Горит полевик

Добрый день. Не ругайте новичка, помогите советом.


http://s018.***********/i508/1706/5d/d157c3e9063b.jpg

Коммутирую мощную нагрузку полевым транзистором IRLML2502. Нагрузка – свеча накаливания (включена в цепь стока согластно http://iosyitistromyss.ru/uprovtenie-mo ... ast-3.html, исток на минусе), ток подаётся на неё постепенно увеличиваясь до 2,5 А, держится на этом уровне около минуты, потом также постепенно выключается. На затвор подаётся управляющий ШИМ-сигнал с МК ATTiny13. Согласно datasheet, транзистор выдерживает постоянный ток до 4,2 А.

Коротко о своих злоключениях: сначала на затвор транзистора подал ШИМ-сигнал с вывода ATTiny13 напрямую (это 5В). Все работало до тока 700-800 мА, но на токе 1,2 А транзистор задымился. После замены и установки небольшого радиатора (небольшая алюминевая пластинка на спинку, примерно 2х1 см, 1 мм толщины) транзистор держал ток до 2,3 А, умеренно грелся, но после полного открытия уже не закрывался, ток не регулировался. Перелазив сеть, поставил на затвор делитель напряжения, который уменьшал управляющий сигнал до 1,6 В – тогда транзистор начал закрываться. Но мне показалось, что полевик начал греться сильнее, чем раньше. Пластинка буквально за 10 сек. становится горячей (обжигает) и транзистор начинает дымить.

Советуют ставить более мощный полевик с охлаждающей пластиной, но я не понимаю: ведь транзистор должен держать пост. ток больше 4А! Что я не так делаю?

А с чего вы взяли, что за 1 мксек?
Я же указал, что в затворе у нас 200 Ом, ёмкость затвора - 1000 пик, то есть затвор будет за(раз)ряжаться за тау=R*C=200*0,000001=200 мксек.
Пока затвор не за(раз)рядится, ключ не от(за)кроется.

Вы считайте по-своему, я - буду по своему, а потом сравним порядки :)

P.S. Кстати, вы правы, я в своих расчётах накосячил, и тем интереснее ваш пересчёт. Мне свой пересчёт делать лень. И если мои соображения не совпадут с вашими цифрами, то я сделаю свой пересчёт. Так будет честно.

0

ну так 4/200 = 0.02 вольта. Но опять же - это если ток линейно спадает от 8А до 0А за эти 200 uS, а это совсем не соответствует действительности. В том числе из-за нелинейности транзистора.

Ну и 1000 пФ это 0.000000001 Ф а значит 200*0,000000001 = 0,2 uS

0

Сообщение от h4tf Ну и 1000 пФ это 0.000000001 Ф а значит 200*0,000000001 = 0,2 uS

У-у-у-у, у меня ещё ошибка :(
Блин, надо всё пересчитать.

Не, это я тут описку допустил. Всё верно, 200 нсек.
Но пересчитать надо.

Сообщение от Ditto Этот свеча калильного двигателя для авиамодели. Обычно на неё ставится обычный аккумулятор АА, т.е. 1,2 В - этого достаточно для оптимального накала. Ток на свече должен быть 2-2,5 А.

Вот завтра сяду, выпишу все условия и посчитаем.

0

Мой расчет таков:

Емкость затвора: 1000 пф = 1нФ = 1е-9

Постоянная времени заряда затвора: 200 * 1е-9 = 2e-7 = 200 нс

Транзистор открывается/закрывается, пока напряжение затвора проходит линейный диапазон, который для этого транзистора с 1 до 2 вольт, т.е. 1/5 полного напряжения, следовательно будет открыт/закрыт за 1/5 времени заряда: 200 / 5 = 40 нс

Скорость изменения тока: dI/dt = 8A / 4e-8 = 2e8 А/сек

Индуктивность: 0.5мкГн = 500нГн = 50е-8

Напряжение самоиндукции: 50е-8 * 2е8 = 50 * 2 = 100 вольт.
Но учитывая, что транзистор 20-вольтовый, то при 25 вольтах (или около того) откроется внутренний диод и ограничит этот импульс как стабилитрон.

Итого: 25 вольт :))

0

Уведу вас от снабберов :)

Сообщение от VtodyMyti Сообщение от Ditto Мы используем 2,4 ГГц-передатчики, мегагерцовые уже ушли в прошлое.

... Требуется очень грамотная разводка и экранирование....Я все таки думаю, что у Ditto готовые радиомодули.
Или ты имел ввиду разводку платы МК и управления "подкалом"?

0

Сообщение от Кат495 Мой расчет таков

Завтра расчёт повторим при реальных условиях ТСа.
А то очень интересно откуда 8А, откуда десятки вольт в питании, если сказано, что питание свечи накала - один АА МН-аккумулятор 1,2 В, а максимальный постоянный ток свечи 2,5 А.

