięcia w sieci o 10% i minimalnej nadwyżki tego napięcia ponad Uwy=24V. Ta "nadwyżka" to ok.2,5V; wymagają jej tranzystory mocy - Ucenas=ok.1V, ale już stabilizator prądu na T4 w połączeniu z Ube tranzystorów mocy to 1V+1,5V=2,5V). To oznacza napięcie zmienne trafa na biegu jałowym około 22-23V. Można zastosować trafo 24V, po uruchomieniu można zasilając cały zasilacz z autotrafa (200V) sprawdzić o ile napięcie na elektrolitach jest za duże i ewentualnie odwinąć te kilka zwojów z wtórnego - warto, bo 1V zmiennego z trafa mniej to zmniejszenie o około 7W mocy traconej na tranzystorach T2-T4.
    Zmiana tranzystorów mocy na inne nic w kwestii mocy traconej nie zmieni.
    Jeśli chodzi o moc trafa to ja zawsze stosowałem wzór "swój" : Ptr=UoXImax gdzie Uo - napięcie na elektrolitach na biegu jałowym, Imax to max prąd obciążenia. I wg mnie ten wzór troszkę "przeszacowuje" moc trafa. Tak więc u Ciebie spokojnie wystarczy trafo o mocy 150VA - bo kolejny niższy to 120VA - za mały. Wtórne 24V/6A (a jeszcze lepiej jak piszesz 2x12V do przełączania i ewentualnego odwinięcia o czym pisałem wyżej) - prąd 6A oznacza grubszy drut wtórnego a to mniejsza rezystancja wewn. trafa - korzystnie.
    Schemat wydaje się OK - mam na myśli część analogową.

    0
  • #21 31 Mar 2008 23:29
    FastProject
    Poziom 28  

    Mam jeszcze 2 dopełniające pytania:
    1. Czy jako wzmacniacz błędu warto stosować komparator czy wystarczy zwykły wzmacniacz operacyjny?
    2. Jaką wartość powinny mieć rezystory wyrównujące w emiterach tranzystorów mocy-tak ogólnie bez zabezpieczenia przeciwzwarciowego?

    Zakładając że zastosuję zabezpieczenie przeciwzwarciowe to 0,39Ohm (5A/3=1,66A ... 0,65V/1,66A=0,39Ohm)ale czy dostane gdzieś takie(ewentulanie połącze coś równolegle)

    0
  • #22 01 Kwi 2008 00:32
    marekzi
    Poziom 38  

    Komparator jako wzmacniacz? - a dlaczego? - nie, tylko WO.
    Rezystory emiterowe (t.zw 'wyrównawcze") - im większe tym lepiej - to wynika z zasady ich działania. Ale im większe - tym większe na nich straty napięcia i mocy - wiec potrzebny rozsądny kompromis. Zazwyczaj przyjmuje się, że każdy z nich powinien mieć wartość, która wymusi na nim napięcie Ur=ok.0,5Ube, gdzie Ube to napięcie baza-emiter tranzystora mocy przy prądzie z jakim ten tranzystor pracuje przy max obciążeniu zasilacza. U Ciebie to 5A:3=1,7A, dla tego prądu Ube dla TIP142 ( a tak przy okazji wystarczy tutaj TIP140) Ube= ok.1,5V, więc na rezystorze emiterowym powinno być 0,75V/1,7A=0,47ohm/2W. No niestety dużo strat, ale to konsekwencja wyboru TIP140 - Darlington i wysokie Ube.
    Mogłbyś zrobić tu małą sztuczkę i wykorzystać te rezystory podwójnie - jako emiterowe i ograniczające. Do ograniczanie mają za dużą wartość/spadek napięcia ale to łatwo obejść sterując bazy tranzystorów ograniczających z dzielnika rezystorowego (małe wartości rezystorów aby nie ograniczać im prądu bazy - np. dzielnik 20ohm/82ohm zredukuje napięcie 0,75V do 0,6V).
    Rezystory małej wartości (od 0,1ohm)są dostępne w handlu o różnych mocach (na pewno od 2W w górę) i o wartościach wg szeregu E24 czyli 5% (..0,39, 0,43, 0,47, itd) więc problemu nie ma. Wartości spoza szeregu E24 raczej nie ma co dobierać (można przez równoległe łączenie z rezystancjami rzędu kilku-kilkunastu ohm) - ograniczenie prądu czy ich wyrównanie to nie apteka.

