Страница 1 из 3

Превышение напряжения на затворе N-канального Mosfet'a

Добавлено: Пт авг 02, 2019 02:00:25
W1nn1ep00h
Собственно, вот какой вопрос. Что будет , если подать на затвор Mosfet'a , например такого, максималка у него +-20В.
Накидал по быстрому схему с опторазвязкой(см. рис.).
Красным отмечено напряжение на затворе.
Также для меня стало не ожидоностью такое большое падение напряжение на транзисторе оптрона(выделено оранжевым) целых 1.2В.
Взял типовые значения для сопротивлений перед мосфетом, в итоге получил аж на 3 вольта больше.
Поискал, пишут что надо придерживаться соотношения 1 : 100. Можно ли уменьшить сопротивление R4 делителя напряжения без особых проблем для схемы(понимаю , что ток через R2 должен почти весь идти на зарядку входной емкости , но все же)?
Данную схему планирую применять, для регулировки оборотов вентилятора на 24В.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Пт авг 02, 2019 05:27:46
mickbell
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675220#p3675220"]Собственно, вот какой вопрос.[/uquote]Мосфет N-канальный вижу. Вопрос, стало быть, не очень корректный. Ну да ладно.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675220#p3675220"]Что будет , если подать на затвор Mosfet'a , например такого, максималка у него +-20В.[/uquote]Вот оно самое и будет. Во всяком случае, затвор имеет полное право пробиться, ибо максимальные параметры превышать нельзя.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675220#p3675220"]Поискал, пишут что надо придерживаться соотношения 1 : 100.[/uquote]Ерунду пишут.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675220#p3675220"]Можно ли уменьшить сопротивление R4 делителя напряжения без особых проблем для схемы(понимаю , что ток через R2 должен почти весь идти на зарядку входной емкости , но все же)?
Данную схему планирую применять, для регулировки оборотов вентилятора на 24В.[/uquote]Можно, никаких отрицательных последствий от его уменьшения не будет. Даже наоборот, при меньшем сопротивлении закрываться мосфет будет тем быстрее, чем меньше это сопротивление, ибо заряд с затвора при закрывании уходит именно в этот резистор.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 02:53:35
W1nn1ep00h
Переписал схему со стабилитроном.Напряжением 10В и током 10 мА на затвор. Но я не могу понять, почему весь ток для затвора уходит на сопротивление R3, хотя после подачи питания, он должно заряжать емкость затвора?В даташите , чет не смог найти максимальный ток заряда емкости затвора. :(
Не смог также найти в даташите на 4N25 минимальный ток необходимый для гарантированного включения светодиода оптрона, если кто знает подскажите. :))
Также не смог найти нормального объяснения рассчета диода Шотки(1N5821G), чувствую взял с большим запасом?
На форуме одном нашел ответ по поводу подтягивающего резистора. В ответе мужик табличку приводит зависимости сопротивления от отклика. Если я правильно понимаю, что чем меньше подтягивающее сопротивление, тем быстрее переключается мосфет?
Ну и в целом, хотел спросить на счет работоспособности схемы? Также хотел сказать, что не стал ставить резистор перед затвором мосфета, так как ток уже ограничен с помощью резистора R12 и стабилитрона.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 08:19:31
mickbell
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]Переписал схему со стабилитроном.[/uquote]Зачем? Достаточно было в той схеме уменьшить резистор между затвором и истоком. Ну да ладно, смотрим эту схему.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]Напряжением 10В и током 10 мА на затвор. Но я не могу понять, почему весь ток для затвора уходит на сопротивление R3, хотя после подачи питания, он должно заряжать емкость затвора?В даташите , чет не смог найти максимальный ток заряда емкости затвора. :([/uquote]Ёмкость затвора не такая большая, заряжается она очень быстро, потом ток прекращается до нуля (мизерная утечка не считается). Ток зарядки этой ёмкости не нормируется, во всяком случае, я не видел, чтобы он где-то ограничивался документально. По факту он ограничивается на уровне единиц ампер или даже доли ампера или последовательным резистором, или драйвером затвора.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]Не смог также найти в даташите на 4N25 минимальный ток необходимый для гарантированного включения светодиода оптрона, если кто знает подскажите. :))[/uquote]Нет такого и быть не может. Световой (в данном случае ИК) поток от светодиода примерно пропорционален току через него. В самой оптопаре определён коэффициент передачи тока со входа на выход, на него и ориентируйтесь.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]Также не смог найти нормального объяснения рассчета диода Шотки(1N5821G), чувствую взял с большим запасом?[/uquote]Это который параллельно нагрузке-лампочке? Зачем он вообще нужен? Вот если нагрузка индуктивная - тогда да, без диода никак. Ибо при закрывании ключа весь ток нагрузки отправится в этот диод. Отсюда вывод: ток диода, который включают параллельно индуктивной нагрузке, должен быть не менее тока нагрузки. Можно говорить об импульсном токе диода, ибо импульс этот короткий.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]На форуме одном нашел ответ по поводу подтягивающего резистора. В ответе мужик табличку приводит зависимости сопротивления от отклика. Если я правильно понимаю, что чем меньше подтягивающее сопротивление, тем быстрее переключается мосфет?[/uquote]Так я про это ещё в прошлый раз сказал. Только где там табличка?
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]Ну и в целом, хотел спросить на счет работоспособности схемы?[/uquote]Жить будет. Я бы стабилитрон убрал, только лишний расход энергии в него. Напряжение на затворе снизить можно по-другому.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3675888#p3675888"]Также хотел сказать, что не стал ставить резистор перед затвором мосфета, так как ток уже ограничен с помощью резистора R12 и стабилитрона.[/uquote]Сразу привыкайте ставить резистор последовательно с затвором, номинал - единицы или десятки ом. Когда будете управлять затвором с драйвера, да с ШИМом, этот резистор будет строго обязателен. И не из-за того, что он ограничивает ток перезарядки затвора. Его основное назначение - понизить добротность контура, в состав которого как индуктивность входит провод, идущий к затвору, и этим самым предотвратить излучение "звона".

