Почему сгорел транзистор?

[colorad]

Набрал в симуляторе схему @ГТ115 . Потери на тепло меньше,  чем в схеме с медленно закрывающемся транзистором , раза в 1.5 . 

Уменьшаются пульсации  на фильтрующем конденсаторе процентов на 20 , из-за его дополнительной подзарядки . 

Несколько наобум вместо R2 поставил дроссель 100-200мкГн - потери стали ноль .

Думаю - с дросселем или с резистором - схема правильная и очень полезная .

@ГТ115 Может брать патент !

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[kde]

29 minutes ago, colorad said:

100-200мкГн - потери стали ноль .

Вполне логично =)

Оцените пожалуйста:

- насколько увеличивается всплеск напряжения на входе транзистора по сравнению с "моим" вариантом;
- какой ток разряда протекает через такую индуктивность.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[colorad]

Ток зависит от индуктивности , при такой порядка 13-14А , при первых импульсах до 30А  . Всплеск на входе транзистора зависит от емкости и примерно такой же как на вашей схеме ,

Попозже выложу графики . 

Изменено 3 октября, 2018 пользователем colorad

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Гость]

1 час назад, colorad сказал:

поставил дроссель 100-200мкГн - потери стали ноль

Конечно, индуктивность лучше, чем сопротивление. Тогда и С1 можно взять меньшего номинала (а не как можно большего, при использовании резистора, который (резистор), следует выбирать из компромисса: из допустимого действующего тока через конденсаторы и транзистор, максимальную амплитуду тока через транзистор (диод, конденсатор), КПД, потери мощности на резисторе - когда есть ограничение, в применяемых резисторах по мощности и пр...), и соответственно неуправляемый скачок напряжения на выходе, при первом включении - меньше, и потерь на резисторе - нет и они не зависят от ёмкости С1... Но я, по опыту общения с подобными искателями (например - @Cahes, который, всем, мозги тут, за 5 лет вы.бал), которым применять моточные узлы, религия не позволяет, даже и не подумал предлагать  .

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[colorad]

Графики

1.Cхема KDE

2.Схема ГТ115 с резистором

3.Схема ГТ115 с индуктивностью

Что-то никак с пайнтом не совладаю . Но кажется понятно . Если какие участки развернутей надо - пересниму .

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[colorad]

2 часа назад, ГТ115 сказал:

которым применять моточные узлы, религия не позволяет

Как бы тоже из таких (лентяев) ,  но здесь индуктивность , кмк ,  может иметь большой диапазон номиналов , с соблюдением энергоемкости разумеется .

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Armenn]

22 hours ago, ГТ115 said:

А зачем вам vd1 и vd2? Ставьте вместо них сразу транзисторы. Синхронные выпрямители

[Vslz]

А после синхронного выпрямителя - линейный регулятор? Не логично. Эта схема - фазовый предрегулятор, только часть айсберга 

[Armenn]

Огласите часть айсберга "под черною водой" пожалуйста.

[kde]

Схема с индуктивностью, бесспорно, интересна. Но конкретно в моем случае я выбираю резистор. И совсем не по "религиозным" убеждением (до этого успешно сконструировал не один импульсный БП с нуля, включая полный расчет трансформатора и дросселя - индуктивности я люблю). Поясню:

Когда в НК идет ток заряда в 12 А, за счет ESR на нем временно возрастает напряжение. В этой схеме внешне это выглядит как короткая высокочастотная помеха, от которой очень непросто избавиться (в связи с большим током). Я не хочу такую помеху принципиально (не был бы важен уровень помех - взял бы регулируемый ИБП, который меньше и дешевле). Также такой ток создает и большую ЭМ помеху внутри самого БП. Допустим, мы хотим ограничить ток на уровне 2 А, какую индуктивность нам нужно поставить? Получается, раз в 5 больше. Какой она будет иметь габарит?

