0,0 → 1,422 |
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd"> |
<html> |
<head> |
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> |
<title> NFET2X01A </title> |
<meta name="keywords" content="výkonové spínače NFET MLAB"> |
<meta name="description" content="Modul 2 výkonových spínačů NFET do stavebnice MLAB"> |
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl"> |
<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print"> |
<link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico"> |
<script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script> |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
</head> |
|
<body lang="cs"> |
|
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
<!-- ============== HLAVICKA ============== --> |
<div class="Header"> |
<script type="text/javascript"> |
<!-- |
SetRelativePath("../../../../../"); |
DrawHeader(); |
// --> |
</script> |
<noscript> |
<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p> |
</noscript> |
</div> |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
<!-- ============== MENU ============== --> |
<div class="Menu"> |
<script type="text/javascript"> |
<!-- |
SetRelativePath("../../../../../"); |
DrawMenu(); |
// --> |
</script> |
<noscript> |
<p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p> |
</noscript> |
</div> |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
<!-- ============== TEXT ============== --> |
<div class="Text"> |
<p class="Title"> |
Modul výkonových spínačů s tranzistory N-FET |
</p> |
<p class=Autor> |
Milan Horkel |
</p> |
<p class="Subtitle"> |
Ve starých mainboardech počítačů PC bývají pěkné veliké |
tranzistory N-FET, které je možné využít. Tranzistory bývají tak asi na |
proud 30A při napětí kolem 30V. Modul je osazen dvěma |
tranzistory zapojenými proti zemi. |
</p> |
<p class="Subtitle"> |
<img width=311 height=460 src="NFET2X01A_Files/image001.jpg" |
alt="Pohled ze strany součástek"> |
|
<img width=312 height=460 src="NFET2X01A_Files/image002.jpg" |
alt="Pohled ze strany spojů"> |
</p> |
<p> |
<a href="../NFET2X01A.cs.pdf"><img class="NoBorder" |
src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico" |
alt="Acrobat"> PDF verze</a> |
</p> |
|
<h1> Technické parametry </h1> |
|
<table> |
<tr> |
<th> Parametr </th> |
<th> Hodnota </th> |
<th> Poznámka </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> Pracovní napětí </td> |
<td> do cca. 30V </td> |
<td> Podle tranzistorů </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Spínaný proud </td> |
<td> do cca. 10A </td> |
<td> Omezeno tranzistory, svorkami a plošným spojem </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Rozměry </td> |
<td> 41 x 61 x 25mm </td> |
<td> Výška nad základnou </td> |
</tr> |
</table> |
|
<h1> Popis konstrukce </h1> |
|
<h2> Úvodem </h2> |
|
<p> |
Na mainboardech asi tak od procesoru Pentium II jsou pomocné |
spínané napájecí zdroje pro napájení procesorů. Vzhledem |
k proudovým nárokům procesorů jsou používány diskrétní výkonové |
tranzistory, které je snadné z mainboardu získat. Tranzistory jsou |
to obvykle úctyhodných parametrů. Proudy tak v řádu 30A-50A a |
bývají na napětí minimálně 30V. Na jedné desce bývají 2 nebo 4 kusy, |
někdy i více. |
</p> |
|
<p> |
Tranzistory se nejsnáze odpájí pomocí elektrické horkovzdušné pistole. |
Je dobré na jeden modul dát oba tranzistory stejné. |
</p> |
|
<p> |
Modul se dá použít i pro buzení krokových motorů s pěti vývody. |
</p> |
|
<h2> Zapojení modulu </h2> |
|
<p> |
Na vstupu je hřebínek, na výstupu je hřebínek a šroubovací svorky. |
</p> |
|
<p> |
<img width=672 height=558 src="NFET2X01A_Files/image003.png" |
alt="Zapojení"> |
</p> |
|
<p> |
Napájecí část je doplněna blokovacím kondenzátorem. Konektor je opět |
hřebínek a šroubovací svorky. |
</p> |
