Jump to content

    
Sign in to follow this  
AlexRayne

HEXFET IRF2804 ненабирает нормальное сопротивление канала в синхронном выпрямителе

Recommended Posts

Всем здрасте!

пытаемся сделать DCDC с синхронным выпрямлением на выходе. Обломились жестоко с тем что транзистор

IRF2804 в потенции делжен выдавать Rси 2мОм, а на макете при работе в меандре на чатоте 100кГц - Rси на порядки выше.

пытаясь поподробнее рассмотреть его собрал макет приближенно напоминающий Fig 18a. Switching Time Test Circuit даташита. различия - резистор нагрузки составил из параллельно соединенных 10х 1Ом 1206. дополнительно к резистивной нагрузке добавил индуктивную из параллельно соединенных китайских керамических резисторов 9х SQP25Wt 0.1Ом. измеренная индуктивность составила 0.27uH. на плате рядом с транзистором напаял батарею конденсаторов : 5х 68uF танталы и 10х 3.3uF 1206 которая стоит параллельно источнику питания.

в затворе драйвер lm5110. генератор выдает импульсы 8us с периодом 800us.

параллельно стои-исток поставлен TVS диод SMBJ15A - для блокирования выбросов индуктивной нагрузки.

сопротивление канала вычислял в конце импульса по формуле Uc/Uds - где Uc - напряжение питание измеренное на батарее кондеров (оно за время импульса успевает egfcnm на 1/4), Uds - напряжение с-и транзистора.

результат: без индуктивности и с индуктивностью Rds =5мОм приблизительно. при заявленых фирмой 2мОм

с индуктивностью диаграмма напряжения Uс-и транзистора несовпадает со здравым смыслом и моделью никак. согласно модели транзистор открывается при нулевом токе - посему напряжение Uds должно резко обвалится до 0 и плавно нарасти вместе с током индуктивности. в реальности оно експоненциально монотонно уменьшается все время импульса.

 

кто нибудь сталкивался с чем подобным? объясните мне олуху как сделать так чтобы оно заработало хотябы близко к тому что даташит заявляет.

tb1324.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

У супрессора SMBJ15A емкость 1600пФ, вы это учли?

Еще он быстро открывается, но не указано как быстро рассасываются в нем заряды.

Обычно делают развязку быстродействующим диодом.

По дросселю такие сомнения:

Эти резисторы могут быть намотаны достаточно "толстым" проводом и на микросекундных фронтах сопротивление может отличаться от измеренного.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest orthodox

У "родных" IRF2804 (в TO-220) в открытом состоянии обычно даже меньше 2 мом, примерно 1.8 при комнатной и Ug>12V. Это если мерить на толстых частях выводов. Переход на тонкую часть сразу добавляет примерно 0.3 мом. Можно набрать и на монтаже - там миллиом, там другой. Пайка, вполне рабочая с виду и аккуратно сделанная, может дать до 0.2 - 0.3 мом. Но если Вы измеряли напряжение непосредственно на ножках транзистора возле корпуса, это отпадает.

 

Может, он не совсем от IRF? Всяко бывает... Померяйте в статике по четырехпроводной схеме, будете знать...

 

У супрессора SMBJ15A емкость 1600пФ, вы это учли?

Еще он быстро открывается, но не указано как быстро рассасываются в нем заряды.

успеет хорошо разрядиться пикосекунд за 5-10...

 

 

Эти резисторы могут быть намотаны достаточно "толстым" проводом и на микросекундных фронтах сопротивление может отличаться от измеренного.
Тогда транзистор казался бы более низкоомным, а здесь наоборот...

 

 

Глянуть бы макет живьем и как измеряется, но на всякий случай - от экранированного кабеля короткие выводы (витая пара миллиметров меньше 20 длиной) припаять прямо к выводам транзистора возле корпуса, при измерениях перемещать-наклонять, наводиться все равно может, если это есть, картинка будет меняться ...

 

 

Если лениво организовывать корректный замер, можно не заморачиваццо, а ориентироваться по нагреву транзистора... Потому что на таких сопротивлениях и частотах лишние 30 мм проводника - уже индуктивность, искажающая результат...

Share this post


Link to post
Share on other sites
IRF2804 в потенции делжен выдавать Rси 2мОм, а на макете при работе в меандре на чатоте 100кГц - Rси на порядки выше. ..................

как сделать так чтобы оно заработало хотябы близко к тому что даташит заявляет.

Посмотрите для начала на постоянке. На затвор - сколько влезет (без пробоя). Сток - исток -к источнику с ограничением тока. 10А*2мОм=20мВ, Р=0.2Вт. Хорошим тестером посмотреть можно.

(То/не то ?). Дальше смотрим в импульсном режиме.

Контролировать затвор. Т.е. смотреть Uси, когда на затворе гарантированное напряжение.

 

Не очень давно было нечто похожее. Полевик в качестве сильноточного ключа на постоянке.

Сопротивление в открытом состоянии на порядок больше заявленного. Точно не помню:

должно было быть 3.8мОм, а греется как печка. Реально померили: 35..40 мОм.

Списали на левизну. Решили, что на дешевенькие приборы сознательно нанесена "чужая" маркировка.