Дальше мощность. У меня без предрегулятора на конденсаторе было бы около 35 В. При максимальном ограничении тока в 3 А это в случае КЗ дает 105 Вт на линейном ключе. Теперь в случае КЗ на ключе будет 4 - 5 В, это 12 - 15 Вт! Но я еще намерил 2.5 Вт на резисторе в своей схеме, т.е. полные потери будут, пусть, 20 Вт. Т.е. со 105 Вт я сократил их до 20. Это отличный результат, стоящий разработки всей схемы! Да, применив индуктивность я смогу сократить их еще ватта на 3. Но взамен я получу импульсную помеху на выходе. Стоит ли это того? Решает каждый для себя.

Я для себя решил, что буду собирать по своей изначальной схеме (где вся энергия выброса падает на резисторе) - она обеспечивает минимальные помехи на выходе. Потери 3 Вт на гасящем резисторе мне непринципиальны, а сам резистор (5 Вт, керамический) будет установлен на общем выходном радиаторе всех транзисторов. Также плюс моей схемы - несколько меньшее входное напряжение помехи. На графиках @colorad этого не видно (почему-то), но у меня получились именно такие результаты при испытании "в железе" (разница - до 10 В). И это понятно - конденсатор у меня разряжается до нуля, а в схеме @ГТ115 - только до выходного напряжения (возможно, при использовании индуктивности - чуть ниже него). При максимальном напряжении транзистора 55 В это тоже аргумент.

Но схема @ГТ115 очень интересна как с резистором, так и с индуктивностью в любом случае! И вообще здорово, что завязалось такое обсуждение - благодаря совместным стараниям нам удалось перевести транзистор в ключевой режим, что значительно расширяет возможности схемы по току!

[Гость]

48 минут назад, Armenn сказал:

А зачем вам vd1 и vd2?

Мне, собственно - незачем. Для меня это - гимнастика или развлечение. Но, по-моему, не всякий, без достаточной причины, пойдёт на удорожание и усложнение.   

9 минут назад, kde сказал:

При максимальном напряжении транзистора 55 В это тоже аргумент.

Увеличьте С1... и уменьшайте R2

Изменено 3 октября, 2018 пользователем Гость

[Гость]

32 минуты назад, kde сказал:

Допустим, мы хотим ограничить ток на уровне 2 А, какую индуктивность нам нужно поставить? Получается, раз в 5 больше. Какой она будет иметь габарит?

Вы так пишите, будто зарядный ток конденсатора С2 не превышает 2 А, применение дополнительного керамического конденсатора, параллельно С2, должно улучшить ситуацию. А что касается габаритов катушки, то габарит зависит от энергии, а не тока.

[kde]

32 minutes ago, ГТ115 said:

Вы так пишите, будто зарядный ток конденсатора С2 не превышает 2 А, применение дополнительного керамического конденсатора, параллельно С2, должно улучшить ситуацию

Зарядный ток, конечно, превышает. Но он возрастает с меньшей скоростью и также с меньшей скоростью спадает. Т.е. спектр помехи находится в области низких частот. Такую помеху проще подавить линейным стабилизатором. В наших схемах, кстати, скорость его спада выше, чем в обычном выпрямителе и определяется емкостью демпфирующего конденсатора.

Дополнительно в вашей схеме присутствует короткий импульс при включении транзистора (от перезаряда ДК в НК). Скорость нарастания тока тут очень большая (в случае резистора) или определяется индуктивностью, т.е. спектр этой помехи находится в более высокочастотной области. Подавить такую помеху может оказаться сложнее - надо будет иметь высокоскоростной линейный регулятор. На той же LM358 может уже такого сделать не получится.

Вариант с индуктивностью, кстати, в этом плане более выигрышный. Можно попробовать взять достаточно большой ДК и приличную индуктивность и снизить таким образом частотный спектр помехи. Т.к. элементы реактивные, потери при этом особо не вырастут.

Я пробовал подключать керамику еще в схеме, где до транзистора стоял просто конденсатор - ничего это не дает. Надо очень прилично снижать ESR, чтобы токи в десятки ампер не вызывали какого-либо всплеска напряжения.

[colorad]

В схеме ГТ115 индуктивность применяется опционально .   Через нее прокачивается энергия заряженного индуктивным выбросом конденсатора при его разряде . Форма тока как бы выразится - "резонансная" - гармоник,  кмк , не будет .