|
<p> |
<img width=202 height=208 src="NFET2X01A_Files/image004.png" |
alt="Zapojení - napájení"> |
</p> |
|
<h3> Střídavá vazba na vstupu </h3> |
|
<p> |
Spínače jsou na vstupu opatřeny volitelnou střídavou vazbou. Vazba se |
volí přesunem propojky, která buď zkratuje vazební kondenzátor, nebo ho |
naopak nechá vřazený a připojí diodu, která zajišťuje, že se bude |
napětí na řídící elektrodě tranzistoru upínat k zemnímu potenciálu |
(nebude klesat pod nulovou hodnotu a tím omezovat kladou hodnotu pro |
sepnutí tranzistoru). |
</p> |
|
<p> |
Střídavá vazba se používá pro zamezení zničení zátěže (často cívky) |
pokud by se řídící elektronika zasekla zrovna ve stavu, kdy je |
tranzistor otevřený. |
</p> |
|
<p> |
<i>Procesory PIC tohle umějí a může se stát, že procesor drží výstup |
ve stavu H ještě před tím, než proběhne vnitřní reset procesoru. |
Nastává to v případě, že poklesne napájecí napětí, ale ně úplně |
k nule. Výstupní budiče zůstanou ve stavu H a pokud má spínací |
tranzistor prahové napětí nižší než je napětí od kterého zafunguje |
reset obvod procesoru, zůstane výkonový tranzistor sepnutý a |
v podstatě zkratuje napájecí zdroj. Tranzistor 30A obvykle |
napájecí zdroj nepřetlačí a tak se procesor nikdy neresetuje.</i> |
</p> |
|
<p> |
Na řídící elektrodě je dále umístěn velký odpor do země aby byl |
nepřipojený tranzistor rozpojený. |
</p> |
|
<h3> Dioda v kolektoru </h3> |
|
<p> |
Při rozpínání indukční zátěže se zátěž brání změně protékajícího proudu |
tím, že indukuje napětí, které má takovou orientaci, aby se udržel |
proud. Může tak vznikat velké napětí na kolektorech tranzistorů. Jeho |
hodnota je dána rychlostí rozepnutí tranzistoru a indukčností zátěže. |
Aby nedošlo k poškození (průrazu) tranzistorů, jsou v modulu |
osazeny záchytné diody. Nezapomeňte horní konec diod připojit ke |
kladnému zdroji výkonové části. |
</p> |
|
<p> |
Pokud se spíná (pulsně šířkovou modulací) obyčejný kartáčový motor a |
dioda se nepřipojí, motor se moc netočí, protože se při rozpojení |
energie magnetického obvodu motoru spotřebuje k pokusu o proražení |
tranzistoru (velké napětí) místo toho, aby se energie spotřebovala |
v zátěži (motoru). |
</p> |
|
<h2> Typické parametry tranzistorů </h2> |
|
<p> |
Pro konkrétní tranzistory je třeba parametry vygooglovat. Zde jsem |
vypsal hlavní parametry konkrétního tranzistoru CEB703AL protože jsem |
zrovna tento tranzistor použil. Tranzistory bývají tomuto konkrétnímu |
typu podobné. |
</p> |
|
<p> |
Zvlášť je třeba upozornit na výkon tranzistoru. Výkon 50W je možné |
využít pouze pokud je tranzistor dostatečně chlazený. Používá-li se |
tranzistor jako spínač nebude využit a skutečný (ztrátový) výkon je pak |
řádu 1W což vystačí s minimálním chladičem nebo plochou na plošném |
spoji. |
</p> |
|
<p> |
Druhý zrádný parametr je kapacita řídící elektrody. Kapacita elektrody |
proti zemi (elektrodě S) je značná, mnohem větší než u bipolárních |
tranzistorů a navíc se zde projevuje i vliv kapacity s elektrodou |
D. Kapacita je navíc nelineární právě v okolí bodu sepnutí. Proto |
je třeba tranzistor spínat dost razantně aby sepnutí i rozepnutí |
proběhlo tak rychle, aby se tranzistor nepřehřál (velký proud krát |
nenulové napětí na tranzistoru po delší dobu). |
</p> |
|
<table> |
<tr> |
<th colspan="3"> |
Tranzistor CEB703AL |
</th> |
</tr> |
<tr> |
<th> Parametr </th> |
<th> Označení </th> |
<th> Hodnota </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> Napětí kolektoru </td> |
<td> V<sub>DS</sub> </td> |
<td> 30V </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Proud kolektorem trvalý </td> |
<td> I<sub>D</sub> </td> |
<td> 40A </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Proud kolektorem krátkodobý </td> |
<td> I<sub>DM</sub> </td> |
