Opornik w bazie tranzystora MOSFET: plusy i minusy

W dniu 2018-02-28 o 10:56, J.F. pisze:

Cały czas miałem na uwadze, że napisał na początku, że tranzystor małej mocy więc założyłem, że jeśli nawet 100V to ułamek mA. Poza tym celowo nie napisałem o sterowaniu bezpośrednio lub przez rezystor, a o sterowaniu bezpośrednio, czy nie. W przypadku 100V można się zastanawiać co by było jakby coś przebiło i pisząc o bezpośrednio lub nie zostawiłem możliwość wstawienia między być może jakiegoś układu zabezpieczającego - może R - Zener - duże R. Nie chciałem wnikać w szczegóły a tylko, że czasem warto się zastanowić. A jak 100V i ampery to aby się nie grzał to też nie bezpośrednio z mikrokontrolera tylko pośrednio przez jakiś specjalizowany driver - i tę możliwość moja wypowiedź też dopuszczała pod tym "czy nie".

Ale się zastanowił i sprawa zamknięta :). P.G.

Od początku piszemy o MOSFET małej mocy i pełnionej roli małosygnałowego multipleksera do przełaczania kilku termistorów.

Nie ma tam ani 100V ani dużych amperów - wręcz przeciwnie: prąd pomiarowy puszczany przez thermistor 10K jest malutki aby go nie podgrzewać prądem pomiarowym - jestem więc na całkowicie przeciwnym "biegunie" niż 100V dla paru amperów :-))

Jedyne nad czym można się zastanowić to szybkość przełączania i związana z tym emisja EMI, bo thermistory rozciągnięte są na

6 metrowej tasiemce "flex circuit"... Sprawdzę sobie te czasy narastania i oporności załaczenia aby się upewnić ale chyba będzie OK.

W dniu 2018-02-28 o 19:25, Pszemol pisze:

O emisji decyduje stromość i gęstość zboczy. Jak jeden pomiar na sekundę to chyba nawet jakby zbocza były 1ps to by nie robiło.

Trochę inne zagadnienie, ale jak robię wyjścia OC na zewnątrz urządzenia to z tranzystorów wyjściowych robię źródła prądowe. Załóżmy, że OC pracuje na podwieszenie 4k7 do 5V - czyli 1mA. Po drugiej stronie może być podobne podwieszenie - razem 2mA. To z tranzystora robię źródło prądowe coś rzędu 20mA. Chodzi mi o to, żeby jak przyjdzie jakieś solidne zakłócenie o dużej wydajności prądowej to żeby biedny tranzystorek nie wojował z nim, tylko on się poddaje na bezpiecznym (nawet wieczyście) dla niego poziomie mocy i cały impet zakłócenia idzie w transila 600W, który jest jakby bardziej do tego dostosowany. Jak po takim OC jest nawet transmisja na prędkościach już wchodzących w początek zainteresowania EMC to ta źródłoprądowość w połączeniu z pojemnością transili i kabli obniża stromość ujemnych zboczy co obniża emisje EMI, ale to jest tylko efekt uboczny. P.G.

A to mi ten poczatek niestety umknal.

IMO - to masz inny problem - sprzezenie miedzy ukladem pomiarowym a sterujacym przez pojemnosc bramki. No ale przeciez i tak musisz dac jakis czas na ustabilizowanie ukladu,

Ale przeciez przelaczasz malutkie prady termistora :-) Za to te pojemosci ... jak prad z bramki poplynie w te tasiemki i impuls poleci w eter ...

J.

W dniu 27.02.2018 o 19:01, Pszemol pisze:

Ma jedną zaletę. Może to być tańsze niż zamawianie nowych płytek, jeśli twoja koncepcja nie sprawdzi się. A koszt to 2 gr za element i pewnie jeszcze mniej za powierzchnię płytki.

Napisz coś więcej o tym robieniu źródeł prądowych z tranzystorów wyjściowych - chętnie poczytam.

Owszem, decymetrów kwadratowych na płytce prototypowej nie szkoda. Ale jak coś ma pójść w ilościach 200 tysięcy sztuk rocznie to już się na takie rzeczy jak zbędny rezystor zaczyna patrzeć...

