Соображения по поводу горячих транзисторов...

Dmitry_SA

Весь трабл с подогревом транзисторов лежит в большой емкости их затворов в момент переключения. Все дело в том, что вывод PIC-контроллера не обладает достаточным для быстрого переключения током. Следствие - затяжной переходной процесс в процессе включени/отключения транзисторов. Надо ставить раскачку для затвора (драйвер затвора). В ближайшее время постораюсь выложу схему своего регулятора на 60!!!Ампер с реверсом. Одно НО! Он не на PIC-контроллере, а на быстродействующем RISC процессоре.
Удачи всем!

GriffinRU

Est’ horoshii chip LM9061, kotorii pozvolajet reshit’ prakticheski vse problemi svazannie s upravleniem polevikov.
Esli ponatna edeja, to mogno sdelat’ svoi variant na deskretnih elementah.

Artur

Dmitry_SA

Мой регулятор - для 10 виткового мотора. Внутреннее сопротивление - 0.02 Ом. Пусковой ток - 200А, рабочий - 75. Полевики с драйверами именно на дескретных сборках IRF7307 (2 полевика в корпусе SOIC8). Все работает. С небольшим радиатором практически не греется.
Если убрать реверс, сопротивление упадет в два раза.

Dmitry_SA

LM9061 не работает ниже 7 вольт. (согласно даташиту). И вообще чипы - драйверы затворов практически все “заточены” на напряжения выше 7 вольт.

GriffinRU
Dmitry_SA:

LM9061 не работает ниже 7 вольт. (согласно даташиту). И вообще чипы - драйверы затворов практически все “заточены” на напряжения выше 7 вольт.

Всё правильно, но …

Идея в том, что N-channel полевики имеют меньшее Rdon чем P-channel поэтому намного эффективнее для мостовой схемы (бесколлекторники или реверсивные) использовать идентичные компоненты. Поэтому для управления применяют драйвера затворов, а питание для них получают от преобразователя напряжения (благо потребление не велико 20-100 мА ).

Также проблем с регулятором на низкое напряжение (4-7 банок, до 12 Вольт) меньше чем на высокое (10+ банок, 12+Вольт)

Поэтому 7 вольт не проблема, а дополнительный показатель для мониторинга.

Артур

P.S. Если нужно более детально можем списаться по мылу.

Dmitry_SA

Да не нужны микросхемы драйверов… вотчто у меня получилось 😃)

GriffinRU
Dmitry_SA:

Мой регулятор - для 10 виткового мотора.  Внутреннее сопротивление - 0.02 Ом. Пусковой ток - 200А, рабочий - 75. Полевики с драйверами именно на дескретных сборках IRF7307 (2 полевика в корпусе SOIC8). Все работает. С небольшим радиатором практически не греется.
Если убрать реверс, сопротивление упадет в два раза.

Мощность на регуляторе при 75 Амперах будет I^2*R что в вашем случае будет 75*75*0.02=112.5 Ватт с реверсом и половина этого без. И вы говорите, что практически не греется? Каков размер вашего радиатора? Я уже не говорю о потери напряжения на нем…
Даже если прикинуть что 75 Ампер с 7.2 Вольтовой батареи это около 540 Ватт из них 112 Ватт (пятая часть) будут потеряны на регуляторе. Что-то здесь не так…

Артур

P.S. Меня лично ваша схема управления P-Channel полевиков немного смущает с точки зрения надежности управления…

BALAL
Dmitry_SA:

Да не нужны микросхемы драйверов… вотчто у меня получилось 😃)

А впалне логично, ШИМ - то на нижних полевиках, а верхние - так… включились и всё…
А я на маломощном регуляторе вместо двух верхних одно реле с переключающими контактами применил!

Dmitry_SA

Точно… а кинь свою схемку если не сложно…

Dmitry_SA
GriffinRU:

Мощность на регуляторе при 75 Амперах будет I^2*R что в вашем случае будет 75*75*0.02=112.5 Ватт с реверсом и половина этого без. И вы говорите, что практически не греется? Каков размер вашего радиатора? Я уже не говорю о потери напряжения на нем…
Даже если прикинуть что 75 Ампер с 7.2 Вольтовой батареи это около 540 Ватт из них 112 Ватт (пятая часть) будут потеряны на регуляторе. Что-то здесь не так…

Артур

P.S. Меня лично ваша схема управления P-Channel полевиков немного смущает с точки зрения надежности управления…

Эта схема с реверсом… соответственно P-chan только статическийключ. Насчет тепла… все логично… только с реверсом… в режиме без реверса сопротивление P-chan полевика не считается. Он только тормозит… 😃 Соответственно для N-chan Rds on = 0.0047 Ом. Что гораздо ниже. Я использовал сдвоенный полевик для движка 10 витков. Вот… 75*75*0.0047/2 = 13.2 Ватт, что не так уж плохо, согласитесь?

