بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

[v.nassiri]

با درود . . .
در یک پروا¾ژه نیاز هست تا ولتاژ 24 ولت به چند مصرف کننده(همگی اهمی) اعمال بشه. جریان مصرفی کل هم به میزان 25 آمپر هست.
مصرف کننده ها در بازه های زمانی خاص(حدود 10 دقیقه یکبار) همگی با هم روشن و یا خاموش خواهند شد. جهت کنترل بازه ها مدار مناسب طراحی و ساخته شده و بدون نقص کار میکنه. تنها مشکل موجود یافتن قطعه ای جهت سوئیچ قدرت مدار هست که بتونه 24 ولت 25 آمپر رو بدون هیچ مشکلی سوئیچ کنه.
به دلیل یکسری از مسائل نباید در این طرح از رله و یا کنتاکتور استفاده بشه.
لازم به ذکر هست در طرح قدیمی جهت سوئیچ از ماسفت IRFZ44 استفاده شد که عمرش به یک ماه کفاف نداد.

کل کار تا یافتن قطعه مناسب معلق نگه داشته شده.
اساتید ممنون میشم اگر طرحی(بغیر از استفاده از رله و یا کنتاکتور) به ذهنشون میرسه بیان کنند
ابعاد قطعه هر چه کوچکتر بهتر :biggrin:

با سپاس

[feredi]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

درود بر وحید نصیری با مرام!
داشتم مطالبت رو که میخوندم، در نظر داشتم همون IRFZ44 که بهترین گزینه هست، رو بهت معرفی کنم.
ولی در ادامه دیدم خودت ازش استفاده کرده ای و ازش در این کارت، راضی نیستی!
ولی حیفه از این قطعه بگذری!
با پوزش، آیا تمام نکات ایمنی رو برای این ماسفت رعایت کرده بودی؟
مانند کنترل دمای بدنه! یا مقدار ماگزیمم ولتاژ گیت!
چون با ولتاژ 24 ولت کار میکنی، نکنه دامنه ولتاژ گیت رو، تا این ولتاژ بالا میبردی؟
از یادآوری این نکات دلگیر نشو، گفتم شاید یه پارامتر از نظرت دور مونده و از اونجا داری ضربه میخوری!
چون دلیلی نداره وقتی تمام شرایط کاری نیمه هادی رو براش فراهم میکنیم، باز هم زود از بین بره!

[hr]

اگه با BJT ها حال بکنی، برات 2N3771 رو پیشنهاد میکنم. خیلی مناسب کارت هست.
خودم چند تایی ازش دارم. ولی خودت میدونی دیگه، جریان بیس اینها ، یه کم دل آدم رو میزنه! وگرنه قطعات بسیار پایداری هستند.
اگه پسند نکنی، بگو تا یه فکر دیگه بکنیم!

[v.nassiri]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

درود بر داش فردی گل گلاب :biggrin:
آره بابا!
کلی هم بهش حال داده بودم و یه هیتسینک هم براش زده بودم و گذاشته بودمش کنار فن دستگاه.ولتاژ گیت هم 12 بود.
در حالت کار زیر تست دماش از 30 یا 40 درجه بالاتر نمیرفت(نباید هم بره!!!)
اون بابایی هم که براش اینو درست کردم میگه زیر بار و موقع کار داغون شده.

البته من هنوزم به پکیج TO220 با اون سطح مقطع پایه ها زیاد امید ندارم.

دوستان قطعه دیگه ای نمیشناسند؟

با سپاس

[feredi]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

نگفتی، میخوای با BJT کار کنی یا نه؟
نظرت رو در مورد 2N3771 هم نگفتی!

البته من هنوزم به پکیج TO220 با اون سطح مقطع پایه ها زیاد امید ندارم.

ترانزستور پیشنهادی من با پکیج TO-3 یا همون قابلمه ای شکل هست.
اگه باز هم راضیت نکنه، منتظر دوستان باتجربه میمونیم تا پیشنهاد بهتری ارائه بدند.

