Выбор силовых импульсных транзисторов для инвертора.

ВячеславX

Здравствуйте. Со всеми основными параметрами я разобрался, но есть один вопрос. Можно сказать, решающий и основной. Как определить способность транзистора работать на высоких частотах? А именно как уменьшается рабочий ток с увеличением частоты. Для некоторых транзисторов в документации есть нужный график, выглядит он вот так:

Но для большинства транзисторов этот график НЕ ПРИВОДИТСЯ!!! Но зато всегда есть ещё один график, по которому я думаю, можно как то рассчитать ток транзистора на нужной частоте. Ну или примерно понять. Вот этот график:

Здесь по отдельности вроде все понятно, но как из этих данных можно понять какой ток может выдержать транзистор на данной частоте??? (Ну или более правильно с заданными параметрами скважности). Буду благодарен за разъяснение!

Реклама

Телекот

http://microsin.net/adminstuff/hardware ... orial.html

Реклама

ВячеславX

Спасибо. Автор статьи похоже не особо разбирался, сухая теория. Я примерно понял - надо рассчитывать ток по допустимой температуре кристалла, которая рассчитывается по мощности на кристалле и времени. Но это если справедливо утверждение, что ток через кристалл ограничен только тепловыделением.

Fuser

статья хорошая но с маленькой ошибкой как раз в примере расчета мощности динамических потерь, там в расчете стоит f - (Eon + Eoff), вместо минуса должен стоять знак умножения.
а по сути все так и есть, ток кристалла ограничен тепловыми потерями, при превышении некоторого порога происходит необратимый тепловой пробой.
суть всех расчетов сводится к паре действий- сложению динамических и статических потерь, и определению, "влазит" ли по мощности транзистор при определенной температуре корпуса и кристалла.

Реклама

linuxdude

В даташитах приводятся как минимум времена задержек открытя/закрытия и сами времена. Этого более-менее достаточно для понимания свойств транзистора как ключа.

Если времена фронтов становятся сравнимы с временем периода, транзистор по сути утрачивает ключевые свойства и работает в линейном режиме большую часть времени. И дико греется, соответственно. Так что КПД плохой и смысл такого преобразования стремится к нолю. Это зависит не только от транзистора но и от управления затвором, насколько оно успевает с нужной скоростью заряжать и разряжать полевик. Чем выше частота тем выше требования к схеме управления затвором, опять же.

Соверменные MOSFET можно догнать до минимум несколько МГц, если не десятков. Но во первых, есть мощность идущая на перезаряд затвора. Чем выше частота, тем эта мощность больше и сложнее ее в затвор вкачивать. В какой-то момент потери от этого начинают перевешивать, смысл увеличивать частоту отпадает. Во вторых, есть другие компоненты схемы, которые могут не оценить рост частот. Наиболее очевидный - индуктивности, у многих магнитных материалов потери на перемагничивание начинают греть сердечник. В какой-то момент трансформатор или индуктивность может начать перегреваться от потерь в сердечнике. КПД это опять же не улучшит. А еще высокочастотная схема начинает здорово излучать. Это засоряет эфир и наводится на все что вокруг, вызывая сбои. Поэтому до какой частоты имеет смысл та или иная схема - надо смотреть комплексно, по сочетанию многих факторов.

Реклама

ВячеславX

[uquote="linuxdude",url="/forum/viewtopic.php?p=3333005#p3333005"]Поэтому до какой частоты имеет смысл та или иная схема - надо смотреть комплексно, по сочетанию многих факторов.[/uquote]
На сегодняшний день сложилась ситуация, когда единственным ограничивающим элементом повышения КПД и уменьшения цены и габаритов являются ключи, точнее их быстродействие.
А по поводу длительности открытия и закрытия транзистора - это действительно определят выделяемую мощность, но одни транзисторы её держат, другие нет. В импульсе выделение мощности достигает 50 кратного превышения средней рассеиваемой. Рассчитать напрямую исходя из средней выделяемой мощности на кристалле здесь нельзя.

Реклама

moLCHec

Вячеслав, при использовании режимов мягкого переключения быстродействие открывания не сильно важно и без существенного увеличения потерь можно поднимать частоту. Если это необходимо.
Последнее время занимаюсь резонансными преобразователями LLC, при мощности 150-180Вт транзюки даже без радиатора в ТО220 уверенно держат в закрытом корпусе. При 250-300Вт радиаторы мелкие справляются с тепловым сопротивлением 20-25 градус/Вт.
Как то на мой взгляд не очень корректно ваше утверждение.
А вообще ключи в паре с драйвером выбирают и быстро включить не всегда хорошо, помехи будут. Короче задача комплексная и универсального рецепта нет. Примерное время включения транзистора можно вычислить исходя из заряда затвора и силы тока драйвера + задержка включения транзистора.

ВячеславX

[uquote="moLCHec",url="/forum/viewtopic.php?p=3337252#p3337252"]Вячеслав, при использовании режимов мягкого переключения быстродействие открывания не сильно важно и без существенного увеличения потерь можно поднимать частоту. Если это необходимо. Последнее время занимаюсь резонансными преобразователями LLC, при мощности 150-180Вт транзюки даже без радиатора в ТО220 уверенно держат в закрытом корпусе. При 250-300Вт радиаторы мелкие справляются с тепловым сопротивлением 20-25 градус/Вт.[/uquote]
Быстродействие открывания??? Вы наверно опечатались. В обычных схемах, где транзисторы нагружены на индуктивность (а это 99% всех схем), открывания и так происходит без нагрузки. И открывание обычно быстрее чем закрывание. Зато двойная нагрузка будет при закрывании. Я знаю методы как снизить эту нагрузку.
1 - резонансная нагрузка,
2 - применение цепочек, которые кратковременно могут брать на себя ток переключения.
Но в моём случае (для частотника) это не оправдано. Сильно усложняется схема. Проще купить более дорогие транзисторы.

Energizer-A

ВячеславX писал(а):Но в моём случае (для частотника) это не оправдано. Сильно усложняется схема. Проще купить более дорогие транзисторы.

какова моща ?? если мелкая нужна -- модули готовые есть замечательные,
со встроенным драйвером - к примеру irams 10-16-20
на рассыпухе не актуально для таких мощностей кмк.

ВячеславX

[uquote="Energizer-A",url="/forum/viewtopic.php?p=3337470#p3337470"]модули готовые есть замечательные[/uquote]
Я хочу сделать ещё более замечательные, для серийного производства. Малая мощность это вообще не проблема. Хоть на IRAMS10UP60B, хоть на рассыпухе можно сделать. Будет основная плата, для разной мощности надо будет только ставить другие силовые транзисторы и более мощный драйвер управления затворами. Поэтому мне оптимальней на отдельных транзисторах. Плюс более гибкий выбор.