|
ШИМ модулятор на LM3478MAX , SiC мосфете и диоде
| |
| melatonin | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 14:25 | Сообщение # 106 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Посмотрите 84 сообщение на 6 странице темы. Попробуйте С12 подключать к катоду светодиода, будет какая разница?
Сейчас главное что ушло ложно срабатывание при подключении питания. Когда соберу стенд для проверки целиком, попробую. Хочу все же проверить целиком, включая трансформатор, заодно прикину, какое сопротивление нужно под разный ток.
Мимоходом еще спрошу. Понравилось, что IXDD609 позволяет сильно упростить схему. Параллельно делаю передатчик от Швондера (которые вы называете ЕШ класс) - думаю, может сразу туда IXDD609 поставить? Вы не пробовали там применять? Так будет все унифицировано.
И по SiC-ам вопрос - в передатчике ЕШ применен C2M0080120, а тут в модуляторе C2M0160120. У меня в принципе оба лежат - но что думаете насчет один и тот же использовать и там и там? И какой лучше - 16-й или 08-й?
Так то было бы хорошо оба блока унифицировать в части драйвера+мосфета.
Сообщение отредактировал melatonin - Воскресенье, 2024-Окт-27, 14:26 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 14:57 | Сообщение # 107 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Есть две версии ТО-220-5 драйвера:
IXDD609CI - у него есть функция вкл/выкл.
IXDN609CI - всё то же самое, но 5-я нога просто для вида, функции вкл/выкл нет.
Изначально передатчик делал на N драйвере, и работал он отлично на 3МГц. Точно так же, будет отлично работать и D драйвер. И да, лучше всё же и в модуляторе и передатчике использовать D драйвер.
В модуляторе на 5-й ноге реализована схема 0.5сек задержки включения модулятора.
В передатчике на 5-й ноге можно в будущем сделать аварийное отключение, ну, например или по высокому КСВ, или по превышению напряжения на стоке выше, допустим 600-800В.
Отличительная особенность данной микросхемы - у неё фланец - это масса, что очень удобно для охлаждения, можно прикрутить без прокладок хоть на радиатор, хоть на корпус. В модуляторе 100кГц, поэтому там радиатор практически не нужен для неё, она почти, можно сказать холодная. А вот в передатчике, где 3МГц, там греется весьма ощутимо, сажать на радиатор нужно обязательно.
И ещё, сразу распишу, для чего в модуляторе нужна 0.5сек задержка. Модулятор будет корректно работать, когда на его выходе будет расчётная нагрузка. Для передатчика класса ЕШ эта нагрузка получилась около 24Ом (для двухтакта и полного моста будет сильно меньше). То есть, ФНЧ модулятора рассчитан на сопротивление нагрузки около 20-24Ом. А передатчик так устроен, что это сопротивление будет только тогда, когда выходной транзистор передатчика уже будет открыт своим драйвером, то есть подготовлен к работе. Если передатчик не успеет подготовиться к работе, то нагрузки у модулятора по сути не будет, а это очень плохо.
Итак: мы нажали кнопку "Передача". Пошло питание на драйвер транзистора передатчика и он "подготовился" к работе. Через 0.5сек включается модулятор и на его выходе уже правильная нагрузка - "подготовленный" к работе передатчик.
На счёт карбидов.
C2M0160120D - имеет сопротивление канала 160мОм
C2M0080120D - имеет сопротивление канала 80мОм
Для модулятора разницы никакой нет, т.к. там 100кГц всего. Для передатчика лучше использовать 80мОм, будет чуть меньше греться. А так, 160мОм просто стоит заметно дешевле, чем 80мОм, поэтому я его и ставил у себя.
И ещё.
C2M0080120D - американский карбид от компании WoolfSpeed, если новый, то стоит около 25$
GC2M0080120D - китайский клон от компании SupSic, если новый, то стоит около 7$
GC2M0160120D - китайский клон от компании SupSic, если новый, то стоит около 4.5$
В передатчике пробовал американский карбид (б/у) и китайский, новый. Разницы в работе не заметил никакой. Поэтому для себя выбрал китайские, т.к. они изначально новые, а стоят в 4 раза дешевле американских. Сколько же протянет б/у американский, ну, сами понимаете, может и 10 лет, а может и неделю, неизвестно, а тратить 25$ на новый американский - как-то природная жаба душит)).