Сообщение от Fohyvis Я все таки думаю, что у Ditto готовые радиомодули. Или ты имел ввиду разводку платы МК и управления "подкалом"?

Да, я имел в виду наводки от рядом расположенного довольно мощного передатчика телеметрии.

Кстати. А про обратную (от ЛА к земле) телеметрию ТС ничего не говорил. Так что на ЛА передатчика, скорей всего, и нет. Тогда и разводка не нужна.

0

Сообщение от VtodyMyti А то очень интересно откуда 8А, откуда десятки вольт в питании, если сказано, что питание свечи накала - один АА МН-аккумулятор 1,2 В, а максимальный постоянный ток свечи 2,5 А.

в ответ на omtomtubo

Во-вторых, в моем распоряжении только 4В-аккум (литий-полимер), от которого накаливается свеча.

0

Кат495, нет никакого смысла так считать, ибо мусор на входе - мусор на выходе. Тем более, что dI/dt таким образом считать очень неправильно. Я посчитал только для того, чтобы показать, что до -30 степени там очень далеко.

Fohyvis, как мне кажется имелась ввиду именно разводка платы МК управления "подкалом".

VtodyMyti, оттуда, что он планирует питать от аккумулятора li-ion, а для регулировки накала использовать ШИМ 75 Гц. Сопротивление холодной свечи около 0.5 Ом. Считайте откуда 8А. Ну если аккумулятор будет хилый и не свежезаряженный то будет конечно меньше. Плюс сопротивление проводов и полевика.
Десятки вольт не знаю откуда, кроме как из ЭДС самоиндукции. Сомневаюсь, что там будут десятки вольт если специально не добавлять индуктивностей(например, делая большие петли для этого контура тока), но лучше это проверить.

0

Сообщение от Fohyvis Или ты имел ввиду разводку платы МК и управления "подкалом"?

Имеется ввиду плата для ATTiny13 и все транзисторы и кондеры.

Места у меня катастрофически мало, приходится компактно все лепить.

Сообщение от Ditto Места у меня катастрофически мало, приходится компактно все лепить.

Значит, длинных дорожек не будет. Это замечательно! Останется последовать рекомендациям выше (GND сигналов и силы соединить ТОЛЬКО в одной точке! Керамику прямо на выводы МК) и все получится.
От себя добавлю: провода питания МК (и все, что связано с сигналами) максимально разнести с проводами питания свечи (и соотв. аккума).

0

Сообщение от Fohyvis Значит, длинных дорожек не будет.

Да, длинных дорожек не будет, но будут длинные провода - до двигателя (на свечу) около 20 см, и около 10 см силовой провод от аккума.

Всё прочитал.
ОК
Посмотрим ещё раз на условия:

а) питание свечи - 4В (нужно для понимания размера "ступеньки" и Rds)
б) макс. потенциал затвора - 5В (нужно для понимания Rds)
в) паразитная индуктивность "свеча+проводка" - пусть 0,5 мкГн
г) паразитная ёмкость проводки к свече суммарно (+ вых. ёмк. мосфета и т.д.) - пусть 1 нФ
д) сопротивление полной цепи "аккум+проводка+разъёмы+Rds+свеча" - пусть 0,8 Ом
е) t процесса открытия/закрытия (с учётом "линейного участка и т.п.") - пусть 100 нс

Вроде всё.
Токи не нужны, частоты не нужны, всё остальное, кажется, есть.

Предлагаю посчитать двумя способами:

- как переходный процесс ("ступеньку") в дифференцирующей RL-цепи, игнорируя все паразитные ёмкости (что по сути неправильно, зато перекликается с предыдущими расчётами; учтя следующим пунктом ещё и паразитную ёмкость, мы заодно увидим полную картину);

- как переходный процесс ("ступеньку") в параллельном колебательном контуре - это будет логичнее по сути.

По уму надо бы ещё учитывать сопротивление при разной температуре свечи, но это позже, если захотим.

Засим удаляюсь искать забытый вчера в банке паспорт.

0

Не забываем про эффект Миллера.

0

Ну это по желанию :)
Тут можно столько накрутить, что занятий будет до осени :)

0

Сообщение от h4tf Ознакомьтесь пожалуйста http://we.iosyitistromyss.ru/Theory/ras ... eniya.html Там есть xls файл - можно скачать и самому прикинуть.

Хорошо, что дали ссылку где почитать – а то многие Ваш рассчеты я просто непонимаю.

Сообщение от h4tf Если материнок нет - может видюхи есть? Такого мусора даже в моей деревне много...

Такой деревни поблизости нет, к сожалению. Видимо, придётся на свалку ехать...

Хорошо бы в схеме вот такую фишку реализовать: сейчас, если подключить аккумулятор накала к выключенной схеме, по цепи начинает течь ток, транзистор открыт. Как только включаешь схему и там появляется "земля" на затворе - сразу закрывается.

