Нормален ли нагрев транзистора или я чегото недопонимаю?

[Саша_1982]

1.JPG

Схема с 1 транзистором номиналы кроме дросселя такие же ка на схеме.

(23.38 КБ) 662 скачивания

Вобщем собираю преобразователь небольшой мощности но стал вопрос о нереальном нагреве ключей, сначала все запускал с трансформатором вместо активной нагрузки ток через ключи (2ключа работают попеременно) был 30А напряжение на нагрузке 10,5V нагрев ключей и радиатора просто космический за 15-20сек, решил потестить на активной нагрузке. средний ток 4А (аналоговый амперметр) через 1 ключ напряжение на нагрузке 10V все равно меньше но грееться. Подключаем на затвор постоянный сигнал 9V ток через ключ 8А ключ холодный. Как их использовать чтоб все не грелость то в описании он 47Ампер держать должен и при его 0,021Омах и не греться совсем что в принципе и происходит если его просто открыть. Думал снизить частоту но и так писк слышен и Коту это однозначно не нравиться )))) По осциллограммам я так понял что у меня ключ еще до конца не открываться т.е. на нем присутствует 0,5V хотя если открыть постоянно то около 0 причем при включении 2 транзисторов параллельно это напряжение падает пропорционально нагрев тоже уменьшается может это быть причиной? Во общем Хелп кто разбирается я уже месяц на месте топчусь.

[nik-as]

1. Какой преобразователь собираем?
2. Ты уверен что дроссель именно там должен быть, да и подключение осциллографа оставляет желать лучшего?
3. Уменьши затворный резистор на порядок.

[Саша_1982]

Преобразователь с 10V на 35V Мощность 100Вт (не пиковая) с ограничением по току 3А и по напряжению 35V Во вторичной цепи (для питания 100W светодиода а может быть если получиться то и парочек пока с одним уже проблемы). Насчет дросселя, снчало вообще его не ставил при раздельном питании драйвера, TL494 и силовой части в нем особой необходимости не обнаружил а вто при объединение источников (2 автоаккумулятора 55Ач) с силовой цепи идет всякий мусор (хотя спорить не буду может это наводка на щупы оссцилла) вобщем пока так но если есть идеи готов попробывать ))) Насчет резистора уменьшал уже (1Ом 47Ом 100Ом) и без него запускал наверно на таких низких частотах роли не играет но могу ошибаться. Вобщем грееться одинаково уже бесит даже это уже не собери и пользуйся а какой то Научно Исследовательский институт на столе )))) Побывал другие транзисторы с более низким сопротивлением открытого канала (нагрев меньше, сравнивал в параллельном включении но все равно значительный), и с логическим уровнем (разницы не заметил), даже повышал напряжение на затворе чтоб более сильнее открыть транзистор (Может кому интересно более 20V на затвор лучше не подавать -2шт за полсекунды), Делал драйвер по другой схеме с одним транзистором и диодом (вроде результат лучше но тоже оставляет желать еще лучшего), Хотел уже разобрать китайский преобразователь с 12-220 чтоб снять с него осциллограммы (скорее всего так и сделаю в скором времени) и буду стремиться к ним. Китайский преобразователь кстати 150W галогеновый прожектор 2 часа питал и холодный тут какие то 40ватт и все грееться. Думал может с TL-кой что то не то, взял импульсы с mc34063 те же яйца ))))))))) Думал почитать про процессы в транзисторах но интеграллы что то мне не даються ))))))) Если что любые идеи и пожелания попробую проверить в железе. Насчет снятия осциллограмм а как лучше?

[Slabovik]

Резистор в затворах - уменьшать до 4,7, максимум 10 Ом. Резистор из баз - убрать нафик.
Дроссель сразу после диодов на выходе обязателен. Никакого конднесатора в этом месте....
В общем, для питания двух 35-Вт матриц (включались параллельно) я делал вот так:
Схема: http://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=174227
Подключение матриц: http://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=174228

Ключевой момент здесь в получении более высокого напряжения для схемы управления, что позволяет прекрасно работать от пониженного напряжения. Ну и фишка от использования автотрансформатора здорово экономит на его размерах.