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 15:55:34
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3675960#p3675960"]Так я про это ещё в прошлый раз сказал. Только где там табличка?[/uquote]
Вот, там под постом развернутый ответ.

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3675960#p3675960"]Нет такого и быть не может. Световой (в данном случае ИК) поток от светодиода примерно пропорционален току через него. В самой оптопаре определён коэффициент передачи тока со входа на выход, на него и ориентируйтесь.[/uquote]
А у MOC3021 есть. 2 лист, сводная таблица параметров - "LED Trigger Current, Current Required to Latch Output", но это симисторный, а для обычных транзисторных я не видел конечно.

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3675960#p3675960"]Это который параллельно нагрузке-лампочке? Зачем он вообще нужен? Вот если нагрузка индуктивная - тогда да, без диода никак. Ибо при закрывании ключа весь ток нагрузки отправится в этот диод. Отсюда вывод: ток диода, который включают параллельно индуктивной нагрузке, должен быть не менее тока нагрузки. Можно говорить об импульсном токе диода, ибо импульс этот короткий.[/uquote]
У меня по тз 24в и 25-30 ампер нагрузки, если брать импульсный, то этот или мой который я привел подойдут.

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3675960#p3675960"]Жить будет. Я бы стабилитрон убрал, только лишний расход энергии в него. Напряжение на затворе снизить можно по-другому.[/uquote]
Как если не секрет? Банальный делитель напряжения на входе, но без стабилитрона, просто рассчетный?

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3675960#p3675960"]Сразу привыкайте ставить резистор последовательно с затвором, номинал - единицы или десятки ом. Когда будете управлять затвором с драйвера, да с ШИМом, этот резистор будет строго обязателен. И не из-за того, что он ограничивает ток перезарядки затвора. Его основное назначение - понизить добротность контура, в состав которого как индуктивность входит провод, идущий к затвору, и этим самым предотвратить излучение "звона".[/uquote]
Почему десятки ом? Вроде рекомендованные в диапазоне от 100-220 где-то? И не ужели индуктивность таких малых по длине дорожек от оптрона до мосфета, могут на что-то влиять?
А если десятки ом, то каков рассчет резистора.
Посчитав например на 100Ом с 10В напряжения у меня получается период на открытие-закрытие всего 1.29 мкс. А с десятками он будет и того быстрее.