Частота легко считается  .   

1 час назад, kde сказал:

Т.е. со 105 Вт я сократил их до 20. Это отличный результат

Если не используется режим мощного источника тока  или работа с  низкими напряжениями -  можно сделать падающую характеристику .

Основные потери , имхо - это уменьшение мощности трансформатора из-за коэффициента формы . 

 

Изменено 3 октября, 2018 пользователем colorad

[kde]

49 minutes ago, ГТ115 said:

А что касается габаритов катушки, то габарит зависит от энергии, а не тока.

Вот тут, кстати, полностью согласен ) сам пришел к выводу, что на одном и том же сердечнике можно запасти ровно одно и то же количество энергии, независимо от тока.

3 minutes ago, colorad said:

Если не используется режим мощного источника тока  -  можно сделать падающую характеристику .

Основные потери , имхо - это уменьшение мощности трансформатора из-за коэффициента формы

Что значит падающую?

Да, если сравнивать потребление, например, 10 Вт от обычного выпрямителя и 10 Вт от предрегулятора на среднем выходном напряжении - у предрегулятора нагрузка на трансформатор будет больше, т.к. потребление идет в области более низких сетевых напряжений, т.е. на большем токе.

Кстати, получается, предрегулятор частично будет сглаживать низкий коэффициент мощности других устройств - он будет потреблять до пика и выключаться, в то время как обычные устройства без ККМ потребляют около пика

Еще хотел спросить, какой программой симуляции вы пользуетесь?

[colorad]

15 минут назад, kde сказал:

Что значит падающую?

Основной режим работы БП - это стабилизатор напряжения - напряжение упало на , скажем 20 процентов - уменьшается  уставка тока вплоть до отключения , если это приемлимо .

У меня таймер стоит , при превышении уставки тока  - выход отключается через некоторое время . Потерь ноль .

15 минут назад, kde сказал:

Еще хотел спросить, какой программой симуляции вы пользуетесь?

LTspice - бесплатная - скачивается у разработчиков , найдете легко . 

Изменено 3 октября, 2018 пользователем colorad

[Гость]

20 минут назад, kde сказал:

получается, предрегулятор частично будет сглаживать низкий коэффициент мощности других устройств - он будет потреблять до пика и выключаться, в то время как обычные устройства без ККМ потребляют около пика

как то это не вяжется с 

21 минуту назад, colorad сказал:

Основные потери , имхо - это уменьшение мощности трансформатора из-за коэффициента формы

 

ЗЫ

Попробуйте наконец увеличить С1  

Изменено 3 октября, 2018 пользователем Гость

[Vslz]

1 час назад, Armenn сказал:

Огласите часть айсберга "под черною водой"

это не ко мне, а к ТС. Я уже спрашивал

 

[bam-buk]

В 02.10.2018 в 21:40, ГТ115 сказал:

@ГТ115 Я опять же извиняюсь, но объясните, пожалуйста, особенность принципа действия этой схемы для двух случаев, положим, таких: 1) амплитуда синуса 30В, амплитуда "выброса" 20В, который поизошел в момент, когда синус был 10В; 2) то же самое, но амплитуда "выброса" 50В.

@kde Зрим в корень: выброс - это артефакт, порождённый несовершенством трансформатора. Измеряется в дЖ. Эти дЖ даже назад в трансформатор с пользой дела запихнуть не удастся. Значит их нужно использовать с наибольшей пользой и наименьшими потерями любым способом. Не забываем о главном: отправляя эти дЖ на пользу, их большая или меньшая часть проявится в потерях. Решаем что: как дешевле утилизировать их значительную часть или как эффективнее использовать как можно большую их часть?

И ещё раз повторю: "силовой" амплитудный детектор работает в ключевом режиме со скоростями переключения практически такими же, как фронт и спад импульса.

С уважением В.

Изменено 4 октября, 2018 пользователем bam-buk

[Гость]

@bam-buk

Неужели Вы сами не в состоянии проанализировать работу схемы?