[Саша_1982]

Так резистор в затворе уменьшил до 5Ом (два параллельно по 10), управление затвором по схеме с одним транзистором диодом и резистором 1К, (download/file.php?id=174227), Из плюсов ток вырос до 5А до этого был 4А в нагрузке, Из минусов как нагревался так и грееться может я от них слишком многого хочу может он и должен нагреваться??? Им радиатор пластина 5*5 см 2мм в толщине не маловата? Насчет выходного куска схемы все уже у меня вроде сделано там диоды быстрые нужны конденсаторы буду ставить не электролиты дроссель само собой уже опыт почти взорвавшегося конденсатора есть (для тех кто как я пробует Дроссель ставить это табу иначе на сглаживающий конденсатор падет плохая карма и трансформатор мотать кучкой мелких проводков меньше греться будет), Slabovik-А ты ток на транзисторах или хотя бы всей схемы не мерил и как у тебя транзисторы сильно грелись? если сможешь померь пожалуйста, уже под достала эта поделка. уже новые диоды едут а я еще пробный не запитал. В идеале хотелось бы постоянных ватт на 500 преобразователь пусть будет даже на дорогих элементах не важно тут дело не в экономии, уже столько всего испустило дух что не пересчитать одних диодов в выпрямителе штук 10 раз 20 переделан трансформатор (остановился на трансформаторе из АТХ БП там бываю маленькие и большые лучьше большой на нем мотать удобно разбирается легче если опустить в кипяток). Если кто разбирается в сигналах вот последняя осциллограмма хотя она мало отличается от предыдущих. Может кто скажет на открытом ключе нормально что остается напряжение при работе в импульсном режиме? И еще мысль посетила если провода греются то почему лапкам транзистора не греться а от этого и всему корпусу и т.д.

[Slabovik]

Я практически не понимаю ваш нетабуированный текст.

для тех кто как я пробует Дроссель ставить это табу иначе на сглаживающий конденсатор падет плохая карма и трансформатор мотать кучкой мелких проводков меньше греться будет

Что это значит?

Также необходимо увидеть вашу схему, а не тестовые огрызки из симулятора.

Ладно. Вот это должно быть на стоках транзисторов (снято с рабочей схемы, показанной мной выше, при питании её от 10 вольт)

Вот это должно быть на их затворах: http://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=157231 (в синих кружках - ступенька Миллера)

Ваши осциллограммы неясно откуда сняты...

[nik-as]

Преобразователь с 10V на 35V Мощность 100Вт

Тогда ты не ту топологию выбрал, тебе лучше смотреть в сторону трансформаторных преобразователей.
Пример в даташите, нужно только биполярники заменить на полевики.

[neon]

не тема, а несвязанный поток создания. Где схема? Что есть сильно нагревается? Сделать чтобы транзисторы не грелись совсем, как желает автор, не выйдет. В общем нет конкретного ТЗ.

Применять разделённый дроссель и трансформаторы в этой схеме, как и 2-х фазный преобразователь с взаимосвязанным дросселем, при выходном токе всего 3 А, просто бессмысленно.

[Саша_1982]

Тогда ты не ту топологию выбрал, тебе лучше смотреть в сторону трансформаторных преобразователей.
Пример в даташите, нужно только биполярники заменить на полевики.

Это пока еще эксперименты.
Собирал схему похожую на эту http://radioskot.ru/publ/bp/skhema_preo ... a/7-1-0-91 отличие было только в ограничении по току и напряжению и ключей в 2 раза больше, но не устроил нагрев ключей вот теперь разбираю схему по частям ищу в чем проблемка ))))))))))))))))

[Саша_1982]

не тема, а несвязанный поток создания. Где схема? Что есть сильно нагревается? Сделать чтобы транзисторы не грелись совсем, как желает автор, не выйдет. В общем нет конкретного ТЗ.

Применять разделённый дроссель и трансформаторы в этой схеме, как и 2-х фазный преобразователь с взаимосвязанным дросселем, при выходном токе всего 3 А, просто бессмысленно.

Схема в активном процессе она с каждым часом изменяется ее как таковой нет.

Про ТЗ. Цель данной темы понять почему ключ 76121P (47A) при статическом открытии вообще не греется хотя ток через него протекает 12А а при открытии его импульсами с частотой 20Кц и амплитудой импульсов 10V начинает значительно нагреваться даже при 2А среднего тока.