    0
  • #23 01 Kwi 2008 18:20
    FastProject
    Poziom 28  

    Troszkę się pogubiłem.
    Skąd wzięło się napięcie Ube=1,5V(domyślam się że z jakiejś charakterystyki TIP140 ale nie mogę tego wychwycić z datasheet'a.

    Mógłbyś rozrysować jak wyglądała by sztuczka z podwójnymi rezystorami sterującymi bazy tranzystorów?

    Tak w ogóle to takie zabezpieczenie przeciwzwarciowe nie jest chyba często stosowane? Zastanawiam się czy jest sens jego stosowania-w końcu zasilacz będzie miał ograniczenie prądowe.

    Znacie może jakieś inne sposoby zabezpieczenia zasilacza i tranzystorów mocy przez przekroczeniem maksymalnego ich prądu (zwarcia)?

    0
  • #24 01 Kwi 2008 20:17
    marekzi
    Poziom 38  

    Ube=f(Ic) dla TIP140 masz w http://www.fairchildsemi.com/ds/TI/TIP140.pdf , Figure 3 (z tym , że tam podano to jako Ubesat)
    i tu (Figure 5)
    http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TIP140-D.PDF
    gdzie jest Ube=1,4V dla Ic=1A. Ta "sztuczka" wyglądać może tak: (oznaczenia wg wycinka schematu z postu 30 Mar 2008 22:34 ) R45-R47 maja wartość 0,47ohm/2W i pełnią rolę rezystorów emiterowych co opisałem wyżej. Jednakże napięcie na tych rezystorach osiągnie wartość 0,6V (włączając ograniczenie prądu za pomocą T5-T7) już przy Iwy=ok. 3,7A (prądzie kolektora każdego z T2-T4 o wartości ok.1,2a) - a to za wcześnie.Napięcie maksymalne na tych rezystorach ma wg założeń osiągnąć 0,75V
    (Iwy=5A, Ic=1,7A), więc zrób tak: z punktu połączenia R45-R47 daj rezystor 82 ohm i dalej szeregowo rezystor 20ohm, którego drugi koniec dołącz do punktów E1, E2, E3 - odpowiednio. Bazy T5-T7 odłącz od E1, E2, E3 i podłącz do punków połączenia rezystorów 20ohm i 82ohm.
    Sprawdź- oblicz przy jakim Iwy (czyli jakim Ic) napięcie Ube tranzystorów T5-T7 osiągnie 0,6V?

    To nie jest zabezpieczenie przeciwzwarciowe w dokładnym tego słowa znaczeniu - to jest tylko ograniczenie prądu zwarcia - i tu nie bardzo rozumiem twoje słowa: (cyt.) " Zastanawiam się czy jest sens jego stosowania-w końcu zasilacz będzie miał ograniczenie prądowe. ". To stabilizator ma ograniczenie prądowe (będące w jakimś stopniu zabezpieczeniem przeciwzwarciowym). O zabezpieczeniu zasilacza (trafo-elektrolity)na razie nic nie wiem. Chyba że masz tu na myśli pomiar prądu i sygnał ON/OFF z części cyfrowej - wyłączenie Uwy. stabilizatora.
    Ja jestem starej daty i pamiętam czasy gdy popularne było powiedzonko-żart: "Tranzystor jest najlepszym bezpiecznikiem. Tylko dlaczego ma 3 końcówki?" - mam nadzieję, że "łapiesz" o co chodzi? Dlatego namawiam Cię do zastosowanie tego ograniczenia prądu, bo zabezpieczeń nigdy za wiele i jest to sprawdzone rozwiązanie, także jeśli chodzi o szybkość działania.

