[av-master 0]

почему глупость. вариантов полно ( по параметрическому поиску DigiKey можно штук 20-30 выбрать). so8 конечно побольше будет. но тут такие скоростные перегрузки что никакого тепла от корпуса небудет. кристал лопнет ) а корпусу ничего ))

но вариант хороший и не дорого.

[Dmitrich 0]

... тут такие скоростные перегрузки что никакого тепла от корпуса небудет. кристал лопнет ) а корпусу ничего ))

В даташите на IRLML6401 указано, что он может безопасно рассеять импульс с энергией 33mJ.

В приведённой выше схеме ключа с RC цепью при включении транзистор рассеивает 1.2mJ. Как видно, до лопания кристалла тут ещё очень далеко :rolleyes:

 

Ефанов Сергей.

[SKov 0]

Ну вот, все картинки готовы.

За основу была взята схема уважаемого Ефанова Сергея.

Вот его схема:

В нее были внесены небольшие изменения.

1) Резистор R1 был убран как очевидно лишний. Как известно, полевик имеет емкость затвора, которая с R1 образует интегрирующую цепочку.

Однако, эта емкость незначительна по сравнению с С4. Как показало моделирование, наличие R1 примерно на 10-15% снижает ток и пиковую

мощность в момент включения полевика. Точно такой эффект можно достичь (убрав R1) путем увеличения на 10-15% емкости С4 или номинала R4.

2) Исправлено неудачное (мягко говоря) включение конденсатора С4 между затвором и стоком полевика.

Лучше его включить между затвором и истоком. Дело в том, что перед включением общего питания все конденсаторы, очевидно, разряжены.

В момент включения общего питания затвор полевика оказывается подключен по переменному току к земле (через С4, С5-С3) и,

следовательно, полевик в этот момент открыт со всей дури. Через него течет как раз тот самый экстра-ток, ради которого мы тот городим огород ;)

3) Мне было интересно поисследовать случай, когда полевик включается между двумя емкостями фильтра. Поэтому в схеме появились некоторые дополнительные элементы.

В результате получилась такая схема.

 

На приводимых ниже графиках показаны

1) напряжение в точке (1) показано пунктирчатым сиреневым цветом. Это импульсное напряжение на входе базового резистора биполярника.

Амплитуда 3v, длительность 50mS период 200 mS.

2) Напряжение в точке (4) на коллекторе биполярника. Цвет зеленый.

3) Напряжение в точке (7) - на выходной емкости фильра.Показано желтым цветом.

4) Мощность на полевике (в ваттах) показана красным цветом. (на следующем графике в виде дельта-функций)

5) Ток через полевик (в амперах)показан черным цветом (на следующем графике практически не видно, т.к. маскируется графиком мощности)

 

 

Теперь интересно посмотреть подробнее, что там за дельта функция выделяемой мощности.

 

На этой картинке видно, что мощность достигает 9вт , а ток порядка 5 А.

Длительность этого переходного процесса примерно пара сотен микросекунд.

В принципе, это все в каких-то разумных пределах. ИМХО, конечно.

А теперь посмотрим, как изменится эта картинка, если увеличить С2 до 1 uF.

 

 

Тут перегруз полевика уже просто незначителен. Правда, время перегрузки увеличилось проопорционально увеличению С2.

Интересно, что моделирование показало, что изменение выходной емкости фильтра С1 практически не влияет на амплитуду

экстра-тока и мощности. Происходит лишь пропорциональное изменение длительности периода перегрузки.

 

 

А вот теперь самое время посмотреть, а что будет, если совсем убрать емкость С2.

 

 

"Душераздирающее зрелище!" ;)

 

Осталось подвести итог.

Можно использовать приведенную выше схему. Желательно увеличить С2 до 1мкф.

Однако, лично я сделал бы все не так дубово-прямолинейно. Я бы организовал на выходе управляющего микроконтроллера

что - то вроде ШИМ и начал бы постепенно уменьшать скважность импульсов. Основная идея - совместо с интегрирующей цепочкой

R3C2 организовать плавное "аналоговое" включение полевика. Можно сразу выбрать подходящую скважность, однако тут есть риск

оказаться в зависимости от характеристик конкретного экземпляра полевика.

Вот график моделирования ШИМ с импульсами фиксированной скважности (длительности 30uS и периодом 200 uS).

Выглядит очень красиво! Перегрузка полевика практически отсутствует.

 

 

 

Картинки пришлось перезалить в gif-е. В jpеg -е как-то совсем замылено.

[Aner 5]

Два полевика впаралель, насколько приемлемо?

[SKov 0]

Два полевика впаралель, насколько приемлемо?

Думаю, возможно, хоть это и не самый простой выход из положения.