Сильно нагревается это в моем понятии через 20-30сек к радиатору 5*5см не прикоснуться пальцем через 2-3 минуты отпаиваются провода ))))))))))))

Выделения тепла хотелось бы по максимуму минимизировать. Счас делаю питание для светодиода и как то глупо ставить и на преобразователь гигантский радиатор и на светодиод который тоже греется не слабо, это поделка скорее для освещения а не для обогрева. )))))))))))

[Саша_1982]

Также необходимо увидеть вашу схему, а не тестовые огрызки из симулятора.

Симулятор я использую только чтоб схему рисовать.

Так теперь по схеме. Генератором импульсов в последней схеме служит Tl494 частота 40Кгц я думаю ее рисовать никому не нужно схема стандартная сигнал снимается с 9 или 10 ноги. На ней обычные прямоугольные импульсы ничего сверх естественного.

Ваши осциллограммы неясно откуда сняты...

Сделал новые осциллограммы сняты они с точек A и B .
Вопрос 1: Я вот никак не пойму почему у меня они отличаются от ваших?
Вопрос 2: И что за выброс такой выходе? Он кстати исчезает при параллельном включении еще одного транзистора (при свободном затворе) но параллельный начинает нагреваться а рабочий остается холодным. (Схема 2)
Вопрос3: Как убрать этот выброс?

Спасибо за осциллограммы.

[neon]

Цель данной темы понять почему ключ 76121P (47A) при статическом открытии вообще не греется хотя ток через него протекает 12А а при открытии его импульсами с частотой 20Кц и амплитудой импульсов 10V начинает значительно нагреваться даже при 2А среднего тока.

к статическим потерям прибавляются динамические. Сопротивление резистора в цепи затвора сделайте в пределах несколько Ом.

Сделал новые осциллограммы сняты они с точек A и B .

что вам это даст? Необходимо проводить измерения на затворе относительно земли.

Он кстати исчезает при параллельном включении еще одного транзистора (при свободном затворе) но параллельный начинает нагреваться а рабочий остается холодным.

незадействованный MOSFET играет роль конденсатора с ёмкостью, которая зависит от приложенного напряжения между стоком и истоком.

[Slabovik]

Ага, попались! В общем, занимаетесь ерундой. Собственно, все с этого начинают. Ваша основная ошибка, что вы к проектированию мощной импульсной схемы подходите с методикой монтажа детекторного приемника. Так просто нельзя. Не потому что нельзя, а потому что работать не будет. Вот выброс ваш. Есть мысли о том, откуда он? А я, кажется, знаю И ключ вы выбрали неправильно. Выбирали по параметру RdsOn? А как же остальные параметры? Не, ключ хороший, но.... не для этой схемы.

В общем, если хотите реальной помощи, то ваша задача:

1. Нарисовать схему. Пусть с ошибками или недочётами, но она должна быть. Нарисуете - покажете сюда. Со всеми деталями, в т.ч. и теми, про которые не говорят, т.к. это не мешает в случаях, подобных вашему, их не ставить. Увидим проблемы - будете править с нашей помощью.
2. Печатная плата. Должны быть. Все отладки производить на печатной плате. Отлаживание методом "на проводах" в таких случаях не ценится, и даже вредно. Нарисуете - покажете. Косяки также будете править самостоятельно по нашим подсказкам...

В общем так...

незадействованный MOSFET играет роль конденсатора с ёмкостью, которая зависит от приложенного напряжения между стоком и истоком.

Неверно. Был бы емкостью - не грелся бы. В данном случае транзистор греет dv/dt на его стоке. Про эффект Миллера вспоминаем. При резком росте напряжения на его стоке транзистор приоткрывается. Условия у второго (неуправляемого) транзистора для этого созданы абсолютно все. Приоткрываясь, транзистор рассеивает на омическом сопротивлении перехода мощность. Когда второго транзистора нет, приоткрываться приходится управляемому транзистору. Условий для этого тоже достаточно - про неправильный выбор типа я упомянул...

[neon]

Неверно. Был бы емкостью - не грелся бы.

я не описывал причины нагрева, а только влияние ёмкости параллельного транзистора на выбросы.

[Саша_1982]

к статическим потерям прибавляются динамические. Сопротивление резистора в цепи затвора сделайте в пределах несколько Ом.

Уже побывал многие номиналы и даже вообще без сопротивления. Эффекта нет.

что вам это даст? Необходимо проводить измерения на затворе относительно земли.

