|
AT3120-CuH-D - лучший драйвер для модулятора и передатчика
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Янв-10, 03:39 | Сообщение # 1 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| Тестируя различные оптодрайверы для верхнего плеча ШИМ модулятора, случайно получил превосходный результат от одной микросхемы. И, кажется, у нас нарисовался самый лучший драйвер не только для ШИМ, но и для передатчика. Поэтому, создаю отдельную тему.
Микросхема называется AT3120-CuH-D в корпусе DIP-8 от компании AOTE, даташит https://www.lcsc.com/datashe....997.pdf
Цена на момент публикации 10.01.2025 0.55$ за штуку https://www.lcsc.com/product....97.html
Ключевые параметры:
1. Питающее напряжение от 13В (минимальный порог запуска, проверено на тестах) до 30В. Рекомендуемый интервал 15...30В.
2. Максимальный выходной ток до 3А, рекомендуемый до 2.5А
3. Минимальный порог входного напряжения от 0.8В, в тестах я с генератора подавал около 1.2-1.3В
4. Входной ток светодиода 7...16мА
5. Предельная рабочая температура корпуса 110 градусов.
6. Изоляционное напряжение между входом и выходом до 5кВ
7. Проходная ёмкость между входом и выходом по даташиту 1пф, замеренная мной ёмкость 0.6пФ на частоте измерения 10кГц.
8. Выход микросхемы на комплиментарной P и N паре мосфетов.
Фото макетки:
Схема стенда:
В качестве нагрузки применил американский, б/у карбид кремниевый транзистор C2M0080120D, с ёмкостью затвора 1нф. На схеме красными цифрами подписал правильные выводы ног микросхемы. Затворный резистор 4Ом. Максимально близко к питающей ноге (8) микросхемы 2 керамики по 330нф и 10мкф и один Low ESR на 220мкФ. Это для того, чтобы "полка" меандра на выходе была максимально ровной.
Сначала будут тесты оптодрайвера для применения в ШИМ модуляторе, затем в передатчике.
Применение в ШИМ модуляторе.
Напряжение питания 15В. Частота входного сигнала 100кГц, потребляемый ток при 50% скважности 10мА, при 99% скважности 15мА. Амплитуда выходного сигнала 15.03В.
Входной сигнал на затворе
Увеличил развёртку. Минимальная скважность, подаваемая с генератора, при которой у микросхемы сохраняется сигнал на выходе:
1%
0.3%
При скважности менее 0.3% генерация прекращается.
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Янв-10, 03:47 | Сообщение # 2 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| Максимальная скважность, подаваемая с генератора, при которой у микросхемы сохраняется сигнал на выходе:
99%
99.6%
Таким образом, для применения в ШИМ модуляторе - это самая крутая микросхема). Нагрев не снимал, т.к. при 100кГц и 15В она абсолютно холодная.
Теперь, самое интересное.
Применение в передатчике.
Питающее напряжение 18В (для карбид-кремниевых транзисторов).
1.7МГц, "пионерка", потребляемый ток 78мА, сигнал на затворе:
Нагрев после 15 минут работы:
Оптодрайвер P0 - 58 градусов, затворный резистор 4Ом - 92 градуса.
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Янв-10, 03:55 | Сообщение # 3 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| 3МГц, "тройка", потребляемый ток 127мА, сигнал на затворе:
Нагрев после 15 минут работы:
Оптодрайвер 77 градусов, затворный 4Ом резистор 130 градусов.
Входной сигнал на светодиоде без подачи 18В:
Входной сигнал на светодиоде после подачи 18В:
Сигнал, конечно становится корявеньким, но, это видимо из-за наводок и того, что сигнал 3МГц с генератора подавался длинными проводами с крокодилами. А так же, вероятно из-за проходной ёмкости, которая на 3МГц частоте становится выше 1пф. В любом случае, главное, что выходной сигнал отличный!!
И нагрев потрясающе низкий!! В прошлом году я перелопатил большое количество вариантов драйверов, и все они весьма сильно грелись на 3МГц. Тут же, всего 77 градусов!!! Микросхему можно вообще без радиатора использовать! Ну, или приклеить какой-нибудь мелкий, игольчатый радиатор, который обычно приклеивают к чипам памяти на видеокартах.
Дальше - будет интереснее).
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2025-Янв-10, 07:17 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Янв-10, 04:01 | Сообщение # 4 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| Снизил питание до 15В и продолжил повышать частоту.
4МГц, потребляемый ток 137мА, сигнал на затворе:
Нагрев после 15 минут работы:
Оптодрайвер 70 градусов, затворный резистор 122.
5МГц, потребляемый ток 172мА, сигнал на затворе:
Нагрев после 15 минут работы:
Оптодрайвер 80 градусов, резистор 140.
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Янв-10, 04:19 | Сообщение # 5 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| 6МГц, потребляемый ток 193мА, сигнал на затворе:
Нагрев после 15 минут работы:
Оптодрайвер 92 градуса, затворный 4Ом резистор 150 градусов.
6МГц для этой микросхемы предел, потом сигнал уже сильно ломается.