Ciss= 2.15 nF -> скорость нарастания напряжения на входной емкости затвора dU/dt = I/C = U/(R*C) = 10/(100*2,15*10^(-9)) = 0,0465 V/nsec
Время на открытие или закрытие транзистора -> t = Vgs/(dU/dt) = 10 / 0,0465 = 215 nsec
Период на открытие+закрытие -> T(63%) = ton + toff = 215+215 = 430 nsec -> T(95%) = 3*T(65%) = 1,29 msec
Ток через затвор (G) - в моем случает 12/400 = 30 mA из которых на стабилитрон падают его табличные 19-20mA и соответственно на затвор идет -> Ig = 30 - 20 = 10 mA - это пиковый ток через ногу транзистора оптрона.
Ну и теперь сравниваем наш высчитанный T(95%) с периодом по даташит на IRF540N у нас полный заряд Qg = ~45 nC , при нагрузке 16A и напряжении 20В(фигура 6) , отсюда следует T(95% табл.) = Qg/Ig = 45/10 = 4.5 msec.
Чет разница большая получается аж в 3 раза. А тут вы предлагает десятки Ом ставить, что автоматом увеличит скорость мосфета, а хорошо ли это?

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 16:39:36
mickbell
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]там под постом развернутый ответ.[/uquote]Это рисунок, график, но никак не табличка. Ну да ладно.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]но это симисторный, а для обычных транзисторных я не видел конечно.[/uquote]Ага, вы сами ответили.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]У меня по тз 24в и 25-30 ампер нагрузки, если брать импульсный, то этот или мой который я привел подойдут.[/uquote]Нагрузка-то какая? Индуктивная? Нужен ли ей диод? Ну а если нужен, то исходите из максимально возможного тока, то есть 30 А. Вы правы, выбранный вами диод можно - но только надо проверить, что время импульса (оно определяется индуктивностью нагрузки) не окажется слишком длительным для диода.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]Как если не секрет? Банальный делитель напряжения на входе, но без стабилитрона, просто рассчетный?[/uquote]Да, именно делитель, как и было в вашем исходном варианте. Делитель - на затвор, а не на входе оптопары.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]Почему десятки ом?[/uquote]Иногда и единицы.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]Вроде рекомендованные в диапазоне от 100-220 где-то?[/uquote]Где и кем рекомендованы? Я даю другие рекомендации. Сотни ом можно ставить на ключи, которые иногда включаются, иногда выключаются... А где требуется ШИМ, да на десятках или даже сотнях килогерц, там сотни ом - слишком много.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]И не ужели индуктивность таких малых по длине дорожек от оптрона до мосфета, могут на что-то влиять?[/uquote]Конечно, может влиять, и реально влияет. Вам, видимо, просто не приходилось проверять изделия на электромагнитную совместимость. У меня трёхсантиметровый проводничок на плате, по которому из осциллятора в микроконтроллер подавался тактовый сигнал 16 МГц, чуть не загубил прохождение проверки на помехоэмиссию - девайс прошёл, но на грани: на 9-й гармонике, 144 МГц, тютелька в тютельку. В следующей версии плата будет многослойная, упрячу его вглубь, чтобы не гадил.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]А если десятки ом, то каков рассчет резистора.
Посчитав например на 100Ом с 10В напряжения у меня получается период на открытие-закрытие всего 1.29 мкс. А с десятками он будет и того быстрее.[/uquote]Скажем, при частоте 100 кГц период 10 мкс, два фронта вверх и вниз - это уже третья часть периода. А ведь сто килогерц - это довольно низкая частота. Конечно, если надо только разово включать-выключать - то никаких проблем.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]Ciss= 2.15 nF -> скорость нарастания напряжения на входной емкости затвора dU/dt = I/C = U/(R*C) = 10/(100*2,15*10^(-9)) = 0,0465 V/nsec
Время на открытие или закрытие транзистора -> t = Vgs/(dU/dt) = 10 / 0,0465 = 215 nsec
Период на открытие+закрытие -> T(63%) = ton + toff = 215+215 = 430 nsec -> T(95%) = 3*T(65%) = 1,29 msec[/uquote]Во-первых, не милли-, а микросекунды. Во-вторых, вы не учитываете эффект Миллера - влияние напряжения на стоке на затвор через ёмкость сток-затвор, которое для ключа тем больше, чем большее напряжение коммутируется.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]Ток через затвор (G) - в моем случает 12/400 = 30 mA из которых на стабилитрон падают его табличные 19-20mA и соответственно на затвор идет -> Ig = 30 - 20 = 10 mA - это пиковый ток через ногу транзистора оптрона.[/uquote]По-хорошему, в затвор надо вдувать амперы, но это делается, конечно, не простой транзисторной оптопарой.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676269#p3676269"]Ну и теперь сравниваем наш высчитанный T(95%) с периодом по даташит на IRF540N у нас полный заряд Qg = ~45 nC , при нагрузке 16A и напряжении 20В(фигура 6) , отсюда следует T(95% табл.) = Qg/Ig = 45/10 = 4.5 msec.
Чет разница большая получается аж в 3 раза. А тут вы предлагает десятки Ом ставить, что автоматом увеличит скорость мосфета, а хорошо ли это?[/uquote]Увеличит скорость открывания-закрывания? Так это хорошо: ключ меньше времени будет находиться в активном режиме, в котором ему приходится рассеивать большую мощность - соответственно, меньше будет нагреваться.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 20:07:56
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676296#p3676296"]Нагрузка-то какая? Индуктивная?[/uquote]
И она в том числе, максимум 30А.
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676296#p3676296"]Иногда и единицы.[/uquote]
Ссылочку на методику расчета не кинете?Да и сотен килогерц мне не надо, частота ардуинки 244,14 Гц, так что тут с запасом.