Но если уж есть два полевика, то имеет смысл один из них включить последовательно с резистором, например, 1 Ом,

и включать его раньше второго на несколько десятков миллисекунд. Т.е. первый безопасно заряжает емкость фильтра через небольшой резистор,

а второй обеспечивает окончательное соединение с маленьким внутренним сопротивлением.

Как-то так.

[Dmitrich 0]

1) Резистор R1 был убран как очевидно лишний.

Без резистора в затворе MOSFET склонны к возбуждению. Однако, моделирование этой схемы без резистора никакого возбуждения не показывает. На макете его тоже нету. Наверное, можно обойтись и без него. Но у меня есть сомнения.

 

В момент включения общего питания затвор полевика оказывается подключен по переменному току к земле (через С4, С5-С3) и,

следовательно, полевик в этот момент открыт со всей дури. Через него течет как раз тот самый экстра-ток, ради которого мы тот городим огород ;)

Этот ток будет зависеть от скорости нарастания напряжения на выходе стабилизатора. При реальных скоростях (единицы-десятки мс) ток ничтожный, мкА. Но, тем не менее - спасибо, что обратили на это внимание. Ваша схема включения лучше.

 

На этой картинке видно, что мощность достигает 9вт , а ток порядка 5 А.

Длительность этого переходного процесса примерно пара сотен микросекунд.

В принципе, это все в каких-то разумных пределах. ИМХО, конечно.

Выведите на график интеграл от мощности. Таким образом Вы увидите энергию, которая выделилась на транзисторе за время включения. В даташите приведена допустимая.

 

Я бы организовал на выходе управляющего микроконтроллера

что - то вроде ШИМ

Думаю, в этом месте самое время перейти к усовершенствованию других узлов схемы устройства :rolleyes:

 

Ефанов Сергей.

Изменено 7 марта, 2011 пользователем Dmitrich

[SKov 0]

Без резистора в затворе MOSFET склонны к возбуждению. Однако, моделирование этой схемы без резистора никакого возбуждения не показывает. На макете его тоже нету. Наверное, можно обойтись и без него. Но у меня есть сомнения.

Резистор остается. Это R3 (в моем варианте схемы). Нигде не написано, что против самовозбуждения

хорошо помогают два последовательных резистора. ;)

 

Этот ток будет зависеть от скорости нарастания напряжения на выходе стабилизатора.

При реальных скоростях (единицы-десятки мс) ток ничтожный, мкА.

Это зависит от ряда субъективных моментов. Например, если мы в качестве общего питания

подключаем не стабилизатор, а хороший аккумулятор, то он обеспечит значительно бОльшую скорость нарастание входного напряжения.

Или, например, подключаем в качестве внешнего источника блок питания со встроенным стабилизатором и выходным фильтром,

который уже включен в сеть.

У него на выходе приличная емкость, которая тоже может обеспечить короткое время нарастания напруги.

Так что лучше про это не думать и сделать правильно ;)

 

Выведите на график интеграл от мощности. Таким образом Вы увидите энергию, которая выделилась на транзисторе за время включения. В даташите приведена допустимая.

Ну, предположим, с энергией все в прядке. Она не сильно отличается в разных схемах включения.

И это понятно. Мы должны зарядить конденсатор через переменный резистор (читай-полевик), который меняет свое сопротивление

от бесконечности почти до нуля. Конечно, от закона изменения сопротивления во времени многое зависит, но не слишком сильно,

т.к. количество энергии, которое мы должны прокачать через полевик, всегда одно и то же.

Меня больше интересовал экстра-ток, на который у полевика вполне определенные ограничения.

[~phase 0]

Два полевика впаралель, насколько приемлемо?

Если два то уже не проще ли использовать что нить пожирнее ? типа irf9310 160А в пике, по площади 2 sot23 + обвязка будет столько же как 1 SO-8+обвязка.

[SWTRUS 0]

Основная идея - совместо с интегрирующей цепочкой

R3C2 организовать плавное "аналоговое" включение полевика. ....

 

Поправьте меня, но по-моему Вы "открыли" то, что есть практически у все современных DC/DC step-down конвертеров. Например у TPS54231 это называется slow-start mode.

[Aner 5]

Если два то уже не проще ли использовать что нить пожирнее ? типа irf9310 160А в пике, по площади 2 sot23 + обвязка будет столько же как 1 SO-8+обвязка.

irf9310 перебор немного, и по цене кусается сильно. Идея второй полевика через 1 ом запаралелить и с задержкой включать ... понравилась, но что эмулятор показывает?

[SKov 0]

Поправьте меня, но по-моему Вы "открыли" то, что есть практически у все современных DC/DC step-down конвертеров. Например у TPS54231 это называется slow-start mode.

