Sterowanie tranzystora MOSFET w sterowniku PWM

Jan 12, 2005 14 Replies

Witam, zamierzam zrobiæ regulator PWM do ¿arówki halogenowej 6 V 55 W. Poniewa¿ pr±d w impulsie bêdzie pewnie przekracza³ 10 A, zamierzam u¿yæ 4 tranzystorów BUZ11 lub te¿ jednego IRF3205 (Rds=0.008 ohm). Generator PWM 1 khz ju¿ zbudowa³em, natomiast mam w±tpliwo¶ci co do strerowania tranzystorów. Generalnie nigdy nie mia³em do czynienia z MOSFETami, lecz ostatnio siê "dokszta³ci³em". A moje w±tpliwo¶ci maj± siê nastêpuj±co: wiadomym jest, ¿e czas prze³±czania zale¿y od szybko¶ci prze³adowania pojemno¶ci bramki, która dla 4 x BUZ11 wg katalogu to ok. 4 nF a od czasu prze³±czania wprost zale¿y moc strat. Na ró¿nych schematach widzia³em ró¿ne rozwi±zania - od karygodnego pod³±czenia bramki przez rezystor 22 k po uk³adzie prze³adowuj±cym z³o¿onym z dwóch komplementarnych tranzystorów bipolarnych, po³±czonych emiterami, bez ¿adnych rezystorów po¶rednicz±cych. Teoretycznie takie rozwi±zanie bêdzie gwarantowa³o najszybsze prze³adowanie pojemno¶ci oraz powinno lepiej zabezpieczaæ bramkê przed przebiciem w wyniku [ewentualnego] wyindukowania siê du¿ego napiêcia na drenie, które przez pojemno¶æ Cdg przenosi siê na bramkê. Lecz czy jakikolwiek brak rezystora przed bramk± nie bêdzie szkodliwy dla tranzystora ? A mo¿e zbytnio przejmujê siê nieistotnym problemem, mo¿e zastosowaæ inny uk³ad sterowania tranzystora ? Jak ju¿ wspomina³em z MOSFETami nie mia³em do czynienia, nawet nie mia³em takiego tranzystora w rêku. Pytanie drugie dotyczy proponowanych przeze mnie tranzystorów, byæ mo¿e lepsze by³yby inne [jakie?], wa¿ny jest tutaj te¿ czynnik kosztów.



pozdrawiam wszystkich i liczê na wskazówki



Remigiusz ¯ukowski



z jakiego napiecia bedzie regulowac ? Jesli z jakiegos niskiego, bez problemu zakupisz pojedynczy tranzystor o pradzie IDmax w granicach

100A, jesli z wyzszego i zastosujesz trafo, prady w kluczu beda niewielkie i rowniez wystarczy pojedynczy element

ten do szybkiego przelaczania raczej nie sluzyl :)

tranzystorów

po¶rednicz±cych.

rozumiem, ze wyjscie z generatora PWM ma niewielkia wydajnosc pradowa ? Oczywiscie mozna zastosowac powyzszy uklad z dwoma tranzystorami a dla bezpieczenstwa dodac szeregowy rezystor z bramka rzedu 10ohm, albo mozna zastosowac gotowy driver scalony. Ale najlatwiej i najtaniej byloby po prostu zastosowac jakikolwiek gotowy modulator PWM (UC384x ?), ktory ma i generator i modulator i driver (opracowany wlasnie do sterowania MOSFET-ami) i do tego jeszcze wzmacniacz bledu z referencja.

pozdrawiam entrop3r

Jest taki fajny uk³ad dallasa ds1050 (modulator pwm z i2c) i w jego nocie jest schemat sterowania wentylatorem i pod¶wietleniem za pomoc± IRF510. Dokument nazywa siê app163.pdf i wygl±da na to, ¿e nic prócz tranzystora nie potrzeba chyba, ¿e ten ds1050 ma w sobie driver mosfetów. Uk³ad wystêpuje w ró¿nych wariantach od 1 do 100kHz.

PC

U¿ytkownik "Roland" snipped-for-privacy@nospam.sfd.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:cs1qdg$rpr$ snipped-for-privacy@okapi.ict.pwr.wroc.pl...

Przy 6V i ¿arówce za bardzo siê przejmujesz Opornik szeregowy w bramce jest zbêdny Pr±d ogranicz± s³abe tranzystory steruj±ce - one nie s± w stanie wydaæ z siebie 100A/1us Sterownie musi byæ wydolne je¶li chcesz podawaæ krótkie impulsy liczone w pojedynczych mikrosekundach. Do prze³adowania masz sporo nF. Po rozgrzaniu ta ¿arówkê pobierze oko³o 10A Ale na zimno (letnio) we¼mie 10 (?) razy tyle

Napisalbym ze przy 1kHz to za bardzo sie przejmujesz .. ale 6V ?

formatting link
Ten tranzystor to wymaga 5.2V na bramce zeby w ogole 10A przepuscil. A przynajmniej z 8V zeby spadek byl ponizej 0.5V..