Итоги.
1. Микросхема идеально подходит для любого ШИМ модулятора с диодом в нижнем плече, для питания затвора транзистора верхнего плеча.
2. Микросхема отлично подходит для драйвера передатчика, для раскачки карбид-кремниевых транзисторов с питанием 18В, на частотах до 3..4МГц, и для обычных кремниевых с питанием 15В, на частотах до 5..6МГц.
3. Очень низкий нагрев, по сравнению с другими микросхемами и драйверами.
4. Низкое входное напряжение для светодиода. Не могу протестить, но, могу предположить, что микросхема Si5351 синтезатора возможно сможет раскачать светодиод. Если же нет, то, можно поставить какой-нибудь усилитель на 1 транзисторе или логике.
5. Копеечная цена в 0.5$
Для тестов брал 2 штуки, теперь закажу штук 20 про запас, пока цена не поднялась и не раскупили)).
Напомню, что микросхемы заказывал у этого продавца https://aliexpress.ru/store/1103009080 Он может их отправлять во все наши страны.
1. Пишем ему в лс, автоответчик напишет почту. Пишем письмо на почту, текст желательно на английском.
2. В письме даём прямую ссылку на радиодеталь с сайта LCSC, (например наш оптодрайвер: https://www.lcsc.com/product....97.html ) пишем нужное кол-во и в какую страну отправить.
3. Обычно в течение суток он отвечает, называет цену в юанях RMB, и, если всё устраивает, даёт ссылку на покупку.
Если вдруг по каким-то причинам он не ответит дольше, чем через 2 суток или скажет, что в вашу страну отправка невозможна, попробуйте через этого продавца: https://aliexpress.ru/store/2383059 Правда, у него накрутка выше.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2025-Янв-10, 04:35 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2025-Янв-10, 06:56 | Сообщение # 6 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Оптодрайвер 77 градусов, затворный 4Ом резистор 130 градусов.
Решил провести эксперимент, чтобы понять, насколько эффективно разные радиаторы охлаждают DIP-8 корпус.
Без радиатора на 3МГц оптодрайвер грелся до 77 градусов.
Мелкий радиатор. От ТО-126 транзисторов. Просто лежит своим весом на микросхеме, через термопасту.
Через 15 минут работы.
Микросхема 66 градусов
Радиатор 53 градуса
Затворный резистор 112 градусов.
Чуть более крупный радиатор, так же, через термопасту своим весом лежит на микросхеме.
Через 15 минут работы.
Микросхема 58 градусов
Радиатор 42 градуса
Затворный резистор 124 градуса.
Итого.
Небольшой радиатор 20х15мм и высотой 10мм снижает температуру примерно на 10 градусов
Радиатор чуть больше 20х20мм и высотой 25мм снижает температуру примерно на 20 градусов
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Янв-12, 12:27 | Сообщение # 7 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| В 3-м сообщении, как помним, на 3МГц частоте оптодрайвер под нагрузкой грелся до 77 градусов. Это нормальная температура, т.к. по даташиту предел 110 градусов. Но, удалось эту температуру заметно снизить.
1. Чуть подальше отнести горячий затворный резистор
2. На 5-ю ногу, то есть массу, припаять пружинку из 1.25мм медной проволоки
Температура с 77 упала до 55 градусов
И вот так тепло распределяется по медной катушке
Внутри микросхемы находится кристалл, который "лежит" на 5-й ноге. Поэтому, если к 5-й ноге припаять какую-нибудь "медь", нагрев существенно снижается. Разработал и отправил на завод отладочную плату, сделанную по всем правилам двустороннего отвода тепла от микросхемы. Как приедет, протестирую нагрев.
Но, ещё раз. Этот оптодрайвер на текущий момент - лучший, и по цене, и по КПД и по применению и в ШИМ и в передатчиках.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 12:04 | Сообщение # 8 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3300
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Применение в передатчике. Питающее напряжение 18В (для карбид-кремниевых транзисторов).
Так хотелось бы посмотреть и все остальные оптодрайверы на частотах 1700 и 3000 кгц.
Поставить ск важность 50% и показать при , например, 18в или 12. Сколько не жалко.
Интересует картинка на выходе , ток потребления, температура корпуса.
Как то не думал, что 3120 будут работать на этих частотах.
Я пробовал с 6н137+74нс541+ирф520, для моста, сигнал на затворе красивый, очень прямо угольный, но не годится. Из за прямоугольности сильно большой сквозняк. Надо разносить фронты. Пока отложил на дальше.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 14:20 | Сообщение # 9 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Так хотелось бы посмотреть и все остальные оптодрайверы на частотах 1700 и 3000 кгц.Поставить ск важность 50% и показать при , например, 18в или 12. Сколько не жалко.
Интересует картинка на выходе , ток потребления, температура корпуса.
Для начала очень - очень важное замечание! Практически у всех оптодрайверов есть классная особенность. Если менять напряжение на входном светодиоде, то в небольших пределах меняется скважность выходного сигнала!! Примерно от 35..40% до 60..65%! Это можно будет использовать в мостовых и полумостовых передатчиках, чтобы убрать сквозной ток. И 5В меандр на светодиод подавать вот так, через многооборотный подстроечный резистор в 1кОм:
Очень здоровская особенность!