GriffinRU
Dmitry_SA:

Эта схема с реверсом… соответственно P-chan только статическийключ.  Насчет тепла… все логично… только с реверсом… в режиме без реверса сопротивление P-chan полевика не считается. Он только тормозит… 😃 Соответственно для N-chan Rds on = 0.0047 Ом. Что гораздо ниже. Я использовал сдвоенный полевик для движка 10 витков. Вот… 75*75*0.0047/2 = 13.2 Ватт, что не так уж плохо, согласитесь?

Я при расчете исходил из ваших первых данных:
“Мой регулятор - для 10 виткового мотора. Внутреннее сопротивление - 0.02 Ом. Пусковой ток - 200А, рабочий - 75. Полевики с драйверами именно на дескретных сборках IRF7307 (2 полевика в корпусе SOIC8). Все работает. С небольшим радиатором практически не греется.
Если убрать реверс, сопротивление упадет в два раза.”

Если работать без реверса, то всё будет в пределах маленького радиатора.
Но вот драйвер он тем хорош, что обеспечивает защиту и быстроту открывания.
При использовании драйверов и использовании спарок из 2-х, 4-х и более TO-220, TO-262 или D-Pak(D2Pak) можно при 75 Амперах обойтись и без радиаторов вообще. Кстати недавно вышел новый корпус для полевика, позволяющий на порядок уменьшить Rdon и увеличить теплоотвод. (Ну это так для справки) А то, что многие ведущие фирмы используют SOIC только из-за себестоимости сборки и простоты разводки. И в большинстве случаев расчитаны на более высокое напряжение, чем на ток. Производители же высокоточных регуляторов от TO-220, TO-262 и D-Pak(D2Pak) не отходят.

А вот реле устанавливать вместо полевика - это очень плохо 😃
Очень доступно и дешево, но вот надежность и эффективность падает значительно. Даже на маленьких токах индуктивная нагрузка будет жечь контакты, увеличивая сопротивление последних. Да и скорость переключения желает лучшего. Вашей программе надо будет учитывать зависание контактов и методы борьбы с ними в противном случае вас может ждать большой сюрприз в виде паленых реле или ШИМ-овых полевиков.

Артур

BALAL
GriffinRU:

Даже на маленьких токах индуктивная нагрузка будет жечь контакты, увеличивая сопротивление последних. Да и скорость переключения желает лучшего. Вашей программе надо будет учитывать зависание контактов и методы борьбы с ними в противном случае вас может ждать большой сюрприз в виде паленых реле или ШИМ-овых полевиков.

Артур

Но реле лишь при реверсе включается! причём при переходе через “стоп” мотор (соответственно, и контакты реле) оказывается обесточенным, и переключение реле должно происходить без обрывания тока.
От сюрпризов не застрахован никто… 😈

Dmitry_SA
BALAL:

Но реле лишь при реверсе включается! причём при переходе через “стоп” мотор (соответственно, и контакты реле) оказывается обесточенным, и переключение реле должно происходить без обрывания тока.
От сюрпризов не застрахован никто… 😈

Насчет реле - я тоже присоединяюсь! Наелся в свое время… видимо пока еще не сталкивались с приличными токами. Я работаю с силовой электроникой, так вот мы все механические контакты в своих приборах уже да-а-авно заменили на сборки из полевиков.
…и еще… реле очень не любитвибраций! Вы понимаете о чем я? Площадь пятна контакта в замкнутом состоянии будет постоянно меняться, и соотвтетсвенно, переходное сопротивление, которое и без того достаточно приличное.

Dmitry_SA
GriffinRU:

Но вот драйвер он тем хорош, что обеспечивает защиту и быстроту открывания.
При использовании драйверов и использовании спарок из 2-х, 4-х и более TO-220, TO-262 или D-Pak(D2Pak) можно при 75 Амперах обойтись и без радиаторов вообще. Кстати недавно вышел новый корпус для полевика, позволяющий на порядок уменьшить Rdon и увеличить теплоотвод. (Ну это так для справки) А то, что многие ведущие фирмы используют SOIC только из-за себестоимости сборки и простоты разводки. И в большинстве случаев расчитаны на более высокое напряжение, чем на ток. Производители же высокоточных регуляторов от TO-220, TO-262 и D-Pak(D2Pak) не отходят.

Артур

Известные мне драйвера не дают токов переключения затвора больше 2000Ma в импульсе. Этого все равно мало. Мой драйвер тянет около 6000Ма в импульсе. Все же хочу эту цифру увеличить до 8000Ма - прямой путь к увеличению КПД регулятора.