[v.nassiri]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

ممنون داش فردی
یکی از دلایل استفاده از ماسفت بجای BJT کاهش تلفات گرمایی در توانهای بالا هست
مثلا برای همین 3771 در حالت روشن که بتونه 20 آمپر رو رد کنه ما شاهد توان تلفاتی ای به میزان مقدار جریان در ولتاژ اشباع کلکتور امیتر هستیم(با توجه به دیتاشیت و در بهترین حالت که 2 ولت بگیریمش میشه چیزی در حدود 40 وات!!! که برای خودش هویه ایه!!! )
اما مثلا برای Z44 با توجه به مقاومت درین سورس حالت روشن برابر با 30 میلی اهم این تلفات در حدود 12 وات میشه
هر چقدر این تلفات کمتر باشه برای من بهتره

یعنی هیچ کس هیچ قطعه دیگه ای نمیشناسه؟! oo:
با سپاس

[Solsal]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

با سلام

این ماسفت از بهترین های در دسترس است.

اشکالات احتمالی ذیل را بررسی کنید.

1- سرعت مناسب و درایو مناسب برای گیت.( کند بودن شارژ و دشارژ گیت، مدت عبور از ناحیه خطی را طولانی کرده و تلفات را زیاد می کند - عدم تامین 10 تا 12 ولت برای گیت نیز مشکل مقاومت بالاتر و گرم شدن را ایجاد می کند.)

2- دفع کافی گرما ی 17.5 واتی ( 28 میلی اهم * 2^25 آمپر ) - آیا هیت سینک حداقل 5*4 سانتی با خمیر مناسب به قطعه متصل می ماند.

3- آیا 24 ولت شما تثبیت شده و گاهی به 50+ نمی رسد؟ فیوز سری با منبع + VDR با 30 ولت و 20 میلیمتر قطر ، بعد از آن متصل به زمین برای حفاظت ولتاژ بالا.
( به ویدیوهایی از آموزشهای جناب طراح برای قسمت منبع تغذیه مراجعه فرمایید.)

4- آیا بعضی وقتها بار یا سیم کشی ها ، اتصال کوتاه نمی شود؟


با منبع ، فیوز سریع سری کنید، و مدار پست ذیل را ( به شکل یک جعبه کوچک ومستقل حفاظتی ) قرار دهید.

http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...3450#msg303450

اگر امکانپذیر بود یک جعبه فیوز قرار دهید و برای هر بار یک فیوز در نظر بگیرید.

با سپاس

[v.nassiri]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

با سپاس
از قدرت و کیفیت Z44 مطمئن هستم و باهاش آشنا هم هستم

برای ولتاژ قرار هست که یک منبع 24 ولت صنعتی استفاده بشه و فعلا کار تست رو با دو باطری اتومبیل بصورت سری انجام میدیم.
سرعت روشن و خاموش شدن بار هم در اون حد نیست(ممکنه بار هر 10 دقیقه یکبار تغییر وضعیت بده)
برای تحریک گیت هم از یک ولتاژ 12 ولت با قدرت جریان دهی 1 آمپر استفاده شده که به وسیله ترانزیستور به گیت اعمال میشه
جهت دفع حرارت ماسفت هم از یک هیت سینک با ابعاد تقریبی 5 در 6 سانت استفاده شده که برای کارایی بهتر یک فن هم در کنارش نصب شده(گرمای حاصله در هنگام روشن بودن شاید به 40 هم نمیرسید!)

استاد دلیل استفاده از VDR 30 ولتی رو توضیح میدید؟
حالت حذف اسپایک ولتاژی مد نظرتونه؟ یعنی بصورت یه زنر عمل کنه؟

برای فیوز هم تو طراحی لحاظ نشد اما برای نصب گفته بودم که با بار یه فیوز 30 سری کنن که کوتاهی شده(لازم به ذکره در حین روشن بودن ماسفت منفجر شده نه در حین سوئیچ شدن و تغییر وضعیت)

به نظرتون بهتر نیست بجای Z44 از 2SK2233 استفاده کنم؟
به نظرم ماسفت ژاپنی بهتر جواب بده
آیا کلا استفاده از ماسفت توصیه میشه برای این کار؟ و یا قطعه بهتر دیگه ای سراغ دارید؟

با سپاس مجدد

[طراح]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

یکی از مواردی که ممکن است موجب سوختن ماسفت مورد نظر شود، خاصیت سلفی مجموعه بارها و سیم های ارتباطی است. هنگامی که di/dt داری مقدار بزرگی باشد، حتی برای L های نه چندان بزرگ هم حاصلضرب L.di/dt می تواند عدد بزرگی باشد و این ولتاژ می تواند در زمان سوئیچ موجب بالا رفتن ولتاژ دو سر ماسفت و سوختن سریع آن شود.

