|
Сравнение SiC мосфетов для передатчика класса Е(ЕШ)
| |
| rw6bw73 | Дата: Воскресенье, 2025-Фев-09, 10:10 | Сообщение # 16 |
 знающий
Группа: Пользователи
Сообщений: 154
Статус: Offline
| Идея интересная ,но пока нужно сделать новый модулятор. Интересно попробовать вместо модулятора на LM3478
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2025-Фев-10, 04:18 | Сообщение # 17 |
 мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Цитата rw6bw73 (  ) А как насчет транзисторов SUPSIC GC3M0065090 ?
Этот транзистор стоит 5.1$. В передатчике их 4шт. Значит, минимум нужно заказывать 12шт. 4шт в начальный передатчик, 4шт на случай, если в процессе настройки спалить первые, и 4шт на аварийный запас на будущее, если, к примеру молния рядом с антенной шваркнет.
5.1 х 12 = 76.5$ без учёта доставки.
И сейчас, смотрите какой транзистор нашёл: Sichainsemi S1M075120D2 https://www.lcsc.com/product....10.html Он тоже на 15В для затвора, на 1200В сток-исток и сопротивление канала 75мОм. И стоит всего 2.24$.
2.24 х 12 = 26.88$ без доставки.
Да, компания тоже китайская и не очень известная, так что 50/50. Но, зато цена в 2.5 раза ниже.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2025-Фев-10, 04:19 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2025-Фев-10, 22:50 | Сообщение # 18 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Оказывается, мы не совсем правильно подбирали транзисторы. Мы учитывали обычно только сопротивление канала, ёмкость затвора и цену. Однако, сегодня узнал очень интересную вещь. Такую, как - заряд затвора, который измеряется в нанокулонах. От величины этого заряда зависит скорость переключения транзистора, а значит и его потери в нагрев.
Провёл исследование, и результаты получились очень и очень интересными!! Если кратко - наименьшее сопротивление канала не означает, что транзистор будет меньше греться!!
Итак, вот таблицы исследований.
1. Градация выбора транзистора по величине заряда затвора, от меньшего, к большему.
2. Название транзистора, потом идёт цена на 10.02.2025 по сайту https://www.lcsc.com/product....59.html
3. Выбирал транзисторы не дороже 10$ и в корпусе ТО-247 (лишь 2 попались в ТО-263-7 корпусе)
4. Далее идёт заряд затвора в нКл.
5. Потом напряжение на затворе для полного открытия.
6. Сопротивление канала при полном открытии, мОм.
7. Время нарастания и время спада, в нс.
8. Потери (нагрев затвора) в Вт.
Важно! Анализируя эти потери, можно подобрать мощность DC/DC модуля для фантомного питания. Например, если потери будут 2Вт, то модуль надо выбирать с запасом, например, на мощность в 4Вт.
9. Общие потери всего транзистора (общий нагрев) в Вт.
10. Кратковременная, предельная мощность транзистора по даташиту, в Вт при идеальном охлаждении.
Внимание!! Реальная предельная, тепловыделяемая мощность ТО-247 транзистора, если он у вас будет на медной 4мм шине, через керамическую оксид-алюминиевую термопрокладку толщиной 1мм, и всё это дело будет обдуваться компьютерным кулером - 45Вт. (нагрев корпуса будет около 80 градусов).
Далее.
За основу взял данные из форума, что сопротивление мостового передатчика около 35Ом. Это значит, что при 100В питании, через транзистор будет идти ток около 3А. Максимальную частоту взял 3.3МГц. Скважность входного сигнала взял с небольшим запасом, 55%. Все эти значения подставлял в формулы, и вот, какие получились результаты.
Таблица 1.
Таблица 2.
Транзисторы с зарядом выше 80 нКл не рассматривал, т.к. драйверу будет слишком тяжело их раскачивать.
Таблица 3.
Как скважность входного сигнала влияет на нагрев.