Сообщение отредактировал kotrad78 - Воскресенье, 2024-Окт-27, 15:07 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 15:31 | Сообщение # 108 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата kotrad78 ( ) И ещё, сразу распишу, для чего в модуляторе нужна 0.5сек задержка. Модулятор будет корректно работать, когда на его выходе будет расчётная нагрузка.
Вот наглядное моделирование этого процесса.
Случай 1. Когда в модуляторе нет задержки включения и он включается одновременно с передатчиком.
Транзистор передатчика может не успеть открыться и для модулятора, по сути никакой нагрузки нет. На схеме резистор этой нагрузки R3 240кОм, ну, можно сказать бесконечно. Осциллограф показывает постоянное напряжение на этом резисторе, то есть напряжение, которое будет поступать на передатчик. Как видим, оно сразу равно полному напряжению питания. Шкала осциллографа 20В, линия опущена вниз для удобства отображения.
Случай 2. Когда в модуляторе есть 0.2-0.5 сек задержка включения. Транзистор передатчика успевает открыться, "подготовиться" к работе. Сопротивление передатчика расчётное, 24Ом. Как видим, теперь на транзистор поступает половина напряжения питания, как и должно быть.
Сами понимаете, что это плохо, когда на транзистор сразу поступает всё напряжение питания. В этот момент на стоке напряжение может скакнуть до Х10 и транзистор может прошить. А если есть задержка, транзистор передатчика успевает "подготовиться" и на него поступает половина напряжения питания с модулятора.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 19:18 | Сообщение # 109 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Да, спасибо, наглядно. нашел сейчас в теме про резонансный Е-класс ваши и Швондера тесты драйвера. Жалко, картинки с разной детализацией (у вас нет тестов пары ирфов 9520 520) - но показалось, что пара ирфов несколько лучше на 10 МГц работает, чем IXDD. Впрочем, на частотах СВ-нижнего КВ IXDD будет достаточно, как я понял.
В чип-дипе я IXDD заказал только одну, она у них 750 рублей стоит и идет уже второй месяц как, все не дойдет. Так что попросил в личке у того самого китайца, просит 48 долларов за 10 штук - не сильно то и дешевле чип-дипа с учетом конверсии (получится 500 с чем-то рублей за штуку). Ну, возьму наверное - пусть будет запас. Зато диоды у него недорогие GC3D03060A - 35 центов за штуку, в чип-дипе более чем в 5 раз дороже.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 19:49 | Сообщение # 110 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) просит 48 долларов за 10 штук
Он всегда предлагает от 10шт детали, но, может продать и меньшее кол-во, правда стоить будут чуть дороже. На будущее, если какая-то деталь дорогая, попробуйте у него спрашивать 3,4,5шт, обычно соглашается.
На счёт драйвера из комплементарной IRF пары, он выгоднее только в одном случае, если у вас уже есть заведомо оригинальные транзисторы и заведомо оригинальные 541-е буферы. Если же у вас неизвестные с Али, то могут плохо работать. А если заказывать новые и оригинальные, то 2 десятка (по 10шт каждого) + десяток 541-х микросхем для их раскачки будут стоить как десяток IXDD микросхем. Ну, и охлаждение. Для транзисторов нужен будет отдельный, изолированный радиатор, а IXDD можно сажать на массу. И функции вкл/выкл у транзисторов нет).
И ещё, сохраните в закладки этот сайт: https://www.lcsc.com/search?q=C2M0080120D
Это китайский большой-большой магазин радиодеталей, но, напрямую к нам они детали не поставляют, санкций боятся. Зато на этом сайте можно подбирать нужные детали, а так же знать примерную цену у того китайца. Смотрите рисунок.
У китайца цены на детали будут примерно в 1.5-2 раза дороже, чем на этом сайте, если смотреть цену за 1шт. Так же, если ищите какую-то деталь, проверяйте их наличие на складе (красные стрелки), если их нет на складе, то и у китайца скорее всего не будет, т.к. обычно он с этого сайта их просто перепродаёт.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 20:12 | Сообщение # 111 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Сделал стенд. Питание примерно 15 вольт. Продел провод через трансформатор, нагрузил на 10 Ом мощный резистор. Выставил настройку резистора где-то в середине. начал проверять - менять напряжение на 10 омах, включать БП, смотреть, сработало ли в момент импульса включения. Нашел точку сработки - 4.3 вольта (при 4.2 не срабатывает).