Я не буду описывать её работу (сильно много писать), Вы в состоянии это сделать самостоятельно.

C2, должен иметь ёмкость, значительно больше, чем C1, в разы (например - в десять раз).

Чем больше С1 (чем больше ёмкость, тем меньше ЭПС), тем меньше общее последовательное эквивалентное сопротивление цепочки – С1+VD5, значит меньше выброс напряжения, на этом сопротивлении, которое приложится последовательно, к напряжению, до которого заряжен конденсатор С1. Чем больше С1, тем до меньшего напряжения он зарядится в момент закрытия транзистора (далее, он дозарядится до напряжения – UC1= Uампл трансформатор- UVD(1,2) -UC2-U VD5, при условии, что Uампл трансформатор>UC1+UVD(1,2) +UC2+U VD5). В случае, когда UC1+ U VD5 станет больше напряжения лавинного пробоя транзистора, то транзистор отработает как стабилитрон и часть тока протечёт через транзистор (соответственно, нужно выбирать или/и больше С1, или/и конденсаторы с меньшим ЭПС или/и другой транзистор или/и смириться с выделением этой энергии на транзисторе).

Изменено 4 октября, 2018 пользователем Гость

[kde]

14 hours ago, bam-buk said:

И ещё раз повторю: "силовой" амплитудный детектор работает в ключевом режиме со скоростями переключения практически такими же, как фронт и спад импульса.

Вы видите область графиков вашей симуляции, обведенную красной линией?

Spoiler

Синий график - напряжение на эмиттере. Зеленый - на накопительном конденсаторе. Видите разницу? Она около 10 В по вашему же графику. О каком ключевом режиме идет речь? Он возможен только если напряжение на конденсаторе будет больше напряжения источника на базе транзистора. Но в реальной схеме напряжение на конденсаторе будет меньше, иначе транзистор будет открываться на верхушках синусоид.

14 hours ago, bam-buk said:

Решаем что: как дешевле утилизировать их значительную часть или как эффективнее использовать как можно большую их часть?

Первичная задача - просто избавиться от этого выброса. Куда именно - задача вторичная. Если эффективное использование добавляет помех и ухудшает характеристики устройства, рассматриваем вариант дешевой утилизации.

On 10/3/2018 at 10:16 PM, ГТ115 said:

как то это не вяжется с 

Все вяжется  Коэффициент мощности отдельно взятого предрегулятора на среднем выходном напряжении далек от единицы. Он потребляет энергию из сети только на началах синусоид. Коэффициент мощности отдельно взятого обычно выпрямителя (установленного в других устройствах без ККМ) тоже далек от единицы. Они потребляют около пика синусоиды. Подключив же оба устройства в сеть одновременно, мы получаем итоговый коэффициент мощности лучше, чем у каждого отдельно взятого из них, т.к. потребление в какой-то степени выравнивается. Не стоит это читать как "предрегулятор - путь увеличения суммарного ККМ домашних устройств!" (потому что подобрать такие режимы будет непросто), просто такая вот особенность.

[Гость]

14 минуты назад, kde сказал:

акая вот особенность

КМ, пытается потреблять ток, на протяжении всего периода, при этом, в идеале, ток потребляемый, должен совпадать по фазе с напряжением, и быть синусоидальным той же частоты, вообщем - имитировать чисто активную нагрузку. А эта схема, потребляет короткими импульсами, и нет разницы, где эти импульсы находятся, на вершине синуса или в середине.

Изменено 5 октября, 2018 пользователем Гость

[colorad]

 

Изменено 5 октября, 2018 пользователем colorad

[bam-buk]

7 часов назад, kde сказал:

Вы видите область графиков вашей симуляции, обведенную красной линией?

Да. Поясню. 