GriffinRU
Dmitry_SA:

Известные мне драйвера не дают токов переключения затвора больше 2000Ma в импульсе. Этого все равно мало. Мой драйвер тянет около 6000Ма в импульсе. Все же хочу эту цифру увеличить до 8000Ма - прямой путь к увеличению КПД регулятора.

Ваш аргумент имеет почву под собой, не спорю, входная емкость ключа и скорость переключения ведет к постоянной заряд-разрядке этой емкости и чем выше напряжение тем больше энергии на этом кондере.
В том то и прелесть драйверов, что им таких токов не нужно для преключения ключей.
Для переключения полевика требуется 0.5-5 Вольт (в зависимости от марки) разницы между истоком (Source) и затвором (Gate), что драйвера обеспечивают, путем мониторинга этого напряжения и длительности управляемого пульса (посмотрите внимательно алгоритм в даташите), получая в итоге очень высокое КПД управления. И всё это может быть настроенно под конкретный сетап.

В вашем случае вы исходите из управления полевиком методом тяжелой артиллерии 😃

Артур

vovic

В данном диспуте осмелюсь поддержать почти по всем положениям Артура. Трудно что-либо придумать лучше интегральных драйверов для управления ключами. Про механические реле - это только для моторчиков уровня 380, не выше. По токам не тянут контакты, про вес я уже молчу, 😃
Возражу лишь по корпусам ключей. SOIC так широко применяется по одной простой причине: Заданное сопротивление сейчас обеспечивается только применением большого количества в параллель транзисторов. При этом по коммутируемой мощности они сильно недогружены. Поэтому теплоотвод играет второстепенную роль. На первый план выходит примитивный вес ключей. Точнее я бы выразился так: по удельному весу ключей на 1 миллиом сопротивления ключа альтернативы корпусам SOIC нету.
Даже 13 ватт рассеиваемой мощности - не лучший вариант. Они же не из розетки, а из дорогого аккумулятора!

Dmitry_SA
vovic:

В данном диспуте осмелюсь поддержать почти по всем положениям Артура. Трудно что-либо придумать лучше интегральных драйверов для управления ключами. Про механические реле - это только для моторчиков уровня 380, не выше. По токам не тянут контакты, про вес я уже молчу, 😃
Возражу лишь по корпусам ключей. SOIC так широко применяется по одной простой причине: Заданное сопротивление сейчас обеспечивается только применением большого количества в параллель транзисторов. При этом по коммутируемой мощности они сильно недогружены. Поэтому теплоотвод играет второстепенную роль. На первый план выходит примитивный вес ключей. Точнее я бы выразился так: по удельному весу ключей на 1 миллиом сопротивления ключа альтернативы корпусам SOIC нету.
Даже 13 ватт рассеиваемой мощности - не лучший вариант. Они же не из розетки, а из дорогого аккумулятора!

…вчера катал свой регклятор на XXX-T с мотором TRINITY P-94 10 витков… едва теплый… вопросы есть?

GriffinRU
vovic:

На первый план выходит примитивный вес ключей. Точнее я бы выразился так: по удельному весу ключей на 1 миллиом сопротивления ключа альтернативы корпусам SOIC нету.
Даже 13 ватт рассеиваемой мощности - не лучший вариант. Они же не из розетки, а из дорогого аккумулятора!

С весом полностью согласен, но при использовании сборки SOIC требуется больше чипов для эквивалентного пикового и постоянного токов чем D-Pak или однотипных. И возникает паразитная емкость на затворах и несимметричность сборок. Альтернатива есть посмотрите здесь www.irf.com/product-info/hexfet/directfet.htm будем надеяться на широкое распространение.

Артур

P.S. Этот комментарий справедлив для посторойки высокоточнных регуляторов - более 100 Ампер.

Dmitry_SA
GriffinRU:

С весом полностью согласен, но при использовании сборки SOIC требуется больше чипов для эквивалентного пикового и постоянного токов чем D-Pak или однотипных. И возникает паразитная емкость на затворах и несимметричность сборок. Альтернатива есть посмотрите здесь www.irf.com/product-info/hexfet/directfet.htm будем надеяться на широкое распространение.

Артур

P.S. Этот комментарий справедлив для посторойки высокоточнных регуляторов - более 100 Ампер.

SOIC используется для лучшего распределения тепла в объеме (на единицу объема выделяется меньше тепловой энергии) изза этого многие регуляторы вообще без радиаторов. Технологичность - заблуждение. D-Pack такой же технологичный. Насчет DIRECTFET полностью согласен. Вопрос в одном - цена.

vovic

Вот-вот, и цена тоже.
К тому же, на корпусах SOIC есть возможность на маленькой платке сделать все шесть ключей трехфазного моста с обвязкой по затворам. Это очень удобно производителю. Комплектуя в пакет к одной плате управления разное количество одинаковых плат с ключами он получает большое разнообразие регуляторов по предельному току. У Шульца и Контроника типов регуляторов больше, чем типов входящих в их состав плат. В серийном производства это радикально влияет на себестоимость.
А что будет с D-pack?

