Разрабатываю: эквивалент нагрузки

[Леонид Иванович]

Планирую применить 4 шт. IRFP250N. Конечно, лучше было бы без "N", но сейчас таких не найти. Что касается IRFP4227PBF, то для него не приводятся графики ОБР для постоянного тока и даже для импульсных режимов длиннее 100 мкс. Но даже для 100 мкс виден довольно сильный загиб в результате эффекта Спирито. Что будет для DC - остается только гадать. Вероятно, ничего хорошего. Косвенно можно судить по крутизне: 49 S - это довольно много, для линейного режима транзистор не очень подходит.

[Vovk_Z]

Судя по даташиту, IRFP4227PBF оптимизированы для работы в импульсном режиме, а в режиме работы на постоянном токе их ОБР трудно сравнить, т.к. не указано.
Одно известно точно - Л.И. использует, IRFP250 (или 240), как более рапространенные и при этом, практически, самые дешевые (почти самые дешевые).
Короче говоря, навскидку, IRFP4227PBF - то же самое, может каплю мощнее, но и дороже.

О, уже ответили.

[_abk_]

Маленькая статейка про измерительные резисторы, 20...50ррм: http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=159451

[Леонид Иванович]

Они слишком низкоомные.

[maksipus]

Какое мнение о таком эквиваленте?

http://forum.cxem.net/index.php?showtop ... 03&st=3240
Автор пишет: "...У С5 -16В температурный коэффициент 150ppm, а у С2 -29В 25ppm ,50ppm и 100ppm...."

[Леонид Иванович]

В источнике питания PSL-2401 я применил 4 шт. МЛТ-0.5 по 1 Ом параллельно вместо С5-16, потому что у них оказался лучше температурный коэффициент. Но что-то низкоомное набирать слишком накладно.

[Vovk_Z]

Какое мнение об эквиваленте

Вполне себе эквивалент, если не считать того, что уж больно много резисторов - довольно муторная конструкция, подходит только для людей с прямыми руками . Логично ведь, что шунт из прецизионных резисторов лучше шунта из обычных резисторов.
Очень часто бывает проще сделать несколько параллельных резисторов, вместо одного мощного.

[maksipus]

уж больно много резисторов - довольно муторная конструкция,

Полностью согласен. Особенно когда надо несколько штук одинаковых сделать.
Автор очень качественно сделал изделие, только по моему монтаж крайне плотный. Теряется побочный эффект увеличения поверхности охлаждения.

Очень часто бывает проще сделать несколько параллельных резисторов, вместо одного мощного.

Или набрать определенный номинал. Низкоомные резисторы редко применяются в р\л конструкциях. Часто применяю МС34063, номинала 0,47Ом (в SMD-сверлить дырок не надо ) вполне достаточно для любого блока.

[Goblin]

На платах контроллеров HDD очень часто параллелят низко Омные резисторы...
Как мне думается, при таком включении общее сопротивление получится более точно если конечно разброс сопротивления в обе стороны.

[maksipus]

В статье "Схемотехника обратноходовых DC\DC преобразователей......." Ю.Семенов рекомендует наборные низкоомные шунты "для получения минимальной индуктивности шунта".

Как мне думается, при таком включении общее сопротивление получится более точно если конечно разброс сопротивления в обе стороны.

В самом наихудшем варианте теоретически получаем отклонение в 2 раза меньше.

[Nemod]

Когда-то давно делал электронную нагрузку. На шедевр не претендую, но она работала. Собирал на макетнице, радиатор от почившего частотного преобразователя. Сейчас в наличии есть лишь рисунок модели. Используется общий узел измерения тока, элементы которого следует подобрать максимально точно. Количество каналов нагрузки можно легко увеличить (уменьшить) в зависимости от потребностей. Опорное напряжение 4 вольта соответствует току нагрузки 4 А. Возможно, кому-то пригодится.

elektron nagruzka.jpg

(83.29 КБ) 1069 скачиваний

[Antech]