Все проводиться относительно земли один щуп в точку А другой в В.

незадействованный MOSFET играет роль конденсатора с ёмкостью, которая зависит от приложенного напряжения между стоком и истоком.

х.м. ставил и конденсатор вместо незадействованного транзистора разных номиналов из плюсов высокочастотные импульсы пропадают. Если интересно могу даже их выложить.

[Саша_1982]

Ага, попались! В общем, занимаетесь ерундой. Собственно, все с этого начинают. Ваша основная ошибка, что вы к проектированию мощной импульсной схемы подходите с методикой монтажа детекторного приемника. Так просто нельзя. Не потому что нельзя, а потому что работать не будет. Вот выброс ваш. Есть мысли о том, откуда он? А я, кажется, знаю И ключ вы выбрали неправильно. Выбирали по параметру RdsOn? А как же остальные параметры? Не, ключ хороший, но.... не для этой схемы.

Ну все с ерунды начинают ))) С монтажем полностью согласен но пока делать для каждого узла по печатной плате когда слабо понимаешь за что какие элементы отвечают как то напряжно.)))) уже есть 2 генератора на TL494 у которых то частоту не поменять по быстрому то компаратор не задействовать. Эта макетка более гибкая получилась. Насчет выброса уже нашел откуда он полностью не истребил но значительно уменьшил. Выбирал транзистор из наличия по току (есть мощнее но их жалко) рассеиваемой мощности и открытого канала. Смотрел еще на время включения/выключения но у него все в наносекундах для моих 20кгц я думаю это не глобально. Если я неправ поправте буду только рад.

В общем, если хотите реальной помощи, то ваша задача:

1. Нарисовать схему. Пусть с ошибками или недочётами, но она должна быть. Нарисуете - покажете сюда. Со всеми деталями, в т.ч. и теми, про которые не говорят, т.к. это не мешает в случаях, подобных вашему, их не ставить. Увидим проблемы - будете править с нашей помощью.
2. Печатная плата. Должны быть. Все отладки производить на печатной плате. Отлаживание методом "на проводах" в таких случаях не ценится, и даже вредно. Нарисуете - покажете. Косяки также будете править самостоятельно по нашим подсказкам...

В общем так...

До окончательно схемы если не разберусь с работой ИБП пока далеко там в проекте планируется питать 3-5 светодиодов по 100W. Инвертор будет один после выпрямления тока будут ключи с шим сигналом для каждого светодиода с контролем тока и температуры для каждого, также будет контроль температуры самых тепловыделяющих элементов инвертора для включения вентилятора (если он понадобиться хотелось бы без него), всем будет управлять AVR контроллер с возможностью включения этого всего по SPI или UART возможно с PHP страницы. А еще забыл про сенсорную панель на чипе QT100A. Уткнулся пока в Инвертор поэтому я с вами )))

Про отлаживание на проводах что вредно уже оценил ))) Может быть силовую часть сделаю на печатке но она пока непонятно какого вида должна быть.

Неверно. Был бы емкостью - не грелся бы. В данном случае транзистор греет dv/dt на его стоке. Про эффект Миллера вспоминаем. При резком росте напряжения на его стоке транзистор приоткрывается. Условия у второго (неуправляемого) транзистора для этого созданы абсолютно все. Приоткрываясь, транзистор рассеивает на омическом сопротивлении перехода мощность. Когда второго транзистора нет, приоткрываться приходится управляемому транзистору. Условий для этого тоже достаточно - про неправильный выбор типа я упомянул...

Работа не подключеного транзистора по осциллограмам похожа на работу стабилитрона а емкость по экспериментам создает колебания. Причем не подключенный транзистор срезает сам выброс не трогая все остальное.
Может глупость спрошу, а не может этот выброс сверху, резать что то внутри транзистора??? Может совпадение но срез идет на 28V а рабочее напряжение транзистора 30v?


Из хорошего выброс уменьшил. Нагрев уменьшился теперь за 4 минуты при среднем токе 6А радиаторе 5*5см ключ немного теплый. Вентилятор все равно приходиться включать периодически но и это уже неплохой результат.