Теперь тесты.
Сразу скажу, что все оптодрайверы позиционируются на 15..30В питания. Поэтому все начинают работать от 12.7..13.2В. То есть, от 12В ни один не запускается. Я нашёл один оптодрайвер, который по даташиту позиционируется от 10 до 30В, заказал его, как приедет протестирую. В общем, для всех драйверов минимальное напряжение выбрал в 15В, чтобы гарантированно работали и сигнал был нормальный. Максимальное напряжение ставил 18В.
1. TLP250H(F) от компании TOSHIBA, тест на 100кГц частоте в 6 сообщении этой темы: https://radiorubka.at.ua/forum/12-301-1
Предельная рабочая частота 1.9МГц, выше - сигнал на выходе срывается.
На 1.7МГц, потребление от 18В 70мА, от 15В 56мА.
Сигнал на 1.7МГц при 18В питании
Нагрев при 18В
Нагрев при 15В
Что на 100кГц, что на 1.7МГц сигнал корявый, так что выбрасываю эти микросхемы и забываем про них. В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 14:29 | Сообщение # 10 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| 2. HCPL-3120-000E от компании Broadcom/AVAGO, тест на 100кГц частоте в 7 сообщении этой темы: https://radiorubka.at.ua/forum/12-301-1
Предельная рабочая частота 3.5МГц, выше - сигнал на выходе срывается.
На 1.7МГц, потребление от 18В 85мА, от 15В 60мА.
На 3МГц, потребление от 15В 122мА, от 18В 180мА и микросхема пошла в разнос, ток лавинно рос, нагрев превысил 100град и продолжал расти. То есть, эта микросхема не сможет работать на 3МГц при 18В питании.
Сигнал на 1.7МГц при 18В питании
Сигнал на 3МГц при 15В питании
Нагрев при 18В питании на 1.7МГц,
Нагрев при 15В питании на 3МГц
Нагрев при 15В питании на 3МГц, к 5 ноге припаяна медная пружина для отвода тепла
В следующем сообщении продолжу
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 14:31 | Сообщение # 11 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3300
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) на 1.7МГц сигнал корявый
Но 1.9 мгц - мало, согласен.
Цитата kotrad78 ( ) Очень здоровская особенность! |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 14:33 | Сообщение # 12 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| 3. HCPL-3120-C1LO от компании KTP, тест на 100кГц частоте в 5 сообщении этой темы https://radiorubka.at.ua/forum/12-301-1
Предельная рабочая частота 2.2МГц, выше - сигнал на выходе срывается.
На 1.7МГц, потребление от 18В 75мА, от 15В 63мА.
Сигнал на 1.7МГц при 18В питании
Нагрев на 1.7МГц при 18В питании
Нагрев на 1.7МГц при 15В питании
В следующем сообщении продолжу
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 14:40 | Сообщение # 13 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| 4. FOD3120 от компании onsemi, тест на 100кГц частоте в 4 сообщении этой темы https://radiorubka.at.ua/forum/12-301-1
Предельная рабочая частота 2МГц, выше - сигнал на выходе срывается.
На 1.7МГц, потребление от 18В 76мА, от 15В 64мА.
Сигнал на 1.7МГц при 18В питании
Нагрев на 1.7МГц при 18В питании
Нагрев на 1.7МГц при 15В питании
Итог.
1. На пионерке все оптодрайверы могут работать.
2. На тройке для кремниевых транзисторов может работать только HCPL-3120-000E от компании Broadcom/AVAGO, с питанием не выше 15В
3. До 5МГц и для кремниевых (15В) и для карбидов (18В) может работать AT3120-CuH-D от компании AOTE, при условии дополнительного охлаждения на частотах выше 3МГц.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2025-Янв-14, 18:30 | Сообщение # 14 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3300
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) На пионерке все оптодрайверы могут работать
Если делать , то на все доступные диапазоны.
Оно чуть габаритнее получится, но без ограничений, в разумных пределах.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Янв-15, 21:28 | Сообщение # 15 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 703
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) неожиданно.Если делать , то на все доступные диапазоны.
Да, я сам не ожидал, что оптодрайвер может стать лучшим драйвером для всего. И для транзистора верхнего плеча модулятора, и (в ваших схемах) для формирования фантомного DC/DC питания, и для передатчика. Да ещё и скважность очень легко менять. Да ещё и низко греется. Да ещё и стоит копейки. Сказка, а не микросхема)).
Нашёл ещё одну микросхему, AT3150 https://www.lcsc.com/product....73.html
Все драйверы, которые тестировал, по даташиту идут от 15В.
В реальности стартуют от 13В. У 3150 же по даташиту минимальный порог 10В
Следуя логике, она должна запускаться вольт от 8-9. Она менее мощная и по даташиту менее скоростная, чем 3120, но, всё равно закажу на тест. Интересно же).
|
| |
| |
|
