Přidat otázku mezi oblíbenéZasílat nové odpovědi e-mailemVyřešeno Podezřele vysoký úbytek na FET tranzistorech

Zdravím přátelé,
doteď jsem si myslel, že princip spínání pomocí MOSFET tranzistorů již znám, ale nyní tu bojuju s něčím, co opravdu nechápu. Nicméně jsem jen laik, takže bych chtěl poprosit o radu všechny zkušenější.

Mám schéma podle obrázku níže.

Do rezistorů R18 a R19 přichází logická "1 0" nebo "0 1" o úrovni 5V. FETy byly zapojeny tak, aby těmito signály ovládaly svorky MOTOR1 a MOTOR2, konkrétně tedy polaritu napětí na těchto svorkách. V konečném efektu tam měl být připojen stejnosměrný motor, pro oživování tam ale mám rezistor 33R/20W, paralelně s dvoubarevnou bipolární diodou s 1k5 předřadným odpůrkem, ať vidím, kterým směrem se motor bude točit.

Problém: na FETech je příliš velký úbytek, nekoresponduje vůbec s katalogovými údaji. Příklad: Pokud do "silové" svorky pustím 20V, na svorkách MOTOR naměřím 16V. A MOSFET tranzistory, které jsou zrovna v akci, samozřejmě hřejí.

Bipolární tranzistory se chovají korektně, v sepnutém stavu je Uce = 0,45V.

Zařízení by šlo udělat i jednoduššeji, ale chci jej využít i v jiné aplikaci, kde T9 a T10 budou napájeny různými napětími.

Uvedené MOSFETy jsou vždy komplementární dvojička v jednom pouzdře a spínají v pohodě už při 3V na Gate. Datasheet: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir f7343.pdf. Odpor v sepnutém stavu by měl být mnohem nižší, než je v reálu.

Za jakékoliv tipy děkuji.

[img=/file/view/1678-eagle-png]http://pc.poradna.net/file/view/1678-eagle-png[/img]

