Jump to content

    

NSBT - Not Saturable Bipolar Transistor

Предлагаю вашему вниманию идею схемы управления мощным высоковольтным высокачастотным транзистором, которая держит его на границе насыщения, что обеспечивает быстрое закрытие, сравнимое со скоростью работы аналогичного полевого транзистора.

circuit-4-sch.png.b2712276b1ffcf987fd56dca0954e954.png

circuit-4-out.thumb.png.a9cdf3f566eaebea7de405ea52ebed03.png

not_sat_bjt-4.png.09a9d44ccb1ace365b2bbdede6c95054.png

circuit4-switching-LM318-BC807.cir

BUL45D2-D.PDF биполярный транзистор с антинасыщением

FJL6920-D.pdf мощный высоковольтный биполярный транзистор, 10A при 0.3V

AD817.pdf дофига высокоскоростной операционник 350V/us

isl28190-290-1528863.pdf 50V/us

PBSS4021NZ.pdf Low V_ce(sat) bipolar transistor 20V 8A NPN

NSS12201L-D.PDF 12V 4A NPN

2SC3307.pdf 2SA1329.pdf применённые в модели транзисторы

NC7SB3257.pdf мультиплексор

http://savvc.000webhostapp.com/nsbt/ страница поддержки проекта

здесь я буду дальше вести тему, можно будет скачать все материалы

Edited by SAVC

Share this post


Link to post
Share on other sites

Занимались этим 20 лет назад, самым лучшим решением для минимизации насыщения был признан диод между базой и коллектором.

Для быстрого выключения также подавали отрицательное напряжения.

Естественным образом получилось что базой надо управлять через трансформатор.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Все это пройдено еще при царе Горохе. Диод меж базой и коллектором - лучшее, что удалось придумать. Да, и запирание другой полярностью тоже.
 А все эти дополнительные операционники - от идеализации теоретических представлений . Работать оно не будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не, диод - не лучшее решение. Схемы с диодом для высоковольтных транзисторов - это соревнование двух pn-переходов. Какой победит. Не надёжно.

У более сложных схем, например, как моя, есть свои недостатки, которые, впрочем, можно победить.

Зато, стабилизация напряжения в открытом состоянии происходит всегда на заданном уровне.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, SAVC сказал:

Зато, стабилизация напряжения в открытом состоянии происходит всегда на заданном уровне.

Это утверждение основано не на опыте практического применения в разработках, прошедших более-менее полные испытания, а, вероятно, после некоторых попыток что-то там просимулировать. Уверяю Вас, всё на самом деле не так, как выглядит в симуляторной "действительности". По одной простой причине - спайс симуляторы очень криво и недостоверно отражают процессы рассасывания в диодах и биполярных транзисторах. Это данность, с которой приходится смириться, и Вам тоже. Сколько вёдер мощных биполяров Вы уже имеете в копилке личного опыта ? 

ни одного ?  Это я вангую, глядя на Вашу схему :)))

Случаи, когда нагрузка представляет собой чисто резистивный импеданс, настолько редки, что можно даже не заморачиваться с этим (схема1). Реальные нагрузки имеют сложный импеданс (особенно это касается слов "высокочастотная схема, "высоковольтный высокачастотный транзистор").  С реальными нагрузками, во время "открытого состояния" транзистора, ток коллектора не постоянен. Ваша схема это учитывает ? Виден какой-то мутный полевичок в базе во второй схеме. Он что , базу выходного биполярного транзистора закорачивает ?  Это неудовлетворительное решение для мощного высоковольтного б/п транзистора.  Прошу усвоить ( или хотя бы прислушаться) к следующей мысли:  Оптимальное использование ключевого биполяра состоит в том, чтобы минимизировать статические и динамические потери в целом, комплексно. Для этого транзистор во включенном режиме выводят в выключенное состояние подбирая траекторию тока базы перед тем как транзистор начнет переходить в закрытое состояние с тем, чтобы минимизировать время спада тока коллектора. Именно траектория тока базы с ненулевым временем, а с определенной скоростью падения тока в базе это обеспечивает. В высоковольтных схемах это непреложный закон жизни, с которым Вы еще не сталкивались в реальности, очевидно. Обычно для npn-ключа это какая-то индуктивность , коммутируемая к источнику с отрицательным потенциалом. В некоторых случаях её роль играет индуктивность рассеяния трансформатора управления, например. Значение этой индуктивности и запирающего потенциала- не с потолка. Либо более сложная схема, рассеивающая лишние ватты, если пытаться обходиться без индуктивности. Так вот, полевичок тупо "закорачивает" базу на потенциал эмиттера в схеме2. Траектория тока базы тут - говно, время спада тока коллектора будет далеко от оптимума. Ну а в первой схеме Вы просто обрываете ток базы, оставляя её в подвешенном состоянии. За это надо отрывать руки и запрещать доступ к компу.