    0
  • #25 01 Kwi 2008 23:33
    FastProject
    Poziom 28  

    Hmm...cudowałem, kombinowałem obliczyć to z dzielnika napięcia zakładając napięcie Ube=1,5V ale nie udało się. No nie wiem skąd wzięły się wartości 82Ω i 20Ω i chyba brak mi wyobraźni albo wiedzy do obliczenia tego więc ponownie proszę o pomoc.

    Zakładam że wprowadzone zabezpieczenie powinno wyglądać następująco:
    Zasilacz symetryczny sterowany cyfrowo na MOSFET.

    0
  • #26 01 Kwi 2008 23:57
    marekzi
    Poziom 38  

    O .... nie.
    T.zn. będzie OK, gdy opornik 0,47ohm/2W (ten t.zw 'emiterowy") dołączysz między emiter tr. mocy a emiter tranzystora małej mocy - nie widzisz, że tego opornika tu brakuje? - prąd 1,7A miałby płynąć którędy - przez 20+82ohm?. Dorysuj ten opornik 0,47ohm i przyjrzyj się - prąd tr. mocy płynie przez 0,47ohm, na nim powstanie spadek napięcia o wartości od 0V (Ic=0) do 0,75V (Ic=1,7A),czyli prawidłowo, bo to napięcie to połowa Ubemax dla Ic=1,7A. Ale tranzystor małej mocy (ten kontrolujący prąd) będzie widział (baza-emiter) tylko część tego napięcia - a dokładnie ułamek o wartości 82:(20+82)=ok. 0,8X0,75V=0,6V.
    Napięcie Ube=1,5V dla TIP140 nie ma tu nic do rzeczy - ono jest ważne tutaj tylko dla oszacowania wartości oporników emiterowych (prześledź jeszcze raz co pisałem o tym wcześniej). Znając wartość tego napięcia zmniejszasz je do wartości 0,6V dzielnikiem oporowym. To wszystko.
    Dlaczego do wartości 0,6V - chyba też wiesz - to wartość napięcia Ube, przy której tranzystor (ten małej mocy) zacznie przewodzić obniżając napięcie bazy tranzystora mocy - zmniejszając jego wysterowanie - obniżając Uwy - stabilizujac prąd Iwy na poziomie 5A.

    0
  • #27 02 Kwi 2008 16:23
    FastProject
    Poziom 28  

    No teraz to już wszystko jasne:-).Po prostu nie dorysowałem rezystora emiterowego i liczyłem bez niego.
    Że Ube=0,6 do 0,7V w tranzystorach to wiem :)
    Dla mojego i może innych spokoju załączam kolejny poprawiony schemat.

    Teraz pozostaję mi zbierać brakujące elementy i pisać program:)
    Rezystory z dzielnika o wartościach 20Ω i 80Ω mogą być standardowe tzn 0,125W bo wydzielą się na nich odpowiednio 1 i 4mW-zgadza się?

    Podziękowania!!!

    Pozdrawiam
    Daro

    0
  • #28 02 Kwi 2008 19:43
    marekzi
    Poziom 38  

    Na zakończenie dodam tylko, że w dzielnik (20+82ohm) ten powinieneś zrobić np w postaci stałego 47ohm (od strony emitera T5-T7) +100ohm regulowany (t.zw. podkówka - ale stabilna - "helitrim" - od strony emitera T2-T4). Opornik 0,47ohm 20ohm i 82ohm masz stałe - sumaryczna możliwa odchyłka to 15%, Ube tranzystorów ograniczających =0,6V to wartość umowna (i zmienna z temperaturą) - jest wiele powodów, aby zrobić ten dzielnik regulowanym i na końcu wyregulować prąd ograniczenia na np. 5,2-5,5A, aby stabilizator dawał pewne 5A w całym zakresie napięcia i temperatur.

    0