Předmět Autor Datum
Ve FET se nevyznám ale první bych zkusil jeden ten bipolární vyzkratovat a na druhé straně nahradit…
MM_tank 10.08.2009 18:06
MM_tank
Ano, toto jsem zkoušel, 100k jsem nahradil 10k a C a E protějšího bipoláru jsem přemostil. Získal js…
Moas 10.08.2009 18:11
Moas
A když měříš JEDEN vývod např. motor1 proti zemi a 24v ? Jestli není jeden z těch FETu naprclej. Neb…
MM_tank 10.08.2009 18:19
MM_tank
OK, zapojil jsem to podle schématu níže: [img=/file/view/1679-eagle2-png]http://pc.poradna.net/file/…
Moas 10.08.2009 18:41
Moas
A jaky proudy ti tim motorem tecou?
JR_Ewing 10.08.2009 18:48
JR_Ewing
A proti cemu jsou zapojeny ty motory? Na obrazku je pouze jeden vodic, coz logicky nemuze fungovat :…
JR_Ewing 10.08.2009 18:23
JR_Ewing
je to nedokonale popsáno, motor je (bude) zapojen na svorky MOTOR1 a MOTOR2.
Moas 10.08.2009 18:44
Moas
Řekl bych, že to chodit ani nemůže. Podívej se (pro inspiraci) na tohle zapojení: http://www.rcgrou…
jirka44 10.08.2009 18:26
jirka44
Ono to chodí, mám to tu na stole. Akorát ty úbytky jsou velký. :-) Děkuju za tip, hned to jdu zkusit…
Moas 10.08.2009 18:43
Moas
Já bych řekl, že to máš obráceně. Přehodil jsi Drain a Source u všech fetů. Ten můstek musí být mezi…
jirka44 10.08.2009 18:48
jirka44
Logicky je pravda, že by tam měly být Drainy místo Sourců. Já tam mám skutečně Sourcy, ovšem teď mar…
Moas 10.08.2009 18:56
Moas
No a az spojis tie drainy tak sa potom necuduj ze pri prvom prepnuti sa tie tranzistory odpalia. Roz…
MM.. 10.08.2009 20:12
MM..
http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET#MOSFET_operati on mas tam jasne obrazok. Ako uz bolo spravne na…
MM.. 10.08.2009 19:59
MM..
Inac vysvetlis mi preco tam cpes MOSFETy a nie bipolary? Bipolary zvyknu mat Vbe len okolo 0.5V a ne…
MM.. 10.08.2009 20:28
MM..
Mosfety tam má správně, protože je na nich mnohem menší úbytek napětí nežli na bipolárech. Jenom si…
jirka44 10.08.2009 20:32
jirka44
Tak praveze neni ked to ma zapojene ako zosilovac. Bipolar ma 0.5V Vbe a mosfet ako vidime ma 1.7V V…
MM.. 10.08.2009 20:38
MM..
pokud nebude blbej a dá si tam antiparalelně rychlý diody jako ochranu, tak by se to odpálit nemělo.…
mia 10.08.2009 20:45
mia
Ja nepisem tu o indukcnej zatazi (to az o prispevok neskor), ale o prechodovom jave na CMOS struktur…
MM.. 10.08.2009 20:46
MM..
jo, to je fakt, všechny budou napůl otevřený a to by mohl být průser.
mia 10.08.2009 20:51
mia
obe budu otvorene nie napol, ale naplno (Vgs > treshold)
MM.. 10.08.2009 20:58
MM..
A dalsie riziko su prepetove spicky pri rozopnuti (indukcna zataz). Ked to zapoji tak ako to ma tera…
MM.. 10.08.2009 20:44
MM..
MOSFETy jsem zvolil z toho důvodu, že připojená zátěž může dlouhodobě odebírat více proudu (jednotky…
Moas 10.08.2009 20:46
Moas
Mas osciloskop?
MM.. 10.08.2009 20:50
MM..
Mám jej k dispozici, ale teď a tady momentálně ne.
Moas 10.08.2009 20:53
Moas
Tak zober osciloskop a zmeraj nim spicku prudu pri prepinani (napr. tak ze das medzi FET a zem 0.1oh…
MM.. 10.08.2009 21:02
MM..
Pánové děkuji všem za cenné příspěvky, které mi dokazují, že stále je ještě neuvěřitelně mnoho věcí,…
Moas 10.08.2009 20:52
Moas
Diody! (indukcna zataz). P.S. zenerku budes chciet pravdepodobne dat do tej vetvy medzi 1k a 10k odp…
MM.. 10.08.2009 21:03
MM..
ono to má myslím nějaké D-S zenerky v sobě
jirka44 10.08.2009 21:28
jirka44
Jaj tak potom ok netreba diody. To P.S. bolo o inom - pisal ze ten tranzistor nezvlada 22V medzi So…
MM.. 10.08.2009 21:32
MM..
Schéma nemám úplně přesně - použité FETy mají ochranné diody již integrovány. A ještě jednou díky.
Moas 10.08.2009 21:29
Moas
Zde jsi se dal správnou cestou, mám jen několik připomínek: 1) Odpory R29 a R30 jsou na ... nic (neb…
Pytlík 11.08.2009 21:21
Pytlík
Díky za komentář, nechápu, jaktože jsem byl tak slepý a cpal tam ty R29 a R30. Zkusím zapojení od MM…
Moas 12.08.2009 07:19
Moas
Ohledně rychlosti spínání: Spínání řádu jednotek kHz (používané při řízení jasu LED) nepovažuji za r…
Pytlík 12.08.2009 08:53
Pytlík
Keby si pouzil LED s 3vyvodmi tak si usetris 10tranzitorov na zbytocne prepinanie polarity
MM.. 12.08.2009 14:26
MM..
Je to komplikovanější, těch LED tam je pár v sérii, takže dvounohé jsou výhodnější, každopádně to ne… poslední
Moas 12.08.2009 17:34
Moas
A nebylo by jednodušší ten přechodový jev zkusit eliminovat dalším tranzistorem stejným jako T3 ? Ab…
MM_tank 10.08.2009 23:46
MM_tank
Nějak takhle? np-s.htm zrovna mě nic nenapadá, ale určitě existuje šváb, který takovýhle můstek um…
jirka44 11.08.2009 00:40
jirka44
No, nieco nech si vymysli. To co si nakreslil nema moc velky efekt len to urobi ubytok 0.5V na tom d…
MM.. 11.08.2009 02:24
MM..
Napr. takto [1685-fety-png] Ked stupne na Gate spodneho len na 0.5V (este spodny nezopol) tak uz z…
MM.. 11.08.2009 03:17
MM..
Teraz ma napadlo este lepsie, ptz to predtym zas malo nevyhodu pri velmi rychlom stupani riadiaceho…
MM.. 11.08.2009 03:46
MM..
Děkuji, bobtná to hezky, ale skutečně raději obětuju prostor a udělám to celé větší, než aby mi "záh…
Moas 11.08.2009 07:35
Moas
Ty si hlavne vyzkousej, jakym napetim to bude spinat a podle toho udelej spinaci obvod se zenerkou,…
JR_Ewing 11.08.2009 08:12
JR_Ewing
Pretoze napatie na Gate toho vrchneho je blbe (nikdy nevypne) ked tam je Vgs = (22V/110k)*10k =2V. N…
MM.. 11.08.2009 14:33
MM..
Děkuji všem zúčastněným za cenné rady, zejména tedy MM.., který mě dokázal dostrkat do funkčního řeš…
Moas 12.08.2009 17:30
Moas