GriffinRU
Dmitry_SA:

SOIC используется для лучшего распределения тепла в объеме (на единицу объема выделяется меньше тепловой энергии) изза этого многие регуляторы вообще без радиаторов. Технологичность - заблуждение. D-Pack такой же технологичный. Насчет DIRECTFET полностью согласен. Вопрос в одном - цена.

Вы линии автоматической сборки видели?
Сборка SOIC наиболее легка в перенастройке и требует меньше этапов чем D-Pak, а также проверка качества проще и тестирование изделия. И автоматы дорогие не требуются.

А про количество энергии на единицу обьема - это вы про что? Кузов соика на большие токи расчитан не был, у него выводы отвалятся 😃 Впрочем и дпак только до 100 ампер потянет (силикон и больше может, а вот конструкция ни как - ну это во многих даташитах указано). Вы для интереса посмотрите размер кристалла в соике и в дипаке, а также на подложку кристалла (он поэтому и вес имеет и Rdon меньшее)

Кстати DirectFET не так уж дорог и доступен даже здесь www.digikey.com сделай поиск на directfet

Артур
P.S.
В конце концов каждому нравится своё 😃
Кому SOIC кому D-Pak давайте согласимся у каждого есть свои достоинства и недостатки. Я к тому, что в одном случае надо применять SOIC а в другом сами знаете что. А такого что SOIC пришел на замену всего говорить не стоит вот в принципе моё мнение.

Dmitry_SA
GriffinRU:

Вы линии автоматической сборки видели?
Сборка SOIC наиболее легка в перенастройке и требует меньше этапов чем D-Pak, а также проверка качества проще и тестирование изделия. И автоматы дорогие не требуются.

А про количество энергии на единицу обьема - это вы про что? Кузов соика на большие токи расчитан не был, у него выводы отвалятся 😃 Впрочем и дпак только до 100 ампер потянет (силикон и больше может, а вот конструкция ни как - ну это во многих даташитах указано). Вы для интереса посмотрите размер кристалла в соике и в дипаке, а также на подложку кристалла (он поэтому и вес имеет и Rdon меньшее)

Кстати DirectFET не так уж дорог и доступен даже здесь www.digikey.com сделай поиск на directfet

Артур
P.S.
В конце концов каждому нравится своё 😃
Кому SOIC кому D-Pak давайте согласимся у каждого есть свои достоинства и недостатки. Я к тому, что в одном случае надо применять SOIC а в другом сами знаете что. А такого что SOIC пришел на замену всего говорить не стоит вот в принципе моё мнение.

Про еденицу энергию в объеме 😃 Теплоотвод у много соиков в большем объеме ->>>> больше суммарная поверхность теплоотвода крстала. Следствие - меньшая площать теплоотвода. По моему все понятно… обычная теория. Если углюбиться в теорию, то примерно так… напряженность температурного поля (есть и такое) в каждой точке объема занимаемого сборкой из соиков - равномерна в отличии от D-PAK или TO-220.

GriffinRU
Dmitry_SA:

Про еденицу энергию в объеме 😃 Теплоотвод у много соиков в большем объеме ->>>> больше суммарная поверхность теплоотвода  крстала. Следствие - меньшая площать теплоотвода. По моему все понятно… обычная теория. Если углюбиться в теорию, то примерно так… напряженность температурного поля (есть и такое) в каждой точке объема занимаемого сборкой из соиков - равномерна в отличии от D-PAK или TO-220.

Удачи с такой теорией…
Если будем из теории исходить то про теплопередачу-емкость и т.д. (внутри сборки) совсем забыли - пластик v.s. медь 😃

Соик сварится внутри прежде чем выйдет на рабочую температуру дпака.

В даташите посмотрите на Thermal Resistance (Junction-to-Case (D-Pak) v.s. Junction-to-Drain Lead (SOIC)) и соответственно на максимальную рабочую температуру и проверте свою теорию вновь.

Артур

Dmitry_SA
GriffinRU:

Удачи с такой теорией…
Если будем из теории исходить то про теплопередачу-емкость и т.д. (внутри сборки) совсем забыли - пластик v.s. медь 😃

Соик сварится внутри прежде чем выйдет на рабочую температуру дпака.

В даташите посмотрите на Thermal Resistance (Junction-to-Case (D-Pak) v.s. Junction-to-Drain Lead (SOIC)) и соответственно на максимальную рабочую температуру и проверте свою теорию вновь.

Артур

На то и расчитано… чтобы не вышел за макс. температуру. А насчет D-PAK - я и сам их сторонник.