Хорошо бы сделать так, чтобы к схеме в выключенном состоянии можно было безболезненно подключить аккум накала.

к VtodyMyti:
Емкость проводов - у него же не коаксиалы, да? - в пределах 10 пФ (из практики).
Емкость по стоку надо посмотреть в даташите, но в среднем ожидается около 300 пФ, никак не 1000.
Индуктивность нити 5 витков по диаметру 1мм - около 1нГн, из расчета по формуле. Но никак не 500нГн! Вот где собака зарыта)))))
Ну чувствую же я, что не может там 100 вольт выброса быть!
Так что,- будет в 500 раз меньше: 0.2 вольта. Ну индуктивность прямых проводов - того же порядка, в любом случае, индуктивный выброс в единицы вольт, как мне и думалось с самого начала...

0

Сообщение от Ditto сейчас, если подключить аккумулятор накала к выключенной схеме, по цепи начинает течь ток, транзистор открыт.

А чё-й-то он открыт?! Для того защитный резистор 10к и поставлен, чтоб не был открыт!
У Вас наверное монтаж неправильный.

0

Сообщение от Ditto сейчас, если подключить аккумулятор накала к выключенной схеме, по цепи начинает течь ток, транзистор открыт. Как только включаешь схему и там появляется "земля" на затворе - сразу закрывается. Хорошо бы сделать так, чтобы к схеме в выключенном состоянии можно было безболезненно подключить аккум накала.

Народ, а где здесь смайл с выпученными глазами и открытым от удивления ртом?

Сообщение от Кат495 1. Емкость проводов - у него же не коаксиалы, да? - в пределах 10 пФ (из практики). 2. Емкость по стоку надо посмотреть в даташите, но в среднем ожидается около 300 пФ, никак не 1000. 3. Индуктивность нити 5 витков по диаметру 1мм - около 1нГн, из расчета по формуле. Но никак не 500нГн! Вот где собака зарыта)))))

1. Нет. 10 пик - это уже от того, что ты вспомнил про эти провода. Если посмотрел на эти провода - уже 100 пик. А серьёзно - суммарно по всей длине "20+10 см плюс монтаж" легко наберётся 700 пик. Исхожу из того, что изоляция минимальная (напряжение низкое), провода толстые (токи большие) и прилегание жил близкое.
2. Я так и прикинул. 700+300=1000 пик
3. Ура. Здравый взгляд. Я широким жестом подарил на всю проводку И свечу 0,5 мкГн, прекрасно понимая, что это слишком дофига. Их всё время хочется уменьшить, но отступать в данном случае - впадлу. Конечно, там не 1 нГн, но точно не больше 500 (если только специально провода кольцами не вить!). Пусть пока останется 500. Посчитаем с ними. А там видно будет. Мож, народ и согласится уменьшить.

0

Сообщение от u37 Вы обязаны сделать следующее

u37, наконец-то добрался и до Ваших советов (надо сказать очень полезных). Можно пожалуйста уточнить:

1. //подключать свечу толстыми свитыми проводами// - можно, только до половины длины. Дальше повода разделяются на мотораму и на свечу.

2. //питание и землю подключать рядом с транзистором(ми)// - в смысле, вблизи на плате расположить отверстия для подпайки силовых проводов питания свечи?

3. //рядом с транзистором поставить электролитический конденсатор типа 470u 6.3V и параллелльно ему керамический 2.2-22uF//
//Питание (п2) подключать к конденсатору//
//провода от свечи подключать к + конденсатора (п3) и к - этого конденсатора//
Понятно. А как быть с питанием МК, где располагать сигнальный провод с приёмника, по которому подаётся управляющий сигнал (СИ частотой 50 Гц, амплитудой 5В и длинной от 1,8мс до 2мс)? Atmel рекомендует для питания МК электролит 47 мкФ и керамику 100нФ непосредственно на ноги схемы.

//4. конденсатор (п3) должен иметь расстояние до истока транзистора не длиннее 10 мм. Керамику лучше поставить еще ближе.//
Т.е., одна ножка электролита на истоке транзистора (не далее 10мм), а плюс на питании свечи? Керамика напаяна непосредственно на ножку полевика и другим выводом на питание свечи?

Сообщение от u37 поставить демпфер (snubber). Демпфер ставится между истоком и стоком транзистора.

Поставлю, несмотря на жаркую дискуссию по поводу нужности. Есть не просит, а хуже не сделает. Удивительно, что при переключении транзистора тоже возникает «дребезг», я думал это бывает только к кнопками, где механический контакт.

Сообщение от Кат495 А чё-й-то он открыт?!... У Вас наверное монтаж неправильный.

Да вроде все как на схеме... ну разведу плату, выложу ещё раз перед травлением.

Если монтаж без ошибок, значит транзистор полудохлый.
Возможно подгорел во время экспериментов...

0