No a az spojis tie drainy tak sa potom necuduj ze pri prvom prepnuti sa tie tranzistory odpalia. Rozmyslaj co sa bude diat ked bude na Gate klesat napatie z Vcc na Gnd, niekde v strede (napatie vzdy klesa plynulo). Aky prud pojde cez tranzistory? ;) (aj ked mozno to vydrzia, bude to potom nieco ako CMOS, len musi prepinacie napatie stupat/klesat dost rychlo :).

Zapojene si to mal vpodstate dobre ako zosilovac, ale tak sa riadenie motora urcite nerobi.

http://en.wikipedia.org/wiki/MOSFET#MOSFET_operati on mas tam jasne obrazok.

Ako uz bolo spravne napisane, mas to blbo. Zataz musi ist na drain, medzi gate a source ide riadenie. Ked das zataz na source tak sa zataz podiela na riadeni a preto sa to moze ustalit (a asi aj ustali) na nejakom napati nerovnom 0 ani Vcc, v zavislosti od pretekajuceho prudu cez zataz alebo od vlastnosti danych tranzistorov (Vgs(th), "Gate Treshold Voltage" - to je tych 1.7V ktore tam meras, 1.7V pri danom prude cez zataz)

P.S: z toho mi vyplyva ze tie dvojtranzistory pouzit nemozes. To su IMHO skor na zosilovace (kde sa pohybujes s napatim niekde v strede nedzi Vcc a Gnd, v tom pripade by take zapojenie asi aj fungovalo) a nie na spinane voci Vcc alebo Gnd. Vystup sa IMHO u takeho zosilovaca nikdy uplne na Vcc a Gnd nedostane.
//P.S.edit: jaj oni su v puzdre uplne oddelene, tak potom ich pouzit mozes, ale spoj drainy a nie source.

Tak praveze neni ked to ma zapojene ako zosilovac. Bipolar ma 0.5V Vbe a mosfet ako vidime ma 1.7V Vgs
Ked to zapoji naopak, tak ano bude mat ubytok skoro nula, ale je tam je riziko odpalenia pri prechodovych javoch (myslis ze ma osciloskop a napadne ho zmerat si prud cez tie tranzistory pri prechodovom jave?), preto IMHO by bolo bezpecnejsie dat tam bipolary a tak ako to mal (zataz na Emitory), a ten ubytok 0.5V akceptovat.

Ja nepisem tu o indukcnej zatazi (to az o prispevok neskor), ale o prechodovom jave na CMOS strukture. Si to nakresli a zamysli sa co sa stane ked das na ten "spinaci" vstup Vcc/2. To sa deje pri prechodovom jave. Ak sa prepina dost rychlo tak to neni tragicke ale u neho to stupat moc rychlo asi nebude (ktovie jak silno presycuje ten bipolar co tam ma na Gate - ak je silno presyteny tak napatie na Gate bude stupat hodne pomaly).

A dalsie riziko su prepetove spicky pri rozopnuti (indukcna zataz). Ked to zapoji tak ako to ma teraz, tak prepetove spicky nehrozia lebo zataz je na emitore a teda "spicka" bude maximalne Vcc+0.5V (pretoze vtedy sa otvori B-E prechod (resp. G-S u MOSFET)).
Ked da zataz na kolektor, tak pri rozpajani hrozi vysoka napatova spicka a odpalenie tranzistora. Tak ked chce silou mocou robit complemetar MOS, tak potom nech tam da diody na motor1 aj motor2, na Vcc aj na Gnd.

MOSFETy jsem zvolil z toho důvodu, že připojená zátěž může dlouhodobě odebírat více proudu (jednotky ampér) a je zde požadavek na minimální velikost - proto mi vyhovují ty tranzistory v SO8 pouzdře, kde vím, že to nebudu muset chladit díky nízkému odporu v sepnutém stavu.