Не претендую на авторство идеи slow-start mode. Просто написал, как стал бы делать сам.

 

 

 

i Идея второй полевика через 1 ом запаралелить и с задержкой включать ... понравилась, но что эмулятор показывает?

Тут эмулятор уже не нужен ;)

Через 1 Ом большому току не разогнаться. Так что все в пределах 4А на время несколько mS.

Ну, можно взять 2 Ома, чтобы уж совсем перестраховаться. Двуступенчатое включение вполне безопасно, но нужно два полевика

и программная поддержка. Возможно, RC цепочка - более экономичное решение.

[mapic 0]

PS: Я не собираюсь ругать модули. Я их использовал, и буду использовать. Себя я ругаю за отсутствие ключа по питанию. "Повёлся" на сладкие речи и копеечную экономию. Но с другой стороны - на кой (би-ип) делать вывод сброса, который ничего не сбрасывает???

 

Приветствую Сергей!

 

Да конечно отсутствие ключика по питанию серьезный промах! - тем более на новом (сыром) модуле. Я еще с сим300д не доверяю "паверкею" (хотя и последние версии очень пристойно себя вели не были склоны к зависанию). На сим900 поставил ключик на 6402 (или 6401) ... работает отлично - зависания и полной потери связи с устройством не наблюдалось... (хотя почитав тут, еще задумался про RC цепочку плавного запуска).

 

ПС. Так Вы разобрались почему модуль зависал? - или прошивка слетала?

У меня пока что только зависал в некоторых случаях на ГПРС при "AT+CIPCLOSE". Нашел лекарство "AT+CIPCLOSE=1" - быстрый разрыв соединения - помогло!

 

В результате получилась такая схема.

 

Хорошая схема... если вместо ключа Q1 для управления полевиком использовать вывод МК с открытым стоком тоже должно работать? - вывод МК толерантный к +5В без защитного диода.

В принципе запустить ШИМ на этот вывод тоже не проблема!

Будем пользовать :) спасибо за расчеты!

Изменено 7 марта, 2011 пользователем mapic

[Dmitrich 0]

Да конечно отсутствие ключика по питанию серьезный промах! - тем более на новом (сыром) модуле.

Классическое "старуха и проруха"! :rolleyes:

 

ПС. Так Вы разобрались почему модуль зависал? - или прошивка слетала?

Зависают при проезде через какой то глухой район Орловской области, я это место на треках нашёл. Не знаю, почему. Прошивка не "слетает". Тот случай "слёта", о котором я писал выше - единственный. Вероятнее всего, пока я мучил устройство, пытаясь его сбросить - сделал что то, что вызвало "слёт" прошивки.

 

Хорошая схема... если вместо ключа Q1 для управления полевиком использовать вывод МК с открытым стоком тоже должно работать? - вывод МК толерантный к +5В без защитного диода.

Конечно, будет работать.

 

Ефанов Сергей.

 

[SKov 0]

Два полевика впаралель, насколько приемлемо?

 

Вот картинка такой схемы, причем управление обоими полевиками осуществляется одним биполярником.

Идея заключается в том, что первый (вспомогательный) биполярник включится сразу и зарядит емкость

выходного фильтра на заметную величину к тому моменту (примерно через 3 mS), когда включится основной полевик,

подключенный к биполярнику через RC-цепочку.

Обратите внимание, что емкость фильтра в данном примере небольшая, а в RC-цепочке установлен довольно толстый конденсатор в 1 мкф.

Вот какая картинка получилась в результате моделирования:

На картинке практически не видно вообще никаких выбросов черного цвета (ток через основной транзистор) или красного цвета (мощность на основном транзисторе.)

Это значит, что за 3 mS вспомогательный транзистор полностью заряжает выходной фильтр (220uF).

Теперь увеличим емкость выходного фильтра в 10 раз (до 2200uF)

Получается такая картинка:

 

 

На картинке хорошо видно, что выходное напряжения имеет два четко выраженных участка (график желтого цвета).

Первый участок - до 3 mS - имеет практически линейный вид. И это понятно. Вспомогательный полевик имеет резистор 1 Ом в

цепи истока и фактически представляет собой генератор стабильного тока, которым заряжается выходная емкость - отсюда хорошая линейность графика.

Через 3 mS начинает открыватся основной полевик. К этому времени выходная емкость уже заряжена до примерно 1.5 вольт, что позволяет снизить

перегрузки основного транзистора до совсем небольших величин.

 

Резистор R6 я , пожалуй, зря сюда поставил. Без него, конечно, получается лучше.

 

 

[Aner 5]

еще можно такой полевик пользовать FDC638APZ, почти такой же как эти IRLML6401(2)