[sigmaN 0]

Приветствую. Хочу защитить Q3 от выгорания при подключении его к +12В
В норме этот каскад работает на нагрузку R12 = 3.3К и C5 = 2.2nf. Поставил С5 3nf как худший случай... R12 сейчас 1Ом просто для моделирования КЗ.

При нормальной работе нужно обеспечить крутизну нисходящего фронта сигнала на C5 не хуже нескольких микросекунд, для этого схему ввел C1, который "притормаживает" Q2.
Также R7 не может быть сильно больше т.к. нужно обеспечить надежный низкий уровень на выходе(R7 образует делитель с R12). Низкий уровень это < 0.6V.
Поэтому чтобы сдвинуть сигнал с R7 над уровнем пола применяется делитель R13 R9.

Вроде промоделировал работу схемы при температурах от -50 до +90.. порог срабатывания конечно смещается, но по предельно допустимой мощности Q3 всё ОК, проходим.
В реальности конечно моё устройство таких температур видеть не будет... от -20 до +60 реалистичнее...

Опыта в составлении схем на транзисторах у меня не много, поэтому вопрос: жизнеспособна ли эта схема в реальных условиях?
Может быть я что-то не учёл??

Draft3.asc

[варп 19]

Нет, так не пойдёт... Модель совсем некорректная...

1. Внутреннее сопротивление источника равное 1 Ом ..., ну - реально... - слишком много.. При КЗ коллектора на землю, только на внутреннем сопротивлении источника 12 Вольт уже "упадёт" 6 Вольт...

2. Вы не получите в данной модели большой ток коллектора уже только по тому, что слишком мал ток базы Q3... То есть - в модели, R8 надо уменьшить раз в 100.

3. Номинал датчика тока R7 уж очень велик... - сам этот резистор способен ограничить ток коллектора до смешной величины....

4. Для наглядности подавайте в базу не прямоугольный, а ТРЕУГОЛЬНЫЙ (пилу) сигнал. Тогда будет понятно в какой именно момент происходит ограничение тока....

Надо ещё помоделировать..., до понимания, что и как булькает ещё далеко...

-------------

... и надо понимать, что с данной схемотехникой Вы получите стабилизатор тока, а это не всегда именно то, что хочется получить.

-----------------

Смотрите - я отключил Вашу схему защиты... Ток коллектора - 110 мА... Что от чего защищаем?

Изменено 5 декабря, 2020 пользователем варп

[sigmaN 0]

1. Сопротивление источника исправил, но поведение схемы это не изменило. Причины поняты - упирались мы раньше не в него.

2. Ток базы ограничен до так сказать "достаточной величины", чтобы ток коллектора был около допустимых ~100мА... Базой Q3 управляет микроконтроллер, управление как раз прямоугольником.
Однако ограничиться только этим тоже нельзя, потому что при падении 12В и токе 0.1A на транзисторе выделится ~1.2Вт тепла...очень много!
В то-же время пиковых 100мА достаточно для того, чтобы разрядить C5 с нужной скоростью(см. требования по крутизне фронта в топике).

3. Номинал датчика тока: "R7 не может быть сильно больше т.к. нужно обеспечить надежный низкий уровень на выходе(R7 образует делитель с R12). Низкий уровень это < 0.6V.:"
Т.е. этот номинал выбран таким образом, чтобы с одной стороны падения на нём хватило для однокаскадного усилителя датчика на Q2 и в то-же время надежно и с запасом вписаться по низкому уровню 0.6V при подтяжке R12 = 3.3K (она в другом устройстве расположена, как и C5).
>сам этот резистор способен ограничить ток коллектора до смешной величины....
22 ома не достаточно чтобы снизить ток до приемлемого для BC846B уровня. 12/22 ~ 0,54, что в 5 раз больше допустимого даже при комнатной температуре...

Ну и подбирал я все эти номиналы ещё и исходя из желания сделать схему работоспособной на минимуме деталей при минимальной цене. Так то ясно, что можно было сделать датчика тока 0.1Ом и усилить падение на нём с помощью ОУ и т.д.... Всё это не впишется в бюджет.
 

Правильно ли я рассуждаю исходя из имеющихся требований и ограничений? Будет ли эта схема защищать транзистор от выгорания при неправильном подключении устройства?

[sigmaN 0]

40 minutes ago, варп said:

Смотрите - я отключил Вашу схему защиты... Ток коллектора - 110 мА... Что от чего защищаем?

о, вы отредактировали дополнили...
Выше уже содержится ответ на этот вопрос, но всё-же повторюсь: Защищаем транзистор BC846 от выделения на нем 1.2Вт тепла.
https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/BC846_SER.pdf
Там же даташит гляньте, перегрев кристалла  500 градусов на каждый ватт....

[Plain 184]

2 часа назад, sigmaN сказал:

я что-то не учёл?

[варп 19]

1 час назад, sigmaN сказал:

 Защищаем транзистор BC846 от выделения на нем 1.2Вт тепла.
 

Про мощность думал в последнюю очередь..Простите, если что лишнее сказал... В модели больше придраться ни к чему не смог - Всё работает как Вы обещали... Единственное не понятно - если Вас беспокоит Q3, то почему выбор пал на столь маломощный транзистор? Цена, я полагаю, тут погоды не сделает... Дальше лучше Plain послушайте...

[sigmaN 0]

6 minutes ago, варп said:

Про мощность думал в последнюю очередь..Простите, если что лишнее сказал...