J.

no có¿, nie da siê podwa¿yæ, muszê wiêc wyjawiæ nieco wiêcej szczegó³ów:

  • Uk³ad bêdzie sterowa³ ¿arówk± 6V 55W (chyba jednak bêdzie to ¿arówka 25 W) z akumulatora 6V12Ah, a bêdzie to nic innego jak zestaw o¶wietleniowy do roweru. Sterownik tranzystora jest banalny - 1/2 Tl072 s³u¿y jako generator przebiegu pi³okszta³tnego a potencjometr + pozosta³a 1/2 TL072 jako komparator do wytworzenia przebiegu steruj±cego. Dodatkowy kondensator miêdzy mas± a wyj¶ciem potencjometru realizuje "soft start" ¿arówki (ponoæ bardzo pozytywnie wp³ywa to na jej trwa³o¶æ)
  • Zamierzam u¿yæ 4 tranzystorów, generalnie po to, aby obni¿yæ spadek napiêcia na za³±czonym tranzystorze, widzê te¿, ¿e przy okazji mo¿e to pomóc w sprawie wymaganego napiêcia na bramce.
*Kupi³em na razie jeden tranzystor i przetestowa³em go na ¿arówce 6V 25W, przy napiêciu na akumulatorze ok. 6.4V. Spadek napiêcia na tranzystorze by³ ok. 0.2V, czyli niby wszystko OK (opór z³±cza zgodny z katalogowym, tj. 0.05 ohm). Jednak¿e zachowanie tego tranzystora w sytuacji roz³adowanego akumulatora (nieco ponad 5 V) mo¿e byæ ju¿ inne. W tej sytuacji nie pozostaje mi nic innego jak poprosiæ szanownych grupowiczów o pomoc. Pytam wiêc, jakiego powinienem u¿yæ tranzystora lub tranzystorów w tym uk³adzie (wymagania: ³atwo dostêpny i w miarê tani, niskie napiêcie progrowe bramki !!!, ma³y opór z³±cza). Pomys³ na BUZ11 wzi±³ siê st±d, ¿e pamiêta³em z przesz³o¶ci pewien schemat modelarskiego regulatora silnika elektrycznego, w³a¶nie na tych tranzystorach. Dzia³a³ on na 6V, nie widzia³em wiêc ¿adnej przeszkody, a¿eby u¿yæ tych¿e tranzystorów do sterowania ¿arówki. Generalnie interesuje mnie rozwi±zanie problemu w doborze odpowiedniego tranzystora, nie chcê siê bawiæ w ¿adne przetwornice podwy¿szaj±ce napiêcie itd.

pozdrawiam i dziêkujê za udzielone wskazówki

Remigiusz ¯ukowski

Reasumujac pewnie bedziesz potrzebowal cos z serii IRL ... albo podobne dostosowane do pracy z poziomami logicznymi... powinny sie otwierac przy 5V w pelni... A swoja droga ja robie cos podobnego ale na akku 12V. Do regulacji chce wykorzystac poczciwe 555.

Niestety to najpierw akumulator wpad³ mi w ³apy, pó¼niej dostosowa³em do niego ¿arówki itd. Gdybym teraz mia³ zaczynaæ od zera wybra³bym zasilanie 12 V. Tak¿e chcia³em wykorzystaæ 555 jako generator przebiegu PWM, jednak¿e nie wymy¶li³em, jak przy jego pomocy regulowaæ wype³nienie przebiegu od zera (ca³kowicie wy³±czone) do 100 % (tranzystor ca³y czas w³±czony), oraz jak zrealizowaæ uk³ad p³ynnego w³±czania. Zastosowany przeze mnie uk³ad jest niemal¿e równie banalny jak podstawowy generator na 555: TL074 + 6 rezystorów + potencjometr + 3 kondensatory i spe³nia te dwa wymagania.

pozdrawiam

Remigiusz ¯ukowski

[...]

Będę oryginalny i zaproponuję... Si4410DY Ostatnio na Pazzegro po 1.25 PLN za sztukę. Co prawda trochę ich szkoda do tak banalnego zastosowania, ale...

[...]