[v.nassiri]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

یکی از مواردی که ممکن است موجب سوختن ماسفت مورد نظر شود، خاصیت سلفی مجموعه بارها و سیم های ارتباطی است. هنگامی که di/dt داری مقدار بزرگی باشد، حتی برای L های نه چندان بزرگ هم حاصلضرب L.di/dt می تواند عدد بزرگی باشد و این ولتاژ می تواند در زمان سوئیچ موجب بالا رفتن ولتاژ دو سر ماسفت و سوختن سریع آن شود.

سپاس جناب کی نژاد
اما بار ما در اینجا لامپ معمولی هست(اگر از سیمهای رابط صرف نظر کنیم)
همچنین ماسفت در زمان روشن بودن سوخته و نه در هنگام سوئیچ شدن و تغییر وضعیت
با این فرض که اطلاعات غلط از نحوه خرابی دستگاه به من داده باشند و خاصیت سلفی طبق گفته شما علت سوختن باشه آیا با گذاشتن اسنابر و یا دیود هرزگردی متناسب با بار مشکل حل میشه؟
همچنین :
آیا استفاده از ماسفت در این طرح کار درستی به شمار میره؟(قطعه دیگه ای رو پیشنهاد نمیدید؟)
آیا ماسفتی مانند Z44 در پکیج TO220 جوابگوی 25 آمپر جریان پیوسته در مدت زمان 10 دقیقه هست؟ اگر از ماسفتی با مشخصات بهتر استفاده بشه آیا مشکل حل میشه(مثلا 2Sk2233 و یا IRF3710 )

با سپاس

[B2]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

اگه مشکلات کموتاسیون نبود صد در صد تریستور رو پیشنهاد میکردم...ولی در کل جون سخت تر از IGBT ندیدم.
IRF3205 هم ماسفت خوبیه.

[Solsal]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

سپاس جناب کی نژاد
اما بار ما در اینجا لامپ معمولی هست(اگر از سیمهای رابط صرف نظر کنیم)
همچنین ماسفت در زمان روشن بودن سوخته و نه در هنگام سوئیچ شدن و تغییر وضعیت
با این فرض که اطلاعات غلط از نحوه خرابی دستگاه به من داده باشند و خاصیت سلفی طبق گفته شما علت سوختن باشه آیا با گذاشتن اسنابر و یا دیود هرزگردی متناسب با بار مشکل حل میشه؟
همچنین :
آیا استفاده از ماسفت در این طرح کار درستی به شمار میره؟(قطعه دیگه ای رو پیشنهاد نمیدید؟)
آیا ماسفتی مانند Z44 در پکیج TO220 جوابگوی 25 آمپر جریان پیوسته در مدت زمان 10 دقیقه هست؟ اگر از ماسفتی با مشخصات بهتر استفاده بشه آیا مشکل حل میشه(مثلا 2Sk2233 و یا IRF3710 )

با سپاس

با سلام

بار لامپی در لحظات اولیه روشن شدن مانند خازن عمل می کند.( مقاومت آن 10 برابر کمتر از زمان روشن بودن است. )
یعنی تا 10 برابر جریان نامی می کشند و در عرض کمتر از 0.005 ثانیه در اثر دمای بالا مقاومت آنها افزایش یافته و به جریان نامی می رسند.

شما بار 250 آمپری برای لحظات 0.5 تا 5 میلی ثانیه اول دارید. !

بار لامپی را با رله قطع و وصل می کنند.

شما باید سلف سری با مدار برای لحظات 10 میلی ثانیه اول داشته باشید.

ماسفت شما از درون ، نقطه سوز می شود ! و با هر دفعه روشن شدن ، نقاط بیشتری از سطح نیمه هادی تخریب می شوند
و به مرور مقاومت ماسفت زیاد شده و تلفات روشن بودن آن افزایش یافته و درست در هنگام روشن بودن می سوزد !!!

با سپاس

پ.ن 1:
زمانها را تصحیح نمودم.