Та не вопрос )  Прощаю.

 

6 minutes ago, варп said:

Про мощность думал в последнюю очередь..Простите, если что лишнее сказал... В модели больше придраться ни к чему не смог - Всё работает как Вы обещали... Единственное не понятно - если Вас беспокоит Q3, то почему выбор пал на столь маломощный транзистор? Цена, я полагаю, тут погоды не сделает... Дальше лучше Plain послушайте...

Цена транзистора способного развеять около ватта в указанном диапазоне температур однозначно будет выше двух BC845, да и как-то это из пушки по воробьям получается... + плата маленькая, а такой транзистор окажется по габаритам больше пары sot32...
 

 

52 minutes ago, Plain said:

Спасибо за наводку, думал об этом кстати, но конкретно не просчитывал, да и в даташите который я смотрел не было такого графика.
Дело в том, что выход этот очень низкочастотный - не более 500Гц и это я еще с запасом 1.3 взял сейчас эту цифру. Скважность при этом процентов 66.
Т.е. я так чисто умозрительно прикинул, что бОльшую часть времени будет течь ток 3.3к подтяжки(около 4мА), а этот 100мА выброс связанный с перезарядом С5 случается один раз в период(не менее 2мс) и длится буквально половину микросекунды!
Так что я рассудил, что сколько нибудь значительно разогреть кристалл не получится при таком раскладе, но я конечно щас циферки подставлю и на всякий случай все посчитаю более конкретно.

[варп 19]

50 минут назад, sigmaN сказал:

но я конечно щас циферки подставлю и на всякий случай все посчитаю более конкретно.

В модели и без циферек можно среднюю мощность на транзисторе посмотреть. В модели ниже - мощность рассеиваемая транзистором за два периода в режиме КЗ... 47mW показывает...

[sigmaN 0]

Спасибо, подозревал, что вместо ручного подсчёта можно будет комутер загрузить этой работой )

Справедливости ради отмечу, что генератор импульсов был настроен от балды. Смотрел я только реакцию на восходящий фронт. Так что, строго говоря, те два периода не отражают реальности сейчас..
При неправильном подключении в режиме КЗ на питание этот ключ скорее всего будет открыт постоянно и рассеивать по максимуму. Это следует из свойств системы в целом.
 

[варп 19]

114mW при постоянно открытом ключе...

[sigmaN 0]

Ну это да, это я учитывал.
Температура кристалла 0.114 * 500 = 57 + 90 окружающая среда = 147  при допустимых 150.
При этом напомню, что в реальности врятли будет осуществлён монтаж устройства с ошибкой при 90 градусов окружающей среды.. Так что это такой экстремальный случай получается, но и то вроде должно всё работать.

[Plain 184]

Вы всю тему про какое-то неправильное подключение говорите, но на схеме это никак не отражено — если какие-то её части выставлены на улицу, то эта улица в первую очередь должна быть в явном виде присутствовать на схеме, как вредно воздействующий компонент, и именно это воздействие требуется моделировать.

[sigmaN 0]

Старался как мог описать это словами при формулировке вопроса.
Это воздействие я и моделировал как умел ))
 

6 hours ago, sigmaN said:

Приветствую. Хочу защитить Q3 от выгорания при подключении его к +12В
В норме этот каскад работает на нагрузку R12 = 3.3К и C5 = 2.2nf. Поставил С5 3nf как худший случай... R12 сейчас 1Ом просто для моделирования КЗ.

Кстати заранее соглашусь, что справедливо было бы отметить, что 1Ом это не совсем КЗ. Тут неточность есть.

[Plain 184]

35 минут назад, sigmaN сказал:

Это воздействие я и моделировал

Ни разу не видно. Повторю, если коллектор выставлен на улицу, он должен быть обвешан соответствующей защитой. В любом случае, сигнал базы должен быть аппаратно-импульсным, тогда гарантированно не понадобятся никакие постоянно рассеиваемые ватты.

[sigmaN 0]

2 minutes ago, Plain said:

Ни разу не видно. Повторю, если коллектор выставлен на улицу, он должен быть обвешан соответствующей защитой. В любом случае, сигнал базы должен быть аппаратно-импульсным, тогда гарантированно не понадобятся никакие постоянно рассеиваемые ватты.

Я пока думаю, что защиты от дурака в виде неправильного подключения будет достаточно. Лучше рассматривать этот выход не как выход "на улицу", а как "20см провод к другому устройству на борту". Т.е. кол-во возможных неприятностей, которые могут случиться с этим проводом и транзистором при этом резко снижается.
 

4 minutes ago, Plain said:

В любом случае, сигнал базы должен быть аппаратно-импульсным, тогда гарантированно не понадобятся никакие постоянно рассеиваемые ватты.

Вы имеете ввиду полное отключение транзистора при уходе в аварийный режим?
К сожалению я не придумал как это сделать с тем-же кол-вом деталей, как на предложенной схеме.
Вчера проработал немного такой вариант. Понадобилось 3 транзистора, диод и ещё несколько резисторов... Не возьмусь конечно утверждать, что схема была оптимальной или сколько-нибудь умной, но как я не крутил не вертел, а без дополнительного pnp транзистора для защёлкивания аварии обойтись мне не удалось...

Предложенная схема показалась мне оптимальной по цене и вроде как она решает задачу защиты от попадания питания на выход.