Линейное управление нагревательным элементом

[Камил]

Добрый вечер!

Мне необходимо собрать линейное управление электрической печью (потребляет 7,5А при 28вольт).  ШИМ не подходит, т.к. это для точного эксперимента нужно.

 Управление осуществляется напряжением 0-30В сигналом с ЦАПА, усиленным операционником. Я собрал такой вот контур (на рисунке), BD245C и КТ817Г привинчены на кулер от Пентиума 4 (вентиллятор работает постоянно). Ток через печь не превышает 7,5А 28В, температура кулера не более 50-60градусов в пределе. Всё работает, но почему-то BD245 сгорает через 2-3минуты, хотя охлаждение есть и он рассчитан на макс.ток 15А. Что я делаю неправильно? Или может быть посоветуете другую схему?

Изменено 30 ноября, 2018 пользователем Камил

[Реклама]

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

[basf1]

Кристалл не выдерживает тепловой нагрузки. поставь в параллель 3-4 шт и про баллансировочные резисторы не забудь). 

Изменено 30 ноября, 2018 пользователем basf1

[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

[KomSoft]

Или снизьте напряжение питания до примерно 30в. У вас на транзисторе выделяется 105Вт, сложно отвести

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[Dr. West]

53 минуты назад, Камил сказал:

он рассчитан на макс.ток 15А

Во первых, 15 Ампер это пиковое кратковременное значение, а продолжительное - 10 Ампер. И кроме этого, в даташите есть вот такой интересный график, из которого видно, что эти 10 Ампер обеспечиваются лишь при напряжении К-Э до 8 Вольт. А у вас сколько получилось?

Про превышение максимальной рассеиваемой мощности (которая для этого транзистора всего 80 Ватт) сказали уже.

[Vslz]

1 час назад, Камил сказал:

Мне необходимо собрать линейное управление электрической печью (потребляет 7,5А при 28вольт).  ШИМ не подходит, т.к. это для точного эксперимента нужно.

 Управление осуществляется напряжением 0-30В сигналом с ЦАПА, усиленным операционником.

Раз ШИМ не подходит, тогда учтите - на регуляторе тепла будет столько же, а то и больше, чем на печке. А радиатор должен быть гораздо больше.

[Falconist]

3 часа назад, Камил сказал:

ШИМ не подходит

Как по мне, то как раз ШИМ будет намного точнее линейного регулирования.

[Камил]

Я делаю прибор для измерения зависимости сопротивления образца от температуры его нагрева. Заказчик попросил чтобы температура изменялась линейно. При ШИМ регулировании видимо есть какой-то "дребезг", мелкие скачки которые портят характеристику. Нет задачи точно выставить температуру, есть задача обеспечить её плавное возрастание и снятие сопротивления во время этого

 

Изменено 30 ноября, 2018 пользователем Камил

[Камил]

Или может быть это лучше сделать на полевике?

[Hambaker]

44 минуты назад, Камил сказал:

Я делаю прибор для измерения зависимости сопротивления образца от температуры его нагрева.

Форум,гляньте на этого поца!Он делает прибор,а нам считай?

[Камил]

Хамбакер, поц по еврейский это маленький ч**н, зэковское слово из иврита, называйте себя сами так, если хотите, мне это не нравится. Во-вторых, где тут в правилах форума написано что спрашивать могут только те, кто занимается электроникой как хобби? В третьих - вы мне ничего не ответили чтобы говорить "он делает прибор, а нам - считай", вы тут ни причём. В четвёртых - я не скрывал что делаю заказ и совершенно не стыжусь этого. Этот форум для обмена опытом, не важно для каких целей набирается опыт! Я нахожусь в разделе для начинающих, т.к. далеко не всё знаю, что мне нужно, в этом вопросе я начинающий.

Изменено 30 ноября, 2018 пользователем Камил

[Alkarn]

В даташите есть еще один интересный график - 

При температуре КОРПУСА ТРАНЗИСТОРА 75 гр. допустимая мощность рассеяния транзистора уже где-то 48 Вт,  а запас по мощности  надо брать не меньше 2 раз, если хочешь долгой безпроблемной работы. Так что ставь, как советовали, 3 транзистора в параллель с уравнивающими резисторами по 0,1 -0,15 Ом в эмиттерах и будет тебе счастье.

 

 

 

[Камил]

Спасибо всем за ответы! (кроме Хамбакера) Я многое узнал, буду параллелить

[IMXO]

5 часов назад, Камил сказал:

Я делаю прибор для измерения зависимости сопротивления образца от температуры его нагрева. Заказчик попросил чтобы температура изменялась линейно.

в огороде бузина, а в Киеве дядько...

1. никакого отношения линейное изменение напряжения к линейному изменению температуры не имеет.

2. при измерении сопротивления стабилизируется ток, сопротивление измеряется по падению напряжения на нем.

[IMXO]

8 часов назад, Dr. West сказал:

И кроме этого, в даташите есть вот такой интересный график, из которого видно, что эти 10 Ампер обеспечиваются лишь при напряжении К-Э до 8 Вольт

вы забыли добавить , шо это при температуре окр.среды(читай температуре радиатора) = 25С

[Камил]

Хамбакер, я непонимаю вас. У вас что, цель меня вывести из себя/оскорбить? Какого чёрта вы меня оскорбляете, называете свиньей и жадным человеком? Вам не нравится что я делаю заказ? Я кажется никого не просил сделать его вместо меня, я столкнулся с проблемой и просил у людей совета. Тем более, что помощи прошу по одному узлу прибора. А у меня там еще микроконтроллер, 2 операционника, контроллер термопары, 2 блока питания. Сбавьте тон. То, как вы себя ведёте больше подходит под определение "свинья". Изолента мне ваша не нужна. И я вообще то не барыга какой-то, попробуйте пожить на зарплату 12 тыс. в месяц и больше нигде не зарабатывать. На хорошую работу нет возможности устроиться, т.к. пишу диссертацию и просто нету лишнего времени. Да и прибор я делаю за копейки для лаборатории.    