Подпаял С12 к катоду светодиода - все то же самое, точка сработки та же (4.2 - не срабатывает, 4.3 - срабатывает). Так что не могу сказать, нужен ли это конденсатор - наверное надо в работе проверять. Пока оставлю припаянным к катоду (т.е. конденсатор между минусом Uвх и эмиттером Q2)
Кстати, модуль 2х9 вольт выдает у меня 17.6 вольт - это нормально, не мало будет? Второй такой же тоже чуть меньше 18 вольт дает, на обоих напряжение на выходах +/-9 вольт не одинаковое
Сообщение отредактировал melatonin - Воскресенье, 2024-Окт-27, 20:15 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-27, 22:52 | Сообщение # 112 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Кстати, модуль 2х9 вольт выдает у меня 17.6 вольт - это нормально, не мало будет?
Карбид-кремниевые транзисторы этой серии нормально открываются, когда на затворе выше +13В, и отлично открываются, когда выше +15В, так что нормально. Если будет ниже 13В, транзистор будет открываться не полностью и начнёт сильно греться.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Окт-28, 21:07 | Сообщение # 113 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Китаец опечатался - не 3.5 доллара за 10 диодов, а 13.5 - но все равно дешевле чем на чип-дипе в 2 раза. Заказал у него и IXDD и сик диоды.
Но вообще кажется, что надо двигаться в сторону GaN. Да - там "на проводках" плату не сделаешь - но награда - простой холодный драйвер и по всей видимости более высокий КПД и частоты.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Окт-29, 16:08 | Сообщение # 114 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) надо двигаться в сторону GaN.
Верно, за ган-ами будущее, но для нас, энтузиастов это пока дорого). Мощные КВ передатчики на ган-транзисторах уже можно делать, но, транзисторы в ТО-247 корпусе пока стоят очень дорого. Умножайте цену за 1шт в 2 раза. Да и на складах их почти нет, мало их пока производит промышленность:
Пока можно делать маломощные передатчики на ган-ах в корпусе ТО-220 или ТО-220F, с которыми проводил тест в разделе Технологии. В принципе, можно взять 74HC541 микросхему, соединить каждые её два буфера параллельно. Двух буферов хватит для раскачки 100пф ёмкости затвора одного ган-а. В итоге, можно будет поставить 3 ган-транзистора параллельно в классе ЕШ. Получится около 120-150Вт передатчик.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Окт-29, 17:38 | Сообщение # 115 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) GC3D03060A
Если будете делать передатчик класса ЕШ, закажите сразу и 1200В диоды Шоттки.
Для Модулятора этот диод может быть на 600В, это большой запас по прочности. При этом, важно подбирать диод с как можно меньшей ёмкость п-н перехода. Чем больше эта ёмкость, тем сильнее будет амплитуда ВЧ звона на выходе модулятора. А этот ВЧ звон опасен тем, что через цепи монтажа и внутреннюю ёмкость транзистора может попадать ему на затвор, повышая опасность пробоя по напряжению. Ферритовые бусины этот звон сильно гасят, но, лучше изначально брать диод с минимальной ёмкостью перехода.
А вот для передатчика класса ЕШ ситуация обратная. Тут наоборот, нужно подбирать диод с как можно большей ёмкостью перехода. И напряжение его должно быть выше, как и у самого карбида, то есть 1200В. Раньше я ставил средние (по картинке) диоды с ёмкость 95пФ на 100В. Их требовалось 2-3шт, чтобы добиться напряжения на стоке Х3-3.5 от питания. И чуть позже узнал, что есть более мощные диоды с ёмкостью почти в 200пФ, и так же на 1200В. Заказал их тоже для экспериментов у того же китайца. По идее, теперь может потребоваться всего 1-2 диода параллельно сток-истоку.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Ноя-01, 07:33 | Сообщение # 116 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Но вообще кажется, что надо двигаться в сторону GaN.
Что нам стоит дом построить?)
Чисто ради спортивного интереса разработал модулятор на GaN транзисторе для маломощного передатчика. Элементы подписаны в разноброс, пока в порядок не приводил, просто всю ночь сидел, размещал сами детали. В этот раз решил на одной плате сделать и сам ШИМ модулятор на LM3478MAX и драйвер, благо место позволяет. Задумка - использовать ган транзистор в пластиковом ТО-220F корпусе и карбид-кремниевый диод нижнего плеча тоже, в ТО-220F корпусе. Чтобы можно было крепить на радиатор без прокладок.