پ.ن2:
Inrush Current In Tungsten Lamps
https://www.google.com/search?q=au&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-USfficial&client=firefox-a&channel=fflb#q=Tungsten+Lamp+Inrush+Current& amp;hl=en&client=firefox-a&rls=org.mozilla:en-USfficial&channel=fflb&prmd=imvns&ei=9qC dT9jrFsuKhQfv0vDtDg&start=10&sa=N&bav= on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.,cf.osb&fp=8c7646f22946 9991&biw=1920&bih=926

[v.nassiri]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

اگه مشکلات کموتاسیون نبود صد در صد تریستور رو پیشنهاد میکردم...ولی در کل جون سخت تر از IGBT ندیدم.
IRF3205 هم ماسفت خوبیه.

اگر میشد تریستور گذاشت چی میشد!!!! :biggrin:
3205 هم ماسفت خوبیه منتها من کم کم دارم به اصل وجودی ماسفت در این طرح شک میکنم و برای همین هم دنبال قطعه دیگه ای هستم

با سلام
بار لامپی در لحظات اولیه روشن شدن مانند خازن عمل می کند.( مقاومت آن 10 برابر کمتر از زمان روشن بودن است. )
یعنی تا 10 برابر جریان نامی می کشند و در عرض کمتر از 0.5 ثانیه در اثر دمای بالا مقاومت آنها افزایش یافته و به جریان نامی می رسند.

شما بار 250 آمپری برای لحظات 100 میلی ثانیه اول دارید. !

بار لامپی را با رله قطع و وصل می کنند.

شما باید سلف سری با مدار برای لحظات 300 میلی ثانیه اول داشته باشید.

ماسفت شما از درون ، نقطه سوز می شود ! و با هر دفعه روشن شدن ، نقاط بیشتری از سطح نیمه هادی تخریب می شوند
و به مرور مقاومت ماسفت زیاد شده و تلفات روشن بودن آن افزایش یافته و درست در هنگام روشن بودن می سوزد !!!

با سپاس

جناب solsal به محض اینکه مطلبتون رو خوندم چشمهام به اندازه 10 برابر حالت عادی گشاد تر شد :biggrin:
تا اونجا که بنده شنیدم و دیدم و از مرحوم ادیسون به یاد دارم فیلامان لامپ هم همون مقاومت خودمونه که تا مرز فروپاشی در هنگام گرم شدن پیش میره و به دلیل عدم وجود اکسیژن اکسیداسیون صورت نمیگره و روشنایی پایداری داره. حالا چطور ممکنه در لحظه اول مقاومت کمتر از حالت عادی کار مدار باشه؟
اگر اینطور باشه باید در حالت عادی(لامپ خاموش) هم مقاومت 0.1 مقدار نامی رو ازش شاهد باشیم؟

میگردم یه اسکوپ پیدا کنم ببینم این پیک جریانی واقعا بوجود میاد یا نه

با سپاس

[Solsal]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

اگر میشد تریستور گذاشت چی میشد!!!! :biggrin:
3205 هم ماسفت خوبیه منتها من کم کم دارم به اصل وجودی ماسفت در این طرح شک میکنم و برای همین هم دنبال قطعه دیگه ای هستم


جناب solsal به محض اینکه مطلبتون رو خوندم چشمهام به اندازه 10 برابر حالت عادی گشاد تر شد :biggrin:
تا اونجا که بنده شنیدم و دیدم و از مرحوم ادیسون به یاد دارم فیلامان لامپ هم همون مقاومت خودمونه که تا مرز فروپاشی در هنگام گرم شدن پیش میره و به دلیل عدم وجود اکسیژن اکسیداسیون صورت نمیگره و روشنایی پایداری داره. حالا چطور ممکنه در لحظه اول مقاومت کمتر از حالت عادی کار مدار باشه؟
اگر اینطور باشه باید در حالت عادی(لامپ خاموش) هم مقاومت 0.1 مقدار نامی رو ازش شاهد باشیم؟

میگردم یه اسکوپ پیدا کنم ببینم این پیک جریانی واقعا بوجود میاد یا نه

با سپاس

با سلام

آلیاژ فیلامان از نوع تنگستن است تا دمای بالا را تحمل کند و نیز سایر خواص مورد نیاز را داشته باشد.

آلیاژ هایی که پایداری ضریب حرارتی دارن از نیکل و کروم و .... تشکیل می شوند برای ساخت سیمهای با مقاومت تثبیت شده.