Tak zober osciloskop a zmeraj nim spicku prudu pri prepinani (napr. tak ze das medzi FET a zem 0.1ohm odpor a meras osciloskopom napatie na tom odpore, prechadzajuci prud vyratas I=U/R). Nie je to zanedbatelne, ked to prepina ten bipolar na Gate moc pomaly, tak ti tam moze ist kratkodobo aj viac ako tie tranzistory zvladaju. V tom pripade bude treba upravit odpory na tom bipolari (vacsi odpor na bazu a mensi na kolektore)

Pánové děkuji všem za cenné příspěvky, které mi dokazují, že stále je ještě neuvěřitelně mnoho věcí, které se musím doučit.
Pro pořádek uvádím schéma, které funguje tak, jak má, se zanedbatelnými úbytky.
Schéma jsem ovšem tesoval zatím jen s 12V místo 24V, protože tranzistory mají Vgs max = 20V. Předpokládám, že tam ještě musím dát Zenerku a odpor, ale to už snad nějak zvládnu.

Děkuji.

[img=/file/view/1680-fety-png]http://pc.poradna.net/file/view/1680-fety-png[/img]

edit: omluva za trochu jiné značení, mám to rozkreslené na x-krát.

Zde jsi se dal správnou cestou, mám jen několik připomínek:
1) Odpory R29 a R30 jsou na ... nic (nebo, lépe řečeno, na překážku).
2) Zůstal jsi v půli cesty. Tak, jako jsi zvýšil budící napětí pro kladnou větev (doporučoval bych napětí alespoň o 4V vyšší, než to výkonově, tedy ne 22V, ale 24V, raději však více), tak musíš snížit budící napětí pro dolní větev až do záporných hodnot. Je tedy třeba emitory budících tranzistorů T2 a T4 posadit na záporné napětí velikosti -4V a více (třebas i -10V). Vyplynou z toho změny v buzení těchto tranzistorů, protože ovládací signály jsou vůči GND a ne vůči tomu zápornému napětí. Potřebný převodník je ale jednoduchý - vyřeší to jeden tranzistor PNP a jeden odpor.
3) Odpory R25 a R26 jsou zbytečně malé, protože FETy jsou buzeny skutečně napěťově. Velikost těchto odporů ovlivňuje pouze, spolu se vstupní a Mullerovou kapacitou, rychlost přechodu z vypnutého stavu do sepnutého a naopak. Protože se však mají spínat, jak jsem vyrozuměl, motory, nebudou nároky na rychlost spínání nijak vysoké.
4) ochranné Zennerovy diody mezi elektrodami G a S jsou žádoucí, nejlépe je přivést budící napětí přes odpor a ochrannou diodu zapojit co nejblíže elektrodám. Mají-li tranzistory tuto diodu integrovánu, tak, samozřejmě, postačuje ten sériový odpor.

Díky za komentář, nechápu, jaktože jsem byl tak slepý a cpal tam ty R29 a R30.
Zkusím zapojení od MM.., 11.08.2009 03:46, to by mělo potenciální neduhy odstranit.

Ta rychlost spínání - ano, použiju to pro motor, ale také jiný exemplář potom pro řetez několika dvoubarevných bipolárních LED, kde se bude regulovat jas a barva, tam bude rychlost spínání samozřejmě vyšší.

:beer:

Ohledně rychlosti spínání: Spínání řádu jednotek kHz (používané při řízení jasu LED) nepovažuji za rychlé spínání.
Kdysi jsem dělal výpočet efektivní vstupní kapacity FETu při spínání a vyšla mně kapacita tak 10nF. Výpočet to byl nepřesný, pouze orientační, byly jiné podmínky spínání a parametry FETů se za ta desetiletí dozajista též změnily, ale určitě neuděláš velkou chybu, když u budících obvodů budeš počítat s nějakou takovou vstupní kapacitou FETu.

No, nieco nech si vymysli. To co si nakreslil nema moc velky efekt len to urobi ubytok 0.5V na tom druhom Gate, to mu moc nepomoze, ale myslienka je to dobra, nech si tam da nejak druhy tranzistor (asi bude najlepsie PNP) tak aby rozopol jeden tranzistor skor ako zopne druhy. Nechce sa mi to vymyslat ale nemalo by to byt zlozite.

P.S. BTW teraz som si vsimol D24 a D25 su samozrejme zbytocne.

Napr. takto

[1685-fety-png]

Ked stupne na Gate spodneho len na 0.5V (este spodny nezopol) tak uz zacne ten vrchny FET zatvarat(lebo sa zopne ten moj NPN a ten zopne PNP a ten nacpe Vcc na Gate vrchneho). Dalo by sa to mozno aj jednoduchsie bez dodatocnych tranzistorov ale to by zaviselo na Vcc to by bolo naprd. Toto co som nakreslil nezavisi od Vcc. Vrchny sa rozopne ked spodne Gate stupne nad 0.5V, a vrchny nezopne kym spodne Gate neklesne pod 0.5V

Tie modre rezistory nie su nutne, to tam je preto ze pisal ze mu Gate-Source nevydrzi 22V, tak ten modry rezistor urobi Vgs polovicne.