У оптодрайвера 6N137M есть функция включения, поэтому на ней разработал систему задержки включения модулятора, около 300мС. Так же, есть система аварийного отключения по превышению тока в нагрузке. DC/DC изолятор на 5В 2000мА, такая мощность с огромным избытком, просто, пока не нашёл менее мощный 5В преобразователь, у которого была бы функция включения и выключения.
Поскольку ган транзисторы очень высокочастотные и быстрые, оптодрайвер и инвертирующий 2N7000 транзистор разместил максимально близко к гану. Это нужно, чтобы сделать максимально короткую токовую петлю "драйвер-затвор-исток-драйвер".
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-01, 23:34 | Сообщение # 117 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) но для нас, энтузиастов это пока дорого).
Цитата kotrad78 ( ) Если будете делать передатчик класса ЕШ, закажите сразу и 1200В диоды Шоттки. |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Ноя-02, 07:05 | Сообщение # 118 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Параллельно сток-истоку? Кроме того что они убирают "звон", что еще дают? КПД выше получается?
Они не убирают звон, они его не создают. А обычные конденсаторы создают. В передатчиках класса Е сигнал на стоке похож на колокол или букву Л. По умолчанию амплитуда этого колокола может быть в 5-8 раз выше, чем напряжение питания. А если у вас будет обрыв в антенне или КЗ, то амплитуда этого колокола может вырасти до 15-20 раз от напряжения на стоке.
Теперь представьте, что вы подали на передатчик 100В. По умолчанию у вас на стоке может быть амплитуда сигнала 500-800В, а в случае аварии в антенне 1500-2000В. Карбид-кремниевые же транзисторы рассчитаны на 1200В сток-исток. Поэтому, их может прошить.
Так вот, чтобы снизить амплитуду этого колокола, параллельно сток-исток ставят конденсаторы, подбирая такую ёмкость, чтобы амплитуда сигнала на стоке была не выше 3-4 раза от напряжения питания. Однако, обычные конденсаторы, например слюдяные, на высокое напряжение, при подключении к сток-истоку снижают амплитуду, но, при этом создают ВЧ звон в районе 30-50МГц. Этот звон может попадать на затвор карбида и спалить его.
Карбид-кремниевые же диоды Шоттки на 1200В имеют ёмкость у своего п-н перехода и могут работать точно так же, как и обычные конденсаторы. Но, при этом, они не вызывают ВЧ звона.
Надеюсь, понятно объяснил. Когда будете делать передатчик, встанете осциллографом на сток - сами всё поймёте. Надеюсь, у вас есть осциллограф? Без него никак.
p.s. При подключении диодов к сток-истоку КПД передатчика немного снижается, но, незначительно, условно с 82% до 79%. Зато очень существенно повышается живучесть выходного транзистора при экстремальных ситуациях в антенне, а эти ситуации в реальной жизни абсолютно 100% всегда случаются.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Суббота, 2024-Ноя-02, 07:13 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Суббота, 2024-Ноя-02, 09:36 | Сообщение # 119 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Да, спасибо, всё понятно. Осциллограф конечно есть, как и щуп на 1:100.
Цитата kotrad78 ( ) Этот звон может попадать на затвор карбида и спалить его. |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Ноя-02, 15:48 | Сообщение # 120 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Т.е. можно сделать так - вначале обойтись "бюджетным" решением с конденсаторами.
Дело, конечно ваше, я же не заставляю вас диоды применять, тем более, оно всегда будет хорошо, когда вы сами приобретёте свой личный опыт. Вот, как было у меня:
Обращайте внимание на амплитуду (Vamp) жёлтого графика, это сигнал на стоке при подаче 30В питания на передатчик.
Верхний график - базовая схема передатчика класса ЕШ. Амплитуда практически 180В. 180/30 = Х6 раз.
Средний график - между сток-исток подключён советский КСО слюдяной конденсатор на 500В 500пф. Амплитуда 140В. 140/30 = Х4.6 раза. При этом ужасный ВЧ звон.
Нижний график - между сток-исток подключены 2шт ТО-220 карбид-кремниевых диода Шоттки на 1200В GC4D10120A. Амплитуда 110В. 110/30 = Х3.6 раза. ВЧ звон полностью отсутствует.
Фото КСО кондёров (2 последовательно по 1000пФ 250В, в сумме 500пФ 500В, с максимально короткими ногами)
Фото 2 диодов Шоттки
Сообщение отредактировал kotrad78 - Суббота, 2024-Ноя-02, 15:52 |
| |
| |
|