Здравствуйте.
Извиняюсь, читать тему полностью нет времени, просмотрел по возможости...
Я тоже хотел сделать простой эквивалент нагрузки, не получилось.
Сделал элементарный стаб тока на ОУ LM358 (с добавочной ООС из последовательных R и C против возбуждений). В качестве транзисторов использовал КТ829 (8 А, 60 Вт), IRF2807 (80+ F, 200+ Вт), IRL1104 (100+ А, 150+ Вт). Крепил на радиатор для проца (Zalman для TDP до 100 Вт), с термопастой (хреновой, но термопастой). Транзисторы прижимались к радиатору тесктолитовой пластиной.
Результат: дохнут транзисторы, не рассчитаны они на такой режим. Первым был IRF2807, успешно проверен на 4 А при примерно 7...10 В, теплоотвод субъективно также нормальный был (радиатор греется при выключенном вентиляторе), да и нормально был прижат транзистор к радиаторы + термопаста Titan Nano grease. После подключения к мощному БП (2 ATX последовательно, 24 В, 62 А) транзистор сгорел при 3 А тока (72 Вт).
Вначале решил забить на это (ну сильно греется транзистор, да и знаю про проблемы с локальной плотностью тока у мосфетов в линейном). Но не хотелось бросать проект, поэтому проверил на старинном КТ829 (тут-то все ОК в линейном). Те же условия. Сгорел на 1 А. Ладно, вдруг возбуждается стаб тока, добавил и проверил простую защиту по току (КТ342, 200 МГц по справочнику, коротит выход стаба тока на землю при росте напряжения на токоизмерительном резисторе). Следующий КТ829 - все нормально до 2 А (больше нельзя по мощности 60 Вт с учетом запаса). Я уже думал, что проблема решена... Поставил IRL1104 - проработал около минуты на 4.5 А и 24 В (больше нельзя по мощности 150+ Вт с учетом запаса). К сожалению, и этот транзистор накрылся (сомптомы те же: звонятся все выводы накоротко). При работе заметил (пощупал), что ножки полевика очень горячие, хотя он через термопасту к большому кулеру прижат, и вентилятор крутится на полную.
Напряжения в базе (829) и затворе (1104) измерялись осциллографом, во всех экспериментах с измерениями следов возбудов не обнаружено, ну и эти два транзистора уже были при быстрой токовой защите, порог срабатывания которой медленно увеличивался многооборотным подстроечником.
Подробный анализ даташитов показал, что параметры для транзисторов были в пределах нормы (ток, мощность). Возможно, температура перехода (junction temperature) была слишком велика, по расчетам, уже постфактум, она оказалась "на бровях". Или сыграл роль эффект проблемности мосфетов в линейном. Что было с первым КТ829 - непонятно, возможно, просто старый он очень (около 30 лет) и ухудшился теплоотвод от перехода (второй при в 2 раза большем токе нормально отработал).

В общем, на данный момент решил закрыть этот проект. Слишком жесткие условия для транзисторов, на нормальные параметры (мне нужно до 10 А и до 100 Вт) нужно параллелить полевики, причем подбирать специальные мощные для линейного режима, и очень похожие (чтобы открывались почти при одинаковых напряжениях в затворах). С учетом имеющегося радиатора... Там два-то в TO-220 в лучшем случае приделаешь...

Также заметил несовпадения в даташитах IR. Указана мощность для TO-220 до ~50 Вт. И в том же даташите мощность транзистора 100...300 Вт, без всяких указаний по времени работы в таком режиме. Но даже если просто посчитать junction temperature при заданных термосопротивлениях и мощностях, то получается намного больше допускаемых 175 *C при 25 *C на поверхности радиатора. Так что реально, ИМХО, примерно до 40...50 Вт можно от "обычных" мосфетов в ТО-220 получить (типа IRF1010, IRL1104, IRF2804, IRF2807). Не рассчитаны они на такой режим, и вообще оптимизированы для ключевого при малом нагреве. Например, на тестах buck converter с IRF1010Z (правда, от маломощного БП) я вообще нагрузку коротил несколько раз и транзистор нормально выжил (тот БП не сможет дать такой ток, чтобы убить 1010Z в ключевом, а вот в линейном при недостаточном теплоотводе - легко, но это несколько оффтоп, т.к. именно электронная нагрузка всегда тестилась с хорошим теплоотводом).