IMHO, да всё верно. Сопротивление измеряется четырёхконтактным методом: на образец подаётся стабилизированный ток, измеряется падение напряжения с ростом температуры. Температуру не обязательно изменять линейно, главное чтобы она повышалась и не было скачков, а это можно сделать хорошо при линейном увеличении напряжения, а не ШИМом

Изменено 1 декабря, 2018 пользователем Камил

[Dr. West]

Вообще, зря отказались от ШИМа. Нагреватель печи - устройство инерционное и его можно ШИМить с достаточно низкой частотой, да хоть раз в несколько секунд. Измерения производить в промежутках между циклами ШИМа, чтобы наверняка избежать помех.Или просто выключать ШИМ на это время.

Изменено 1 декабря, 2018 пользователем Dr. West

[_abk_]

Какие нафиг ЦАПы, операционники и кулеры от Пентиума?  

Подал на холодную печь с образцом все 28В(или 30) и измеряй себе сопротивление образца, пока температура не дойдет до максимума. Слишком быстро греется - положи образец с термодатчиком между двумя кирпичами. (Ты же, надеюсь, температуру не "среднюю по печке" штатным измерителем мерять собираешься?) Будет тебе наилучшее беспомеховое и экологически чистое  "линейное регулирование". А потом отключишь и на остывании кирпичей еще 100500 измерений сделаешь. Все,  две кривые усреднил и  - бегом к заказчику за бабками. А там уже расскажешь ему про  трудности "линейного регулирования", среднеквадратичные отклонения, распределения Гаусса-Лапласа и прочие нанотехнологии.

[Камил]

<Dr West, дело в том что температура не должна падать

[Камил]

_abk_, оригинально)) Надо попробовать. Тут правда образец в ячейке самодельной, которая погружается в жидкий азот. Кирпичи не поместятся, в ячейке кое как сам образец только с мини печкой

[Dr. West]

Так температура и не упадёт за те полсекунды, на которые вы будете отключать нагрев. Судя по току в 7,5 Ампер, у вас там нихром в миллиметр, наверное намотан, да плюс сама конструкция и образец - всё это имеет тепловую инерцию и мгновенно не остынет. В конце концов, можно увеличить массу печки для сглаживания пульсаций - по аналогии с кирпичами, что выше советовали.

[Камил]

Dr West, да, стоит попробовать, спасибо. Правда там печка нагревается за 15-20 сек до максималки - образец не успевает реагировать адекватно. Надо помедленнее, можно даже растянуть на десятки минут, поэтому ввели последовательное увеличение напряжения на печку с задержкой

Изменено 1 декабря, 2018 пользователем Камил

[Dr. West]

Как вариант -ЛАТР с понижающим трансформатором. И линейно, и безпомехово, и не греется ничего. Правда громоздко и крутить надо вручную, хотя и тут тоже варианты могут быть.

[Камил]

Как раз от ЛАТРа и была цель уйти, чтобы всё автоматизировать. По задумке контроллер медленно повышает напряжение печки, так что температура образца изменяется от -200 до +100..120 (ячейка в жидком азоте), и обратно. При этом фиксируются показания с термопары и падения напряжения через образец (при фиксированном токе). А на экране ПК строится график зависимости сопротивления от температуры. У меня всё работает, только вот транзисторный контур летел). Но ничего, попробую как советовали запаралелить 3-4 мощных транзистора BD245 с резисторами в эмиттере. Ну и конечно вариант с постоянной подачей напряжения попробую)

[Добрый дядя]

@Камил Вам скорее всего нужен промышленный прибор с ПИД регулятором типа ТРМ "Овен" или другого производителя.

[_abk_]

Не стоит усложнять. Лучшие решения должны быть простыми. ПИД не нужен, поскольку не нужно выдерживать постоянное значение температуры. Не нужен и ЦАП с линейным регулятором, это избыточно. Раз есть контроллер, оптимальное решение - ШИМ. И по простоте (контроллер и ключ, все!) и по эффективности(никакого ненужного нагрева). Печь не индукционная, у нее в любом случае есть инерционность.  Для этой (20сек) скачков температуры не будет с частотой импульсов даже в десятки Герц. Подобрать частоту ШИМ (пары килогерц для этой печки  хватит, скорее всего),  снять температурную кривую и убедиться, что она гладкая.  На время измерения ШИМ выключать. Для пущей научности нужную скважность импульса рассчитывать, исходя из 1)заданной длительности всего процесса и 2) баланса энергии в текущей точке. С п.2 можно обеспечить даже линейность роста температуры.  Зависимость теплоотдачи от  температуры снять в отдельном эксперименте,  задав для этого равномерное увеличение длительности импульсов ШИМа.  Получите кривую температуры от мощности нагрева. Из этой кривой определится для каждой температуры значение  скорректированной мощности(длительности импульса), необходимой для компенсации теплоотдачи и линеаризации роста температуры. Понятно выразился?