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676296#p3676296"]По-хорошему, в затвор надо вдувать амперы, но это делается, конечно, не простой транзисторной оптопарой[/uquote]
Ну это понятно, что если речь идет о амперах, это только транзисторный усилитель я так понимаю.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 20:27:37
mickbell
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676409#p3676409"][uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676296#p3676296"]Нагрузка-то какая? Индуктивная?[/uquote]
И она в том числе, максимум 30А.[/uquote]Тогда диод нужен. Ещё раз, вдруг вы не обратили внимания: прикиньте время затухания тока через эту индуктивность и разрядный диод в худшем случае и сопоставьте их с даташитом, чтобы быть уверенным, что диод не погорит.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676409#p3676409"][uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676296#p3676296"]Иногда и единицы.[/uquote]
Ссылочку на методику расчета не кинете?Да и сотен килогерц мне не надо, частота ардуинки 244,14 Гц, так что тут с запасом.[/uquote]Да какая методика? Время нарастания с учётом этого резистора (правда, без учёта скин-эффекта) вы считать умеете. Прикиньте мгновенную мощность, которая выделяется на ключе в ходе его открывания или закрывания (для упрощения - максимальное напряжение умножить на максимальный ток, получится завышенное значение), потом раскидайте эту мощность на весь период, получите среднюю. В вашем случае она действительно получится маленькая.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676409#p3676409"][uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676296#p3676296"]По-хорошему, в затвор надо вдувать амперы, но это делается, конечно, не простой транзисторной оптопарой[/uquote]Ну это понятно, что если речь идет о амперах, это только транзисторный усилитель я так понимаю.[/uquote]Лучше готовый драйвер. И тут надо понимать одну вещь. Драйвер потребляет от источника питания какие-то жалкие миллиамперы, а выдаёт в затвор больше ампера. Вопрос: откуда он берёт такой ток, эти амперы?

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 22:43:54
alexradio1103
:))) Интересно вы обходите "запрет на полное цитирование сообщения"! Решили, что кусками цитировать - не тоже самое? :roll:

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Сб авг 03, 2019 23:48:56
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676420#p3676420"]Драйвер потребляет от источника питания какие-то жалкие миллиамперы, а выдаёт в затвор больше ампера. Вопрос: откуда он берёт такой ток, эти амперы?[/uquote]
Про драйвсер нашел статью с коэффициентом под 2000, что тут сказать. Но для меня избыточно. Встречающихся в сети 100 Ом с учетом частоты ардуинки за глаза будет.