P.S. len preistotu neviem ci to je dobre vidno: tam vedla spodneho Gate, to nie je spoj, to je krizenie bez spoja (je to obluk akoze jeden drat ide ponad druhy drat), mysou rucne v malovani sa to kresli dost nahovno :-)

Teraz ma napadlo este lepsie, ptz to predtym zas malo nevyhodu pri velmi rychlom stupani riadiaceho napatia, toto tu je IMHO najbezpecnejsie:

[http://pc.poradna.net/file/view/1686-fety2-png]

Spodny FET je zopnuty len ked kolektor_T2 < 0.5V, a vrchny FET je zopnuty len ked kolektor_T2 > Vcc-0.5V
Medzi 0.5V az Vcc-0.5 su obe vypnute.

//edit: aaa, sakra, ten vrchny PNP nikdy nerozopne lebo spodny NPN stahuje napatie cez ten 100k a tranzistor na zem. Takze treba zvysit tie 100k na bazach aspon na 330k(alebo znizit R25 nazad na 1k, ale R25 som zmenil z povodneho 1k na 10k aby to zbytocne nezralo 22mA pri 22V (=0.5W!!) v zopnutom stave), a treba dat este jeden odpor (rovnaky ako je na baze) medzi Vcc a bazu PNP. Aby PNP rozopol uz pri Vcc-1V.
Ale zas to trochu zavisi od napajacieho napatia - pri moc vysokom Vcc, napr. pri 50V by to zas nezoplo. Ale to je mozno aj pozitivna vlastnost - takze kludne to urob tak ked chces :)

//edit2: alebo ten problem sa da vyriesit aj tak ze sa namiesto tych mnou pridanych PNP a NPN pouziju FET-y. Potom nebude tiect prud cez bazu NPN a vsetko bude tak jak ma byt, bez akejkolvek dalsej zmeny tej schemy, staci zmenit zeleny PNP a zeleny NPN na FETy (ale take ktore vydrzia Vgs = 22V). Myslim ze tak (s 2malymi+2vykonovymi FETmi) sa to robi profesionalne (v chipoch pre DC/DC menice, charge pump a podobne). Ale nenosim v hlave vnutorne schemy kdejakych chipov takze neviem naisto :)

P.S> neoznaceny zeleny rezistor je tiez 10k

Děkuji, bobtná to hezky, ale skutečně raději obětuju prostor a udělám to celé větší, než aby mi "záhadně" odcházely tranzistory. Pár tranzistorů navíc za to stojí.:beer:
Ještě dotaz - v původním schématu jsem zkusil zaměnit odpory za desetkrát vyšší, protože jsem si také všimnul, že to žere moc a výkonová ztráta je velká. Schéma tedy vypadalo nějak takto:
[img=/file/view/1687-sch-png]http://pc.poradna.net/file/view/1687-sch-png[/img]

Akorát že to nefungovalo! Po vrácení původních odporů se to zase rozeběhlo. Ještě jsem se nad tím pořádně nezamyslel, co se tam stalo, ale na první popřemýšlení mě to nenapadlo. Tak jen jestli podobný problém nebude i ve schématu s dodatečnými tranzistory.

Ty si hlavne vyzkousej, jakym napetim to bude spinat a podle toho udelej spinaci obvod se zenerkou, ktera ti tam to napeti udrzi, pak tam mohou byt docela velke odpory. Mozna bych, co se rychhlosti spinani tyce vpasoval Shmittuv klobny obvod (at uz postaveny s tranzistoru, nebo v nejakem chipu, pripadne podobne funkcni zapojeni s OZ. Zajisti ti to velmi strmy spinaci impuls i pri pofidernim vstupu.

Pretoze napatie na Gate toho vrchneho je blbe (nikdy nevypne) ked tam je Vgs = (22V/110k)*10k =2V. Nemozes tam davat tak odpory jak si ich dal. Jaky to ma prosimta vyznam ten 100k na zem? Ziaden vyznam nema akurat to znefunkcnuje. Ked ho vyhodis tak to fungovat bude (ale pozor na limit 20V u Vgs)

BTW. resp. ked to prerobis na to co som nakreslil, tak by to malo fungovat bezproblemov (s tymi upravami v texte pod schemou).

Zpět do poradny Odpovědět na původní otázku Nahoru