[Vovk_Z]

Если коротко: ТО220 это около 50 Вт на постоянном токе, ТО247 70..80 Вт, некоторые транзисторы до 100 Вт. Причины уже объяснялись.
Те транзисторы, что вы пробовали - навскидку, помнятся мне, как низковольтные (до 100 В), у них ОБР еще меньше, чем у высоковольтных.
На первых станицах даташитов обычно пишут тепловые сопротивления (обычно, два числа, сложите их) разберитесь с ними.

[sep]

Внутренности киловатной нагрузки http://www.eevblog.com/forum/testgear/b ... -teardown/

[sep]

Поэкспериментировал со схемой управления полевиком. За основу взял схему от немецкой нагрузки EL9000. Схема работала одинаково, что с комплементарным эмиттерным повторителем, что и без него (как и говорил Леонид Иванович). Поэтому поначалу от повторителя отказался. Так как выполнить монтаж будущей конструкции нагрузки звездой будет весьма проблематично, пришлось добавить в схему дифусилитель. На параметры он практически не повлиял. Схема устойчиво работала и обеспечивала фронт от 1uS. Но при уменьшении напряжения до 8 вольт, как оказалось, появлялось возбуждение, кардинально устранить которое удалось только шунтированием затвора низкоомным резистором и добавлением усилителя тока на BC337. В таком варианте нижний предел напряжения 3 вольта. Итак, что имею: модуль на 2.5 А вольт до 50 (реально испытывался пока до 30) с фронтом от 1uS, номинальное входное напряжение 1 вольт.

фронт 10uS красный - входной сигнал с функционального генератора изменяется от 100mV до 1100mV, желтый - напряжение на истоке

фронт 1uS

фронт 500nS

фронт 1uS 30V голубой и 3V желтый

На данный момент приступил к проектированию печатки на два канала (5А). Планирую вписаться в размер квадратного радиатора с куллером от процессора...

[Алексей FAV]

Спасибо за схемку, в общем и целом работает.
выложу свою версию платки

[maksipus]

Если коротко: ТО220 это около 50 Вт на постоянном токе, ТО247 70..80 Вт, некоторые транзисторы до 100 Вт.

Может ошибаюсь, но 50 Вт многовато для ТО220 будет. Все таки DC нагрузка это не УНЧ. Мне например, надо иной раз несколько часов Мах мощность рассеивать.
Примерно прикинул и получил такие картинки:

sep ссылку дал на 1200w нагрузку. Там IRFP250 по 37,5Вт рассеивают. У меня вышло, что IRF540N & 840 30Вт в DC режиме, IRFP250 60W.
( цетные линии я нарисовал)

[Vovk_Z]

irf540, irf840 не подходящие транзисторы для эл. нагрузки, у них другая "спецификация".
В ТО220 есть транзисторы (с очень низким тепловым сопротивлением и большой ОБР), позволяющие выжать почти до 100 Вт с корпуса.
Вот, например, PSMN5R6-100PS. Но, он стоит столько же, или больше, чем популярные irfp240, irfp250 в корпусе ТО247. Точнее сказать, я его вообще не вижу в продаже.

[maksipus]

irf540, irf840 не подходящие транзисторы для эл. нагрузки,

Разве? Ошибаетесь.
Agilent 60501B и 60502B на IRF540 собраны.
Цифры, конечно ошеломляющие у PSMN5R6, но есть одно но. Они даны с условием что температура радиатора 25грС. Не ставить же водянное охлаждение в нагрузку. Принято что 50W можно с ТО220 отвести, но кристалл совсем уж в горячке будет.
Сейчас компаную корпус и получается, что или 4шт ТО247 или 8шт ТО220. Затраты примерно получатся одинаковые. ТО247 более элегантно на радиатор встают. ТО220 по радиатору размазаны, меньше градиент температуры получится.

[Vovk_Z]

уверен, и них были причины их использовать, но "для себя" можно найти более подходящие транзисторы. По тепловому сопротивлению, например.