На входе нет выпрямителя. Я сымитировал постоянный ток синусоидальным имплитудой 10В, смещенным "вверх" на 10В. Т.о., синусоида имеет размах от 0 до 20В. "Подпора" у транзистора = 20В. Транзистор открывается при амплитуде на эмиттере 20+U(БЭ)=20,6В. Конечно, такой детектор "видит" только то, что выше амплитуды синуса. НК заряжается медленно (зелёная наклонная линия), т.к. источник импульса имеет значительное сопротивление. Схема предельно упрощённая, поэтому в базовом сопротивлении (10 Ом) будут наблюдаться значительные потери энергии импульса. Чтобы уменьшить потери, достаточно на место тип36 поставить дарлингтона, значительно увеличив сопротивление.

При больших токах нагрузки импульс имеет значительную энергию, и такой детектор способен с малыми потерями отправить его в нагрузку. Пусть не весь импульс, но хотя бы его часть. Разве это плохо?

7 часов назад, kde сказал:

Первичная задача - просто избавиться от этого выброса.

У @colorad импульс исчезал малыми затратами: конденсатор параллельно вторичной обмотке силового трансформатора.

@ГТ115 Не додумался, что в Вашей схеме используется недокументированное свойство полевика вторичной проводимости при превышении на нём напряжения.

@kde Просто идея: загнать этот импульс в дроссель, а затем заставить дроссель отдать энергию в НК. Ну точно как в понижающем ИСН. Можно не весь импульс, а только его "макушку", которая выше синусоиды - и то польза...

[kde]

4 minutes ago, bam-buk said:

При больших токах нагрузки импульс имеет значительную энергию, и такой детектор способен с малыми потерями отправить его в нагрузку. Пусть не весь импульс, но хотя бы его часть. Разве это плохо?

Поясню еще раз. Допустим, у вас амплитудное значение напряжения на входе - 20 В. С учетом, что в сети может быть +10% и еще 10% надо иметь "про запас", помехой можно считать все, что 24 В или выше. На такое напряжение вы и делаете ваш "детектор". Если сделаете на, например, 18 В, он просто будет открываться на пике синусоиды.

Теперь у вас работает предрегулятор на половину выходного напряжения. Т.е. основной ключ закрывается при достижении напряжения на выходном конденсаторе 10 В. В этот момент образуется помеха и на уровне 24 В включается ваш "детектор". На эмиттере транзистора получается 24 В, на коллекторе - 10 В плюс падение на диоде, т.е. 10.6 В. На транзисторе падает 24 - 10.6 = 13.4 В. Это линейный режим.

Что толку в таком детекторе, если в линейном режиме мы можем закрывать и основной ключ? Механизм "медленного" закрытия исправно работал в моей самой первой схеме, и выбросов там не было вообще. Проблемой оказалось, что мы быстро выходим за границы SOA транзисторов в таком включении. Ровно это же и будет происходить в вашем "детекторе".

10 minutes ago, bam-buk said:

У @colorad импульс исчезал малыми затратами: конденсатор параллельно вторичной обмотке силового трансформатора.

В момент открытия ключа происходит быстрый разряд этого конденсатора на основной накопительный. Ток при этом - десятки ампер. Это нагрузка на транзистор и неустранимая ВЧ помеха на выходе. Я это уже тоже писал.

12 minutes ago, bam-buk said:

Не додумался, что в Вашей схеме используется недокументированное свойство полевика вторичной проводимости при превышении на нём напряжения.

Это в его схеме не используется. Правильно подобранный ДК гасит в себе энергию помехи при более низком напряжении.

12 minutes ago, bam-buk said:

Просто идея: загнать этот импульс в дроссель, а затем заставить дроссель отдать энергию в НК. Ну точно как в понижающем ИСН. Можно не весь импульс, а только его "макушку", которая выше синусоиды - и то польза...

Практически это было сделано в финальной схеме с индуктивностью. Там загоняли импульс все так же в ДК, но вот передавали его в НК через индуктивность. Это - отличная схема, если вам надо минимизировать потери. Вопрос только в габаритах индуктивности. Последние графики @colorad показывают вполне приемлемую скорость нарастания и спадения выброса, вопрос только в том, какую индуктивность он использовал.

Распилил сгоревший транзистор.

Кто-нибудь считает, что кристалл такого размера правда рассчитан на 200 Вт? Я - нет.