Share this post


Link to post
Share on other sites
IRF2804 в потенции делжен выдавать Rси 2мОм, а на макете при работе в меандре на чатоте 100кГц - Rси на порядки выше.

 

результат: без индуктивности и с индуктивностью Rds =5мОм приблизительно. при заявленых фирмой 2мОм

И это Вы называете "на порядки"? На порядки - это в десятки, сотни и т.д. раз.

 

напряжение Uds должно резко обвалится до 0 и плавно нарасти вместе с током индуктивности. в реальности оно експоненциально монотонно уменьшается все время импульса.

Очень похоже на то, что тока драйвера не хватает и ёмкость затвора заряжается слишком медленно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
... Но если Вы измеряли напряжение непосредственно на ножках транзистора возле корпуса, это отпадает.

Да смотрел осцилом с пружинной землей прямо на выводах транзистора. для блокирования прегрузки канала осцила большим напряжением Uds (я выставлял постоянное напряжение питания 2В {в итоге ток транзистора получаецца 20А и спадает до 14А} и при чувствительностьи щупа 20мВ\дел вход осцила перегружаецца, и провал в результате ненаблюдаеца) использовал атеньюатор - резистор 500ом, и батарея встречно-параллельно включенных RF-диодов (каждая из параллельных ветве состоит из 2х последовательно соединенных диодов), он ограничивает амплитуду сигнала до 500-600 мВ.

 

в статике сам не наблюдал но, начальник глаголит что по его испытаниям транзистор набирает номинальное сопротивление за 1мс точно.

 

я лично наблюдал номинальное сопротивление 2мОм етих транзисторов но в несколько модифицированной схеме тестирования:

на выходе с входных емкостей включен делитель из индуктивных сопротивлений -

верхнее плечо = 4 последовательно соединенные батареи из параллельных 3хSQP 0.1оМ, в совокупности R=4*(0.1оМ/3)=120мОм, нижнее плечо состоит из параллельно соединенных 9хSQP 0.1Ом, и батарея чип резисторов параллельных 10х1Ом (все параллельно) - в совокупности R = 0.1/10 = 10мОм. транзистор шунтирует нижнее плечо делителя.

при томже генераторе импульсов и драйверах затвора, транзистор делал номальные ожидаемые провалы, и показывал номинальные 2мОм. при етом ессно небыло необходимости использовать аттеньюатор.

 

 

И это Вы называете "на порядки"? На порядки - это в десятки, сотни и т.д. раз.

 

ети результаты получил я в своем макете. а начал я делать макет иззаого что начальник до етого в своем образце ИП получал те самые десятки-сотни на синхронном выпрямителе, который выпрямлял меандр 100кГц.

 

Очень похоже на то, что тока драйвера не хватает и ёмкость затвора заряжается слишком медленно.

напряжение затвора я проконтролировал - фронты импульса отвесные, что и неудивительно, драйвер 5А, а напряжения маленькие, следовательно никакого эфекта миллера неожидаеца

Edited by AlexRayne

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest orthodox

Ну, если так все подробно испытали, остаецца думать на левый транзистор.. Обычно чисто IRF при не сильно нагретом кристалле имеют запас от заявленного...Потому что рассчитано на 175 град...

Share this post


Link to post
Share on other sites
а какой температуры корпус (железка) тразистора?

при моих условиях оно вообче негрееца. если на температуру грешить то - только если мгновенную в моменты коммутации. но по тестовой схеме транзистор включается с условием ZCS, а по осцилограммам етого ненаблюдается - на фронте експоненциальный спад напряжения Vds(как будто он емкостную нагрузку имеет а не индуктивную), а не отвесный

 

Ну, если так все подробно испытали, остаецца думать на левый транзистор.. Обычно чисто IRF при не сильно нагретом кристалле имеют запас от заявленного...Потому что рассчитано на 175 град...

по поводу подозрений на левизну: IRF в параметрах IRF2804s-7p параметр Rds оговаривает как

RDS(on) SMD \ Static Drain-to-Source On-Resistance \ ....... \ VGS = 10V, ID = 160A (3)

где

(3) Pulse width ≤ 1.0ms; duty cycle ≤ 2%.

как ето понимать? в каком месте импульса меряется Rds? наверняка в конце импульса

infeneon Rds указывает тоже как static параметр.

 

тобиш, подозреваю что просто происходит недопонимание или недоописание сущности параметра RDS(on)

 

тотже параметр у Si7686DP (trenchFET для синхронных выпрямителей) указан для импульсов уже 300мкс

интересно былоб узнать как они работают в реальных выпрямителях на частотах 100к.

Share this post


Link to post
Share on other sites

да так и понимать, берешь и в лоб считаешь, если надо температуру учесть - то либо систему уравнений либо несколько итераций

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1084.pdf

http://www.infineon.com/dgdl/Application+N...SFET_Losses.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
...генератор выдает импульсы 8us с периодом 800us.

 

... начальник глаголит что по его испытаниям транзистор набирает номинальное сопротивление за 1мс точно...

 

8us вообще-то немного меньше, чем 1 мс :07:

У этого транзистора нормируется быстродействие?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this