<td> 120A </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Výkon (při 25ºC) </td> |
<td> P<sub>D</sub> </td> |
<td> 50W </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Tepelný odpor pouzdra </td> |
<td> R<sub>TH(JC)</sub> </td> |
<td> 3K/W </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Tepelný odpor bez chladiče </td> |
<td> T<sub>TH(JA)</sub> </td> |
<td> 63K/W </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Maximální napětí na řídící elektrodě </td> |
<td> V<sub>GS</sub> </td> |
<td> +/-20V </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Kapacita řídící elektrody </td> |
<td> C<sub>ISS</sub> </td> |
<td> 1500pF </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Napětí pro sepnutí </td> |
<td> V<sub>GS(TH)</sub> </td> |
<td> 1.7V (1-3V) </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Odpor v sepnutém stavu, typicky při buzení 4.5/10V </td> |
<td> R<sub>DS(ON)</sub> </td> |
<td> 14mΩ / 17mΩ </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> Rychlost sepnutí / rozepnutí </td> |
<td> T<sub>DS(OFF)</sub> </td> |
<td> 20ns / 80ns </td> |
</tr> |
</table> |
|
<h2> Mechanická konstrukce </h2> |
|
<p> |
Modul je standardní, se šrouby v rozích. |
</p> |
|
<h1> Osazení a oživení </h1> |
|
<h2> Osazení </h2> |
|
<p> |
Při pájení tranzistorů je třeba použít dostatečně výkonnou páječku. |
</p> |
|
<p> |
<img width=471 height=335 src="NFET2X01A_Files/image005.png" |
alt="Osazení - strana spojů"> |
</P> |
|
<P> |
<img width=471 height=701 src="NFET2X01A_Files/image006.png" |
alt="Osazení - strana součástí"> |
</p> |
|
<table class="Soupiska"> |
<tr> |
<th colspan="2"> Odpory </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> R1, R3 </td> |
<td> 100 </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> R2, R4 </td> |
<td> 100k </td> |
</tr> |
<tr> |
<th colspan="2"> Keramické kondenzátory </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> C1, C2 </td> |
<td> 100nF </td> |
</tr> |
<tr> |
<th colspan="2"> Elektrolytické kondenzátory </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> C3 </td> |
<td> 470M/35V </td> |
</tr> |
<tr> |
<th colspan="2"> Diody </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> D1, D3 </td> |
<td> BAT43SMD </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> D2, D4 </td> |
<td> 1N5818 </td> |
</tr> |
<tr> |
<th colspan="2"> Tranzistory </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> Q1, Q2 </td> |
<td> AP60N03S </td> |
</tr> |
<tr> |
<th colspan="2"> Mechanické součástky </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> J1, J3 </td> |
<td> JUMP2X2 </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> J5 </td> |
<td> JUMP2X4 </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> J6, J7 </td> |
<td> JUMP3 </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> J2, J4 </td> |
<td> ARK210/2 </td> |
</tr> |
<tr> |
<th colspan="2"> Konstrukční součástky </th> |
</tr> |
<tr> |
<td> 4 ks </td> |
<td> Šroub M3x12 křížový s válcovou hlavou </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> 4 ks </td> |
<td> Podložka M3 </td> |
</tr> |
<tr> |
<td> 4 ks </td> |
<td> DI5M3X05 distanční sloupek M3x5 </td> |
</tr> |
</table> |
|
<h2> Oživení </h2> |
|
<p> |
Stačí vyzkoušet, že tranzistory spínají. Použijeme napájecí zdroj 5 až |
10V s omezením proudu a například žárovky. Testujeme v režimu |
stejnosměrného buzení (propojky v poloze DC). |
</p> |
|
</div> |
|
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --> |
<!-- ============== PATIČKA ============== --> |
<div class="Footer"> |
<script type="text/javascript"> |
<!-- |
SetRelativePath("../../../../../"); |
DrawFooter(); |
// --> |
</script> |
<noscript> |
<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p> |
</noscript> |
</div> |
<!-- AUTOINCLUDE END --> |
|
</body> |
</html> |