На счет делителя, внес самый банальный делитель. Но теперь вопрос, рассчет времени открытия\закрытия затвора рассчитывается по ближайшему к нему сопротивлению?(раз берется напряжение после R4) или там уже более сложный расчет? :(

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 08:05:18
mickbell
[uquote="alexradio1103",url="/forum/viewtopic.php?p=3676519#p3676519"]:))) Интересно вы обходите "запрет на полное цитирование сообщения"![/uquote]Как там у мусульман - безобразничать надо ночью, когда Аллах спит. Так и я. :)))

Добавлено after 1 hour 42 seconds:
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676544#p3676544"]Про драйвсер нашел статью с коэффициентом под 2000, что тут сказать.[/uquote]Самого главного - ответа на мой вопрос - там нет. А ответ такой: импульсный ток драйвер берёт из блокировочного конденсатора, который по питанию. Поэтому конденсатору этому - особое внимание. Главное: он обязан быть.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676544#p3676544"]Но для меня избыточно. Встречающихся в сети 100 Ом с учетом частоты ардуинки за глаза будет.[/uquote]Ничего, что избыточно, потом пригодится для чего-то другого. Пока запомните.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676544#p3676544"]На счет делителя, внес самый банальный делитель. Но теперь вопрос, рассчет времени открытия\закрытия затвора рассчитывается по ближайшему к нему сопротивлению?(раз берется напряжение после R4) или там уже более сложный расчет? :([/uquote]Тут по-разному. Выходное сопротивление генератора импульсов (внешней по отношению к затвору цепи) оказывается разным при открытии и закрытии транзистора: вверх - R2 и параллельно ему R4 (к R2 можно добавить сопротивление открытой оптопары), вниз - только R4. Если нет блокировочного конденсатора, то надо добавлять ещё сопротивление источника, индуктивность и сопротивление проводов. (Позиционные обозначения - по какой-то старой схеме, тут чего-то наворочено, непонятно.)

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 12:10:29
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676589#p3676589"]Тут по-разному. Выходное сопротивление генератора импульсов (внешней по отношению к затвору цепи) оказывается разным при открытии и закрытии транзистора: вверх - R2 и параллельно ему R4 (к R2 можно добавить сопротивление открытой оптопары), вниз - только R4. Если нет блокировочного конденсатора, то надо добавлять ещё сопротивление источника, индуктивность и сопротивление проводов. (Позиционные обозначения - по какой-то старой схеме, тут чего-то наворочено, непонятно.)[/uquote]
Теперь не много не понятно, как можно оставить R2(выделено красным) в районе десятков Ом и при этом не добавляя последовательно еще одно сопротивление R4(отмечено зеленым), получить нужное напряжение на затворе :dont_know: . Ну а подтягивающий R3(отмечен желтым) так и оставил.
Также добавил по вашему совету конденсаторы на вход питания(5 запараллелиных кондеров, для увеличения емкости, но не увеличения паразитных индуктивности и сопротивления этих кондеров).

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 12:22:20
mickbell
В вашем случае так и делать - увеличивать R2, учитывая, что частота коммутации у вас низкая и от этого увеличения ничего страшного не будет. Рекомендация по небольшому значению этого резистора касается включения его с драйвером затвора, тогда драйвер сам по себе должен обеспечивать непревышение напряжения на затворе.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 13:29:19
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676775#p3676775"]В вашем случае так и делать - увеличивать R2, учитывая, что частота коммутации у вас низкая и от этого увеличения ничего страшного не будет. Рекомендация по небольшому значению этого резистора касается включения его с драйвером затвора, тогда драйвер сам по себе должен обеспечивать непревышение напряжения на затворе.[/uquote]

Получает , как я и говорил ранее, при расчетах на затворе мосфета R2 и R4 складываются.

Также почитал про блокировочный конденсатор, вещь хорошая. Одно не понятно почему китайцы в своих дешевых релюшках , основанных на мосфетах их не ставят параллельно ист.питания.

Финальная схема на делителе(см. рис.), с большим входным сопротивлением затвора. Что скажите на низких частотах должна быть более , чем работоспособна(ну конечно с вашими правками :beer: ). :)))

По расчетам быстродействия для ШИМ с ардуино хватает с запасом.

