<!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> NFET4X01A </title><meta name="keywords" content="výkonové spínače NFET MLAB"><meta name="description" content="Modul 4 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 velikétranzistory N-FET, které je možné využít. Tranzistory bývají tak asi naproud 30A při napětí kolem 30V. Modul je osazen čtyřmitranzistory zapojenými proti zemi.</p><p class="Subtitle"><img width="324" height="322" src="NFET4X01A_Files/image001.jpg"alt="Pohled ze strany součástek"> <img width="331" height="328" src="NFET4X01A_Files/image002.jpg"alt="Pohled ze strany spojů"></p><p><a href="../NFET4X01A.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> 61 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 pomocnéspínané napájecí zdroje pro napájení procesorů. Vzhledemk proudovým nárokům procesorů jsou používány diskrétní výkonovétranzistory, které je snadné z mainboardu získat. Tranzistory jsouto obvykle úctyhodných parametrů. Proudy tak v řádu 30A-50A abývají 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 4 stejné tranzistory.</p><p>Modul se dá použít i pro buzení krokových motorů s pěti vývody.</p><h2> Zapojení modulu </h2><p>Tranzistory mohou být osazeny až 4 kusy. Všechny jsou pak zapojenéstejně. Na vstupu je hřebínek, na výstupu je hřebínek a šroubovacísvorky.</p><p><img width="125" height="145" src="NFET4X01A_Files/image003.png"alt="Zapojení - vstupní konektor"> <img width="388" height="282" src="NFET4X01A_Files/image004.png"alt="Zapojení - tranzistor"> <img width="140" height="245" src="NFET4X01A_Files/image005.png"alt="Zapojení - výstupní konektor"></p><p>Napájecí část je doplněna blokovacím kondenzátorem. Konektor je opěthřebínek a šroubovací svorky.</p><p><img width="202" height="169" src="NFET4X01A_Files/image006.png"alt="Zapojení - napájení"></p><h3> Střídavá vazba na vstupu </h3><p>Spínače jsou na vstupu opatřeny volitelnou střídavou vazbou. Vazba sevolí přesunem propojky, která buď zkratuje vazební kondenzátor, nebo honaopak nechá vřazený a připojí diodu, která zajišťuje, že se budenapětí na řídící elektrodě tranzistoru upínat k zemnímu potenciálu(nebude klesat pod nulovou hodnotu a tím omezovat kladou hodnotu prosepnutí tranzistoru).</p><p>Střídavá vazba se používá pro zamezení zničení zátěže (často cívky)pokud by se řídící elektronika zasekla zrovna ve stavu, kdy jetranzistor otevřený.</p><p><i>Procesory PIC tohle umějí a může se stát, že procesor drží výstupve stavu H ještě před tím, než proběhne vnitřní reset procesoru.Nastává to v případě, že poklesne napájecí napětí, ale ně úplněk nule. Výstupní budiče zůstanou ve stavu H a pokud má spínacítranzistor prahové napětí nižší než je napětí od kterého zafungujereset obvod procesoru, zůstane výkonový tranzistor sepnutý av podstatě zkratuje napájecí zdroj. Tranzistor 30A obvyklenapájecí zdroj nepřetlačí a tak se procesor nikdy neresetuje.</i></p><p>Na řídící elektrodě je dále umístěn velký odpor do země aby bylnepřipojený tranzistor rozpojený.</p><h3> Dioda v kolektoru </h3><p>Při rozpínání indukční zátěže se zátěž brání změně protékajícího proudutím, že indukuje napětí, které má takovou orientaci, aby se udrželproud. Může tak vznikat velké napětí na kolektorech tranzistorů. Jehohodnota je dána rychlostí rozepnutí tranzistoru a indukčností zátěže.Aby nedošlo k poškození (průrazu) tranzistorů, jsou v moduluosazeny záchytné diody. Nezapomeňte horní konec diod připojit kekladnému zdroji výkonové části.</p><p>Pokud se spíná (pulsně šířkovou modulací) obyčejný kartáčový motor adioda se nepřipojí, motor se moc netočí, protože se při rozpojeníenergie magnetického obvodu motoru spotřebuje k pokusu o proraženítranzistoru (velké napětí) místo toho, aby se energie spotřebovalav zátěži (motoru).</p><h2> Typické parametry tranzistorů </h2><p>Pro konkrétní tranzistory je třeba parametry vygooglovat. Zde jsemvypsal hlavní parametry konkrétního tranzistoru CEB703AL protože jsemzrovna tento tranzistor použil. Tranzistory bývají tomuto konkrétnímutypu podobné.</p><p>Zvlášť je třeba upozornit na výkon tranzistoru. Výkon 50W je možnévyužít pouze pokud je tranzistor dostatečně chlazený. Používá-li setranzistor jako spínač nebude využit a skutečný (ztrátový) výkon je pakřádu 1W což vystačí s minimálním chladičem nebo plochou na plošnémspoji.</p><p>Druhý zrádný parametr je kapacita řídící elektrody. Kapacita elektrodyproti zemi (elektrodě S) je značná, mnohem větší než u bipolárníchtranzistorů a navíc se zde projevuje i vliv kapacity s elektrodouD. Kapacita je navíc nelineární právě v okolí bodu sepnutí. Protoje třeba tranzistor spínat dost razantně aby sepnutí i rozepnutíproběhlo tak rychle, aby se tranzistor nepřehřál (velký proud krátnenulové 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="708" height="220" src="NFET4X01A_Files/image007.png"alt="Osazení - strana spojů"></P><P><img width="705" height="705" src="NFET4X01A_Files/image008.png"alt="Osazení - strana součástí"></p><table class="Soupiska"><tr><th colspan="2"> Odpory </th></tr><tr><td> R1, R3, R5, R7 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> R2, R4, R6, R8 </td><td> 100k </td></tr><tr><th colspan="2"> Keramické kondenzátory </th></tr><tr><td> C1, C2, C3, C4 </td><td> 100nF </td></tr><tr><th colspan="2"> Elektrolytické kondenzátory </th></tr><tr><td> C5 </td><td> 470M/35V </td></tr><tr><th colspan="2"> Diody </th></tr><tr><td> D1, D3, D5, D7 </td><td> BAT43SMD </td></tr><tr><td> D2, D4, D6, D8 </td><td> 1N5818 </td></tr><tr><th colspan="2"> Tranzistory </th></tr><tr><td> Q1, Q2, Q3, Q4 </td><td> AP60N03S </td></tr><tr><th colspan="2"> Mechanické součástky </th></tr><tr><td> J1, J3, J5 </td><td> JUMP2X4 </td></tr><tr><td> J6, J7, J8, J9 </td><td> JUMP3 </td></tr><tr><td> J2 </td><td> ARK210/4 </td></tr><tr><td> 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 až10V s omezením proudu a například žárovky. Testujeme v režimustejnosměrného 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>