با سپاس

[v.nassiri]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

با سلام
آلیاژ فیلامان از نوع تنگستن است تا دمای بالا را تحمل کند و نیز سایر خواص مورد نیاز را داشته باشد.
آلیاژ هایی که پایداری ضریب حرارتی دارن از نیکل و کروم و .... تشکیل می شوند برای ساخت سیمهای با مقاومت تثبیت شده.
با سپاس

با درود . . .
بله حرف شما کاملا متینه
اما بنده عرضم اینه که آیا واقعا در لامپهای التهابی ما در لحظه استارت 10 برابر جریانکشی بیشتر داریم؟ oo:
اگر صحت داشته باشه به هرچی موتور القاییه گفته زکی :biggrin:
با سپاس

[طراح]

پاسخ : بدنبال قطعه ای برای سوئیچ قدرت

مطلبی را که جناب Solsal در مورد پائین بودن مقاومت فیلامان لامپ در زمان سرد بودن فرمودند، کاملا صحیح است. در این رابطه چند سال پیش در جریان پروژه ای در مورد دیمرهای میکروکنترلری 5 کیلووات بودم که سوئیچ کردن لامپ توسط ترایاک انجام می شد و لازم بود به دلیل محدود کردن جریان I و همچنین dI/dt (که بالا رفتن آن به تنهایی و حتی با محدود بودن I می تواند در ترایاک موجب آسیب شود) یک سلف با ترایاک سری شود. با توجه به مشخصه تغییر پذیر با زمان لامپ، برای حل این مسئله لازم بود یک معادله دیفرانسیل خطی و تغییر پذیر با زمان مورد تحلیل قرار بگیرد که در آن پروژه از طریق نرم افزار MATLAB و با لحاظ فازهای مختلف برای زمان سوئیچ برق شهر، مقدار لازم برای سلف محاسبه شد.
اما در پروژه شما ظاهرا منبع تغذیه از نوع DC است و خاموش شدن کردن ماسفت هم توسط فرمان گیت در هر زمان قابل انجام است. برای محدود کردن جریان لامپ در لحظه اول علاوه بر آنکه می توانید از سری کردن سلف مناسب استفاده کنید ( که با توجه به تجربه پروژه ذکر شده، سلف چندان کوچکی هم از نظر حجم نخواهد بود) ممکن است به دلیل کنترل روی روشن و خاموش کردن ماسفت بتوانید از این خاصیت استفاده کنید که سوئیچ های نیمه هادی در زمان های کوتاه می توانند تا چندین برابر جریان نامی خود را عبور دهند ( مثلا تا حداکثر 200 آمپر برای IRFZ44) و بنابراین با اعمال یکسری پالس های متوالی به نحوی که جریان ایجاد شده در محدوده قابل تحمل سوئیچ باشد، پروسه گرم کردن فیلامان را انجام دهید و در نهایت سوئیچ را بصورت دائمی متصل کنید. اشکال این روش ممکن است طولانی شدن این زمان باشد که بستگی به مشخصه لامپ ها و زمان گرم شدن آنها دارد و حتی ممکن است بتوان ترکیبی از این روش و سری کردن سلف با مقادیر کوچکتر را انجام داد.
برای جلوگیری از آسیب ناشی از خاصیت سلفی در زمان خاموش کردن سوئیچ هم می توانید یک دیود معکوس را با مجموعه کل بار و سلف سری موازی کنید که بهتر است آند دیود در نزدیک ترین نقطه نسبت به Drain باشد (با فرض قرار دادن بار بین Drain و تغذیه مثبت). یک مورد آخر هم در استفاده از این سوئیچ ها وجود دارد و آن توجه به حداکثر جریان قابل تحمل وابسته به دمای قطعه است. چنانکه برای irfz44 جریان پیوسته 50 آمپر در دمای 25 درجه و حدود 35 آمپر در دمای 100 درجه ذکر شده و بنابراین حداکثر جریان قابل تحمل باید بر اساس شرایط کاری که دمای قطعه افزایش پیدا می کند و نه دمای 25 درجه محاسبه شود و وجود هیت سینک مناسب و خمیر سیلیکون و حتی Fan برای جلوگیری از افزایش دمای قطعه و آسیب به آن می تواند بسیار موثر باشد.