Теперь вопросы.
1) Если я увеличу количество ключей то по идее тепловыделение они распределят между собой?
2) Какие параметры ключа для меня существенны???
3) Нужна ли гасящая RC цепочка на сток-исток или высоко частотные колебания не критичны?
4) Могут ли лапки транзистора нагреваться из за большого тока заметил что сечение их невелико а провода подводящие питание с большем сечением нагреваются, или у них сплав специальный и опасаться не стоит?
5) Какой тип драйвера лучьше выбрать ? Скорее всего будут несколько ключей и я думаю что лучше на 2 транзисторах он мне кажется помощней.

[Саша_1982]

Спасибо всем кто помогает. Все ваши советы очень важны. Спасибо.

[neon]

Может глупость спрошу, а не может этот выброс сверху, резать что то внутри транзистора??? Может совпадение но срез идет на 28V а рабочее напряжение транзистора 30v?

Вот и ответ: «Величина энергии лавинного процесса является мерой способности полевого транзистора рассеивать энергию лавинного пробоя в переходе сток/исток. При этом полевой транзистор действует практически как мощный кремниевый стабилитрон. В идеале, полная запасенная энергия лавинного процесса должна быть ограничена только размером и полным тепловым сопротивлением транзистора, но в реальной ситуации другие факторы также накладывают дополнительные ограничения на рабочий режим».

Насчёт нагрева транзистора: «Во время проведения испытаний при одиночных импульсах с лавинным процессом температура перехода быстро увеличивается. Так как температура перехода увеличивается, коэффициент усиления паразитного биполярного транзистора тоже увеличивается, а потенциал перехода уменьшается. Поэтому, хотя полевой транзистор MOSFET вероятнее всего и не выйдет из строя на ранних этапах работы в условиях лавинного процесса, отказ может произойти позже, потому что критический ток пробоя достигается при возрастании температуры перехода. Данные рабочие характеристики определяют два параметра, обычно ограничивающие способность мощных транзисторов работать с лавинным процессом, а именно, максимальное значение критического тока и максимальная температура кристалла. Из-за взаимозависимости между этими двумя параметрами наиболее неблагоприятный режим возникает при их комбинации, который обычно не возникает при проведении испытания с одиночным импульсом, приведенного в справочнике. Но с ним (режимом) можно столкнуться в реальных условиях работы».

Можете почитать полностью статью, если вам интересно: https://dl.dropboxusercontent.com/u/162 ... _03_40.pdf

На главные вопросы ответ я нашёл. Идём дальше:

1. Так вы снизите общие статические потери. Для вашего проекта хватит одного современного MOSFET.
2. Это не тот случай, когда приходится выбирать транзисторы с выдающимися характеристиками.
3. При грамотном монтаже и при такой мощности в снаббере нет необходимости, особенно если не стоит задача обеспечения ЭМС.
4. При ваших 100 Вт и транзисторах в корпусе TO-220 можете на этом не заострять внимание.
5. Выбирайте нормальную микросхему повышающего преобразователя, которая имеет встроенный драйвер MOSFET.

Неверно. Был бы емкостью - не грелся бы. В данном случае транзистор греет dv/dt на его стоке.

ваше предположение легко проверить измеряя напряжение на затворе неработающего транзистора. Вероятную причину нагрева я написал выше.

[Телекот]

Вопрос 2: И что за выброс такой выходе? Он кстати исчезает при параллельном включении еще одного транзистора (при свободном затворе) но параллельный начинает нагреваться а рабочий остается холодным. (Схема 2)

Выброс получается из за индуктивного характера нагрузки, скорее всего вы используете длинные провода. Для таких схем надо ставить блокировочный конденсатор по питанию, и как можно ближе к вашему транзистору.

[Саша_1982]

Всем Спасибо за помощь. Насчет выброса - Да он был из за проводов и видимо из за него и шел нагрев.
Спасибо neon-у за статью реально полезная и нетрудная в понимании советую прочитать.


Я на форуме новичок и поэтому созрели вопросы.
1) Тему удалять надо или так и оставить?
2) Тут есть какие-нибудь "лайки" чтоб за ответы поставить?
3) Есть ли ветка форума по управлению транзисторами? (мне еще надо 12V вентилятор с шим сделать, привод замка подключить к МК (в нем уже стоит мотор от стеклоочистителей) а там провода будут подлиннее и видимо новые трудности меня ждут с выбросами)

4) Мало ли кто знает Электронный балласт от ЛДС это тоже из импульсной электроники? (в планах нужны будут на 160W а таких в продаже даже нет)