W dniu 2018-03-13 o 03:25, Pszemol pisze:

Np. procek zasilany 5V to wyjście OC (podwieszone 4k7 do 5V) robię tak: Baza BC847 zasilana z nogi procka przez dzielnik 10k/(3k3 || 1n). Emiter połączony z GND przez 33 om. Wprowadziłem to do naszych urządzeń 20 lat temu i cały czas stosuję. Gdy przeszliśmy na procki 3V3 dzielnik zmienił się na 4k7/(3k3 || 1n).

Jak w 2004 udałem się po raz pierwszy na badania EMC to na koniec zapytali, czy jakby podali Surge (1kV przez rezystor 40om - czyli około

25A) na moje wejścia/wyjścia sygnałowe (nie wymagane, gdy połączenia krótkie), to czy by ubili urządzenie. Powiedziałem, żeby podali to się przekonamy. Oczywiście absolutnej pewności nie miałem, bo nigdy wcześniej nie miałem okazji tego sprawdzić, ale nie udało im się zrobić krzywdy moim urządzeniom.

Sądzę (nie sprawdzałem), że BC847 mógłby nie przetrwać takiego Surge gdyby był silnie wysterowany i gdyby Surge przyszło gdy wyjście OC jest w stanie 0.

Jesteśmy firmą bez tradycji - czyli nie ma praktycznej wiedzy przekazanej przez poprzednie pokolenia inżynierów. W połowie lat 90-tych natknęliśmy się na problemy naszych urządzeń, gdy były zainstalowane w najwyższym miejscu terenu w promieniu kilku km. Co burza to się coś wieszało bo zawsze jakiś piorun walnął w ten budynek. Wtedy zacząłem się interesować odpornością urządzenia na takie rzeczy i te źródła prądowe to jeden z efektów tamtego zastanawiania się. Nie oszczędzam na każdym elemencie - wręcz odwrotnie - staram się wszystko zrobić jak najlepiej - np. wszystkie filtry w zasilaniu zawsze stosuję dwusekcyjne - sekcja w.cz (z koralikiem ferrytowym) bliżej DCDC i sekcja m.cz (z dławikiem rzędu 100uH) dalej. Skutkiem tej w sumie przesady był kiedyś mail od jednego z instalatorów mniej więcej taki: W ten budynek, co ostatnio instalowaliśmy walnął piorun. Wszystko im wysiadło - routery, karty sieciowe, centralki telefoniczne, systemy alarmowe. Tylko Wasz system działa. Teraz wszyscy sobie zarobią a my nic :(. P.G.

Dnia Tue, 13 Mar 2018 11:13:52 +0100, Piotr Gałka napisał(a):

ten kondensator to zeby zmniejszyc generowane zaklocenia, czy zeby zewnetrzne zaklocenia nie wplywaly na wyjscia ?

Sa takie gotowe tranzystory z dzielnikiem - ale bez kondensatora.

Z drugiej strony to prad bazy masz ograniczony do jakis 0.5mA, sam tranzystor ograniczy swoj prad kolektora.

Przeciez 847 nie wytrzyma 1kV. otwarty czy zamkniety - musi tych 25A poplynac.

Jak jeszcze klient ubezpieczony "od pioruna", to dramat - mogl byc upgrade systemu, a nie ma :-)

J.

W dniu 2018-03-13 o 22:01, J.F. pisze:

Miałem głównie na myśli ograniczenie stromości zboczy na wyjściu z powodu emisji zakłóceń (aby harmoniczne szybko malały). Dla linii sterujących Led/Buzzer (jakiś czytnik) jest to bez znaczenia (jeden impuls na jedną odczytaną kartę), ale już dla linii przesyłających jakąś transmisję (np. Wiegand) może to być istotne. Robiłem to jeszcze przed przeczytaniem jakiejkolwiek normy EMC więc całkiem "na czuja".

Przypuszczam, że przy krótkich transmisjach (typu kilkanaście impulsów na każdej z 2 linii Wiegand) ten kondensator jest zbędny dla EMC, ale nie wiedzę powodu, aby na nim oszczędzać. A jak kiedyś przyjdzie nam do głowy na tym samym hardware zrobić jakieś dłuższe transmisje (bo krypto) to mogło by się okazać, że jakiś Quasi-peak detektor już wyłapie za dużą emisję bo to w końcu jest linia niesymetryczna i składowe powyżej 150kHz powinny być ograniczone do jakichś mV.

U mnie dół dzielnika nie jest połączony z emiterem i to jest ważne. Poza tym nie kojarzę takich co by miały potrzebny mi stosunek wartości.