Ciss= 2.15 nF -> скорость нарастания напряжения на входной емкости затвора dU/dt = I/C = U/(R*C) = 11,4/(1000*2,15*10^(-9)) = 0,0053 V/nsec
Время на открытие или закрытие транзистора -> t = Vgs/(dU/dt) = 11,4 / 0,0053 = 2150 nsec
Период на открытие+закрытие -> T(63%) = ton + toff = 215+215 = 4300 nsec -> T(95%) = 3*T(65%) = 12,90 mksec
Отсюда частота получается -> f <= 1/T = 1/12,90 = 77,52 кГц(переделки на ардуино дают максимум 62.5 кГц(16 000 000 / 256 = 62.5 кГц максимум).
Ток через затвор (G) - в моем случает 22.8/2000 = 11,4 mA - это пиковый ток через ногу транзистора оптрона.
Ну и теперь сравниваем наш высчитанный T(95%) с периодом по даташит на IRF540N у нас полный заряд Qg = ~45 nC , при нагрузке 16A и напряжении 20В(фигура 6) , отсюда следует T(95% табл.) = Qg/Ig = 45/11,4 = 3.95 mksec.
Теперь кстати рассчетаная величина более, чем в 3 раза больше, чем по графикам. Почему так?

На счет конденсаторов входных, для уменьшения цены всей схемы, наверно придется один на 10мкФ поставить. :(

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 15:30:29
mickbell
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676810#p3676810"]Ну и теперь сравниваем наш высчитанный T(95%) с периодом по даташит на IRF540N у нас полный заряд Qg = ~45 nC , при нагрузке 16A и напряжении 20В(фигура 6) , отсюда следует T(95% табл.) = Qg/Ig = 45/11,4 = 3.95 mksec.
Теперь кстати рассчетаная величина более, чем в 3 раза больше, чем по графикам. Почему так?[/uquote]В каком даташите какое место? Носом ткните, что с чем не совпало. Производителей мосфетов IRF нынче много.
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676810#p3676810"]На счет конденсаторов входных, для уменьшения цены всей схемы, наверно придется один на 10мкФ поставить. :([/uquote]Вообще-то блокировочным конденсатором в данном случае (только в данном, это не всеобщее правило!) неплохо поработает самый обычный керамический конденсатор ёмкостью в 1 мкФ, этого вполне хватит для формирования очень коротких токовых импульсов, электролиты тут совсем не нужны, можете их смело убирать.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 17:06:58
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676866#p3676866"]В каком даташите какое место? Носом ткните, что с чем не совпало. Производителей мосфетов IRF нынче много.[/uquote]
Вот он, график 6 - Typical Gate Charge Vs.Gate-to-Source Voltage
[uquote="W1nn1ep00h",url="/forum/viewtopic.php?p=3676810#p3676810"]Вообще-то блокировочным конденсатором в данном случае (только в данном, это не всеобщее правило!) неплохо поработает самый обычный керамический конденсатор ёмкостью в 1 мкФ, этого вполне хватит для формирования очень коротких токовых импульсов, электролиты тут совсем не нужны, можете их смело убирать.[/uquote]
Это просто из опыта? Ведь по идее с низкочастотными лучше справляется электролитические на 1-100 мкФ(какой получится впихнуть), а для высоких керамики или тантал на 0.1 мкФ?
И он будет вообще один(по количеству), без керамики на 0.1мкф для высоких частот?