Heh, w³a¶nie czego¶ takiego szuka³em ! Na allegro niestety nie znalaz³em, mam nadziejê, ¿e dostanê gdzie¶ we Wroc³awiu

pozdrawiam i dziêkujê za wskazówkê

Remigiusz ¯ukowski

Sprzedaje to człek z Wrocka właśnie:

formatting link
się z nim po prostu.

To jest kiepski pomysł z następujących powodów:

- w "instalacji" 6V będziesz miał duże straty w kablach i na złączach, 4 razy większe niż przy napięciu 12V dla takiej samej mocy. Policz sobie ile tracisz, jeśli opór całego obwodu (kable, styki, tranzystor) będzie tylko

0,2ohm (o co wcale nietrudno)

- akumulator 6V jest droższy od akumulatora 12V o tej samej pojemności

- żarówki na 6V są trudniej dostępne i jest dużo mniejszy wybór

- zmniejszanie mocy żarówki poniżej mocy nominalnej to jest nieporozumienie, bo ilość światła maleje wykładniczo, zmniejszysz moc o połowę, a ilość światła 10 razy, albo i więcej, to się kompletnie nie opłaca, lepiej zamontować drugą, mniejszą żarówkę

- dobrze jest podwyższyć napięcie żarówki powyżej nominalnego, bo wtedy zwiększa się sprawność. Nie potrzebujesz trwałości liczonej w tysiącach godzin, ważniejsze jest efektywne wykorzystanie energii. Taki regulator PWM ma sens, jeśli użyjesz żarówki 6V (ale nie 55W, tylko mniejszej) i akumulatora 12V, albo żarówki 12V i akumulatora np. 18V.

Ja zrobiłem lampkę z żarówką 6V10W, zasilaną z akumulatora 13,2V lub 14,4V, żarówka jest zasilana przez PWM (sterownik zrobiłem na Atmelu tiny15, tranzystor dobrałem taki, który miał małą rezystancję, nie pamiętam typu). Wypełnienie jest regulowane przez procesor w taki sposób, żeby napięcie RMS było mniej więcej stałe niezależnie od napięcia baterii, około 10V (moc około 20W). Używam tego drugi rok i na razie żarówka się nie spaliła, a świeci dużo jaśniej niż żarówka 12V20W. Mam też 3 poziomy jasności, ale w praktyce to się właściwie do niczego nie przydaje, poza jakimiś sytuacjami awaryjnymi (np. naprawienie czegoś przy rowerze, to jest lampka mocowana do kasku i przy pełnej mocy wali po oczach gdy się coś oswietli z bliska). Na kierownicy mam dwa reflektorki 12V 5W i 20W, a jedynym "bajerem" do nich jest soft-start (MOSFET, kondensator i dwa oporniki) i sygnalizacja rozładowania baterii. Weź jeszcze pod uwagę ryzyko kradzieży wszystkiego, co jest przymocowane na stałe do roweru, napracujesz się nad jakimś urządzeniem, a potem dresy to wyrwą gdzieś przed sklepem.

Paweł

Witam

Akumulator dosta³em, ¿arówki ju¿ mam wiêc choæby ze wzglêdów ekonomicznych nie mam zamiaru bawiæ siê w 12V. Jak ju¿ wcze¶niej napisa³em, gdybym teraz zaczyna³, wybra³bym instalacjê na 12V. Generalnie koszty mojego sprzêtu to ¿arówki i reflektor [plus mój czas], jako pracuj±cy student nie mam za bardzo ani jednego ani drugiego.

Fakt niezaprzeczalny, generalnie chodzi mi o to, ¿e w pewnych sytuacjach nie potrzeba pe³nej mocy (pchanie lub podchodzenie z rowerem) i najzwyczajniej w ¶wiecie szkoda akumulatora.

