| 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> |