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вс авг 04, 2019 17:35:47
mickbell
Сейчас я с зарядом разбираться не буду. Некогда, скоро домой ехать, а тут время надо. Да и, честно говоря, смысла особого не вижу. У вас есть расчётные данные, приблизительно достоверные, ими и пользуйтесь. Всё равно все факторы не учтёте. Именно поэтому при разработке реальных устройств всегда делается макетирование.
Что касается блокировки: вы тут чего-то не понимаете, попробую объяснить. То, что сам сигнал низкочастотный, нас не волнует, нас волнует ИМПУЛЬСНОЕ - довольно кратковременное, микросекунды - потребление большого тока из блокировочного конденсатора. Всё остальное время, пока сигнал не меняется, блокировочный конденсатор и нафиг не нужен, он восстанавливает заряд и ждёт следующего импульса. Поэтому большие ёмкости здесь ни к чему. Что касается электролитов: они имеют значительную индуктивность (ESL) и часто последовательное сопротивление (ESR), из-за чего для блокировки в случае импульсного потребления плохо подходят. Керамика - самое то. Тантал тоже ни к чему, из пушки по воробьям. Поэтому я и говорю: достаточно одного конденсатора 1 мкФ керамики, и даже меньшей ёмкости хватит вполне.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Пн авг 05, 2019 01:32:55
W1nn1ep00h
[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=3676931#p3676931"]Сейчас я с зарядом разбираться не буду. Некогда, скоро домой ехать, а тут время надо. Да и, честно говоря, смысла особого не вижу. У вас есть расчётные данные, приблизительно достоверные, ими и пользуйтесь. Всё равно все факторы не учтёте. Именно поэтому при разработке реальных устройств всегда делается макетирование.
Что касается блокировки: вы тут чего-то не понимаете, попробую объяснить. То, что сам сигнал низкочастотный, нас не волнует, нас волнует ИМПУЛЬСНОЕ - довольно кратковременное, микросекунды - потребление большого тока из блокировочного конденсатора. Всё остальное время, пока сигнал не меняется, блокировочный конденсатор и нафиг не нужен, он восстанавливает заряд и ждёт следующего импульса. Поэтому большие ёмкости здесь ни к чему. Что касается электролитов: они имеют значительную индуктивность (ESL) и часто последовательное сопротивление (ESR), из-за чего для блокировки в случае импульсного потребления плохо подходят. Керамика - самое то. Тантал тоже ни к чему, из пушки по воробьям. Поэтому я и говорю: достаточно одного конденсатора 1 мкФ керамики, и даже меньшей ёмкости хватит вполне.[/uquote]

Спасибо вам, за уделенное мне время :beer: . После отпуска(через два дня уезжаю) все закуплю, спаяю и отпишусь. А пока конечный вариант схемы, кому он нужен.

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вт дек 31, 2019 00:47:48
makks
У меня схема другая, но тоже превышение напряжения на Мосфете. Столкнулся с непонятной проблемой, хотя ничто не предвещало. Требуется управлять вкл/выкл, реверс двигателем постоянного тока. Схема такая
Изображение
Только номиналы другие. Питание 24 В, резисторы не 470, а 1 к и сборки поставил AO4606. Базы управляются от КРЕНки 5 В через кнопки и резисторы по 4,7 к и от баз на массу 100 к (имитация управления от Ардуинки). Так вот до 18 В все прекрасно работает даже с реальным двигателем, ничего не греется. Но надо все же 24 В, а сборки по затвору допускают до 20 В. Ну думаю - не проблема - сделаю микроисточник с резистором, стабилитроном и конденсатором от 24 понижу до 15 В. Включал без нагрузки, ограничил ток на лабораторнике до 50 мА и сборку пробило, хотя больше 18 на вход микроисточника не шло. Ну думаю, может коротнул где - проверил все чисто, ставлю еще сборку и ее пробивает. Убрал конденсатор, включаю - выбивает третью сборку. Ставлю еще одну, убираю стабилитрон - все нормально. Ставлю просто стабилитрон от затвора на массу - работает до напряжения стабилизации. Увеличиваю напряжение - идет повышение потребления, уменьшаю - снижается практически до нуля. Причем если оставить стабилитрон на коллекторе, а затвор оторвать или подключить через свой резистор на питание - то потребления практически нет. Пробовал от затвора на массу резистор кидать 4.7к - не помогает.
Как же ограничить напряжение на затворе?

Re: Превышение напряжения на затворе npn-Mosfet'a

Добавлено: Вт дек 31, 2019 00:55:33
Martin76
Опять вся проблема от непонимания, как работают мосфеты, и что необходимо для их открывания. Если подавать на затвор 15В при питании 24, то верхний ключ будет всегда открыт, тк 24-15 =9 будет приложено к затвор - исток. Когда открывается нижний ключ, сборка выгорает от кз.