Jakiego u¿y³e¶ reflektora do tej ¿arówki ? Ja na czo³ówkê wrzuci³em ¿arówkê

10 W i u¿y³em plastikowego reflektorka od takiej latarki ³adowalnej ze straganu. Niestety nadtopi³ mi siê on kiedy¶, gdy w piwnicy czy¶ci³em rower (widaæ niezbêdne jest ch³odzenie w postaci op³ywu powietrza), poza tym jest on dosyæ p³ytki [du¿o ¶wiat³a nie jest skupiane] i ma ma³± zdolno¶æ odbijania [przez reflektor widaæ w³ókno ¿arówki]. Do roweru zamontowa³em taki du¿y reflektor od latarki Sonca, ten z kolei jeszcze gorszy [wiêksza rozwarto¶æ, odpadaj±ca warstwa odbijaj±ca]. Ol¶ni³o mnie, gdy kumpel pokaza³ mi szperacz 10 W z reflektorem aluminiowym, ¶wietnie odbijaj±cy i bardzo g³êboki. Kupi³em co¶ takiego za 50 z³, akumulator + ³adowarkê odsprzeda³em innemu kumplowi, zainstalowa³em ¿arówkê na ruchomych wide³kach [regulacja sto¿ka ¶wiecenia] i ró¿nica w stosunku do poprzedniego reflektora jest znaczna, poza tym regulacja sto¿ka ¶wiecenia [chyba lepsze to ni¿ regulacja jasno¶ci przez PWM ?], jeszcze z tym nie je¼dzi³em na rowerze. Mój wniosek jest taki: wiêcej mo¿na straciæ na kiepskim reflektorze ni¿ na kablach, ¿arówkach itd.
¦wietny pomys³, idea³, te¿ bym sobie zrobi³, gdyby nie a) nie umiem, b) powody wspomniane na pocz±tku

Te¿ zastanawiam siê, czy nie za³o¿yæ dwóch reflektorów na kierownicê [w sumie to mam ju¿ dwa]. Ja doda³em jeszcze jeden bajer - regulacja kierunku ¶wiecenia lewo-prawo. Mam taki solidny podjazd w okolicy, jak wje¿d¿am to na zakrêtach przekrêcam reflektor zgodnie z kierunkiem zakrêtu - jeden ruch rêk±, a widaæ o niebo lepiej. Poza tym jak wchodzê z rowerem na plecach, te¿ sobie mogê tak przekrêciæ reflektor, ¿eby ¶wieci³ do przodu. Sylwester spêdzi³em rowerowo, wjecha³em i wszed³em na szczyt ¶nie¿nika [1425 m], potem nawet zjecha³em. Czy móg³by¶ jednak przypomnieæ sobie, jakich tranzystorów u¿y³e¶ do tego soft startu ? Ew. przes³aæ mi jeszcze na priv ten prosty uk³ad do soft startu ?

Aku wo¿ê w plecaku, jedyn± czê¶ci± na sta³e w rowerze jest lampa [lub w przysz³o¶ci dwie] solidnie zamocowana na mostku. Generalnie mieszkam na zadupiu (Miêdzygórze, Kotlina K³odzka), je¿d¿ê w górach lub po wiochach, najczê¶ciej spotykam policjê lub stra¿ graniczn± [pobliska granica z Czechami], okoliczni mundurowcy ju¿ siê przyzwyczaili do tej je¿d¿±cej "choinki".

Czy przypadkiem nie dyskutowali¶my na podobny temat jakie¶ miesi±c temu na pl.rec.rowery ?

pozdrawiam

Remigiusz ¯ukowski

Dlatego przydaje się druga, słabsza żarówka, bo to żaden bajer, jeśli zmniejszysz moc tej swojej żarówki 55W do takiego poziomu, żeby świeciła jak żarówka 5W, a będzie przy tym zużywać 25W :)

MR-11 30 stopni, taki zwykły halogen z reflektorkiem z tych mniejszych (większe to MR-16, też może być), wydłubałem żarówkę 12V20W i wstawiłem tę swoją przy pomocy kawałka blaszki i poxiliny. Ale to wymaga wprawy, lepiej wziąć gotową żarówkę 12W20W (20W wydaje mi się optymalne na rower w terenie). Niestety najmniejsze łatwo dostępne żarówki tego rodzaju to właśnie 20W. Jak chcesz mieć mniejszą (10W lub 5W), to trzeba usiąść i zrobić.

Te reflektorki MR11 i MR16 też przepuszczają do tyłu trochę światła. Ja je oklejam folią aluminiową i zakładam na wierzch izolację termokurczliwą.

Nie pamiętam, musiałbym rozebrać ten "bajer", a jest zaklejony silikonem. To był jakiś tranzystor Motoroli, wymontowany z zepsutego dysku twardego, ale nie wiem jakie miał oznaczenie. To nie jest takie ważne, nie potrzebujesz dokładnie takiego, tylko potrzebujesz tranzystora który ma jak najmniejsza rezystancję Rdson i który załącza się przy jak najniższym napięciu bramki.

To coś w tym rodzaju:

-----------.-------- | | \ S X żarówka | | R1 | | | | | .---.---| T | | | | | === | R2| | C |

-----------.---.----

Nie pamiętam wartości elementów, bo dobrałem je podczas lutowania. Kondensator to pewnie 22u albo 33u, R2 jakieś 10k, R1 może 22k, dobierzesz sobie "na oko", żeby było widać, że żarówka wolniej się zapala i wolniej gaśnie po wyłączeniu.

Możliwe, bo gdzieś już o tym pisałem.

Paweł

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required