Bety mają duży rozrzut. Jeśli skorzystam z bety, aby zrobić źródło rzędu

20mA to chyba przy normalnej transmisji zero na wyjściu może nie być wystarczająco bliskie 0 (nie brałem pod uwagę takiej koncepcji). A przy 0.5mA w bazie i betach rzędu 400 mamy ograniczenie rzędu 200mA. Jeśli Surge zostanie obcięty transilem 18V (takie stosuję, bo standardowo zasilanie 12V i nie chcę, aby przy jakimś błędzie podłączenia od razu palił się transil) do 25V to w tranzystorze mamy 5W. Impuls Surge jest niby dość krótki (spada do połowy po 50us) i być może dało by się znaleźć ch-ki impulsowe BC847 (nie dla wszystkich tranzystorów i nie wszyscy producenci podają) z których by wynikało, że on wytrzyma odpowiednio długo te 5W. Ale trzeba by oszacować jak długo będzie ten impuls na nim trwał, bo po 50us to do połowy spadnie prąd w transilu - więc zapewne napięcie na nim spadnie z 25V do np. 22V i moc w tranzystorze nadal będzie spora (4.4W). Moc w tranzystorze zacznie tak faktycznie spadać dopiero jak prąd impulsu Surge zacznie spadać poniżej 200mA a to dość długo. Jeśli co 50us spada o 1/2 to od 25A do 200mA mamy około 2^7 czyli po 7x50us=350us zacznie spadać. Po następnych 50us będzie połową. Musiałby wytrzymać 5W przez jakieś 400..500us. Do tego takie źródło 200mA da znacznie stromsze ujemne zbocza na linii sygnałowej (przeładowanie pojemności linii) niż moje źródło (symulowałem to ze 20 lat temu - ono daje chyba 16mA). Pewniej się czuję jak tranzystor jest tak wysterowany, że nawet jakby Surge trwało wiecznie to jemu nic nie zrobi, a kosztuje mnie to kilka elementów z gatunku piasek elektroniczny.

Zgubiłeś kontekst - pytanie Przemola dotyczyło mojej wypowiedzi z której jasno wynikało, że jest tam też transil 600W i to on ma przejąć cały impet, a tranzystor ma się na czas Surge poddać bez ryzyka uszkodzenia.

Bardzo niekomfortowo bym się poczuł, gdyby ktoś mógł powiedzieć, że nasze urządzenia projektują księgowi a nie inżynierowie. Zdając sobie sprawę z tego, że takie podejście nie jest w obecnych czasach uzasadnione ekonomicznie, będę trwał w nim licząc na to, że może dożyję takich czasów gdy ludzie/firmy zaczną kupować rzeczy dobre a nie tylko tanie. Tak, wiem - szczyt naiwności :) P.G.

W dniu 2018-03-14 o 13:23, J.F. pisze:

Możliwe, ale nie wiem. Nie chce mi się szukać czy znajdę odpowiednie ch-ki. Dla tranzystorów mocy podają obszary (U/I) bezpiecznej pracy, gdzie są linie dla konkretnych czasów impulsu, ale nie wiem, czy znajdę takie coś dla 847.

Wyciąłeś mój wywód z którego wychodziło, że raczej chodzi o 500us niż o

100us.

Poza tym Surge wg 61000-4-5 nie jest jedynym modelem. W telekomunikacji są jakieś inne definicje gdzie stałe czasowe są chyba rzędu 1ms. Jak mogę coś zrobić lepiej minimalnym kosztem zawsze to robię - dla świętego spokoju. P.G.

Ale właściwie jakim cudem? Jarek słusznie pisze, że 847 nie wytrzyma kilowolta na kolektorze. Moim zdaniem ogranicznik prądu powinien być po stronie kolektora: albo dwa MOSFETy zubożane (są dostępne na naprawdę wysokie napięcia), albo TBU.

Mam dokładnie takie samo podejście. Do tego biorę pod uwagę czas życia elementów i np. kondensatory elektrolityczne są zabronione. Używam też sporo nieliniowych elementów indukcyjnych, bo są nie do zabicia. A kwestie chłodzenia załatwiam laminatem IMS. Koszmar przy montażu małoseryjnym, ale potem zero problemów.

Pozdrawiam, Piotr

Zajrzyj do historii wątku. Wcześniej opisałem ideę ("i cały impet zakłócenia idzie w transila

600W"), a to było tylko uzupełnienie szczegółów w odpowiedzi na pytanie. P.G.