Учитывайте еще пожалуйста инерционность всяких там петель ОС по режиму, они же могут служить источником причин отказов: пока выйдет на режим, транзистор 100500 раз успеет побывать за пределами области безопасной работы.

Вам предстоит набраться опыта из практики, перед тем как публиковать малополезные схемы и результаты их симуляций. Крепитесь и не обижайтесь, пожалуйста.

Вот, из ведра достал, 17 лет уж прошло, а руки помнят:

 

 

1971825434_2SC5144IMG_20190505_133932_.thumb.jpg.a812cc257185c565918bae829c53c39f.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, тау сказал:

пока выйдет на режим, транзистор 100500 раз успеет побывать за пределами области безопасной работы.

Вам предстоит набраться опыта из практики, перед тем как публиковать малополезные схемы и результаты их симуляций. Крепитесь и не обижайтесь, пожалуйста.

Да уж, домашняя дума в дорогу не годится.  Спаяйте и увидите.
 Критерий истины  - практика. Ну и полведра сожженных корпусов - тоже продвигают к истине :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Имеется вот такой макет, который, вроде бы, работает.

001.thumb.jpg.4c562c1380cd50bc9009bafc1ac36dda.jpg

002.thumb.jpg.a8cb40f91c529d80378f0a2ba71bd33a.jpg

003.thumb.jpg.c4da20b0b25eb753bf65e6f5412d959e.jpg

004.thumb.jpg.4dd642c8add23730020538c6321a4afa.jpg

005.thumb.jpg.45b097771c8361dd3d28c59e999e7fb2.jpg

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Порадовали. Когда человек переходит к практике, дело всегда идёт веселее.

Макеты напомнили мне собственную юность. Эх, ностальгия...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 5/4/2019 at 12:27 PM, SAVC said:

держит его на границе насыщения

Граница насыщения для высоковольтного мезапланарного биполяра с толстой высокоомной коллекторной областью - на картинке (рис 3), она Вас несколько расстроит.  Это отец отечественного биполяростороения Е.З. Мазель вырисовывал, а кому следует доверять - Мазелю или микрокапу, Вам однозначно покажут несложные лабораторные работы с настоящими (не виртуальными!) транзисторами :)

Мазель.gif

Edited by thickman

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну, что тут скажешь. ОК, я не прав. Я не вывожу транзистор на границу насыщения, я только слегка вывожу его из насыщения. Но, поверьте, это уже много.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Много чего? Быстрое рассасывание, быстрый спад коллекторного тока, или много горелых транзисторов?

На картинке выключение  транзистора 13005 в запредельных режимах. Напряжение питания 800V(!) (желтый луч - напряжение на коллекторе, 200В/дел) ток коллектора - более четырёх Ампер (синий луч, 2А/дел). Глубокое насыщение транзистора в открытом состоянии, однако спад тока коллектора около 50 наносекунд. И ни одного ОУ в базовых цепях. :biggrin:

13005.bmp

13005.gif

Edited by thickman

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 часов назад, тау сказал:

а в первой схеме Вы просто обрываете ток базы, оставляя её в подвешенном состоянии. За это надо отрывать руки и запрещать доступ

Следовательно, это проклятие равноприменимо и в отношении изобретателей, производителей и пользователей БТИЗ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

thickman, здорово. А можете показать сигнал управления на графике тока?

Share this post


Link to post
Share on other sites

У меня эмиттерная коммутация, она необходима для получения максимально широкой ОБР. В Вашей схеме на таких режимах ключи умерли бы на первой миллисекунде. В принципе, для получения быстрого спада ЭК не нужна, она не так уж сильно помогает. Обязательное условие – вывод транзистора из насыщения до момента активного запирания, а до этого момента он может быть глубоко насыщен.  На картинах транзисторы помощнее – MJE13009. Выключение на токах 6-7 ампер.

ОБР придумали трусы..gif

автоген с ЭК.gif

Edited by thickman

Share this post


Link to post
Share on other sites

Красиво!
Это чем то похоже на старые IR аппноты по каскодному включению пары мосфет-биполяр

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now