Таблица 4. Как меняется нагрев транзистора при изменении частоты от 1 до 15МГц
Ну что, братцы. Смотрим таблицу 1, 2 и выбираем лучший карбид 
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Фев-11, 02:56 | Сообщение # 19 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Взвесив все "за" и "против", считаю, что лучший карбид для мостового передатчика, в котором напряжение на стоках равно напряжению питания (+небольшой звон), это:
GC3M0060065K - https://www.lcsc.com/product....31.html
Есть транзисторы дешевле, с такими же параметрами и нагревом ( https://www.lcsc.com/product....08.html ) , но, они от неизвестной фирмы. А тут, как мы знаем, 50/50, могут оказаться нормальными, а могут и ерундой. А этот, от SUPSiC, по крайней мере фирма, проверенная на практике.
Провёл ещё один расчёт. Какое можно на мостовой передатчик из 4-х таких транзисторов подавать максимальное напряжение, и какая получится примерно выходная мощность. За основу взял сопротивление передатчика в 35Ом. Градация поднятия напряжения по 48В.
Мостовой передатчик начинает мне нравится всё больше и больше).
По поводу DC/DC модулей для фантомного питания двух ключей.
Для данного транзистора суммарные потери от нагрева затвора 2.28Вт. При 15В (полное открытие канала) напряжении на затворе, ток через драйвер будет 2.28/15 = 152мА. В реальности же, чуть меньше. У этого транзистора заряд затвора 46нКл, а пару дней назад я тестировал 80-е и 160-е карбиды, у которых заряд затвора 70-80нКл, и там, при 18В питании ток драйвера был 130-160мА.
Взял 3Вт DC/DC модуль B1215S-3WR2 и подключил к нему 100Ом резистор.
С учётом просадки (у модуля нет стабилизации), ток получился 144мА. Нагрев через 20 минут - 40 градусов, что просто отлично!
Вход 12В, холостой ход, без нагрузки, на выходе 15.8В
Вход 12В, нагрузка 144мА, напряжение просело до 14.7В
Напряжение и ток при разном входном напряжении (при той же нагрузке):
10В вход 161мА, выход 12.1В 120мА
11В вход 180мА, выход 13.4В 132мА
12В вход 195мА, выход 14.7В 145мА
13В вход 213мА, выход 15.9В 157мА
14В вход 228мА, выход 17.1В 170мА
Нагрев при 14В входе 43 градуса (предел для модуля около 60-65).
В общем, если никто никаких замечаний или подводных камней не найдёт, начну потихоньку проектировать печатную плату.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Фев-12, 16:08 | Сообщение # 20 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Цитата rw6bw73 ( ) Идея интересная
Ваши транзисторы сверху, а ниже карбиды, для сравнения
Для модулятора под мощность до 500Вт все подойдут.
Для мостового передатчика под мощность до 300Вт, выбирайте сами. При этом учитывайте реальный нагрев:
- если у вас большой алюминиевый радиатор, то предельная мощность на транзисторе 25-27Вт.
- если у вас медная шина 4-5мм, на которой стоит компьютерный кулер, то предельная мощность 40-45Вт.Добавлено (2025-Фев-12, 23:35)
---------------------------------------------
Ради интереса сделал подсчёт для GaN транзистора CID10N65F, со сток-исток 650В, сопротивлением канала 160мОм, в корпусе ТО-220F, которому на затвор надо подавать 5В и ценой в 1.15$
https://www.lcsc.com/product....32.html
3МГц, мостовая схема, 100В питание, ток 3А. Нагрев транзистора 5.71
W
100кГц, ШИМ модулятор, 100В питание, ток 3А. Нагрев транзистора 0.886
W
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Фев-16, 08:18 | Сообщение # 21 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) начну потихоньку проектировать печатную плату.
Пока такой вариант разработал
Жду, когда приедут заводские ВЧ трансформаторы (для разделения драйвера и затвора), проверю их на макете. Если будут работать хорошо, отправлю плату на завод.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2025-Апр-19, 14:52 | Сообщение # 22 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Есть довольно интересная новость.
Как показала практика, 160-е карбиды для наших задач лучше, чем 80-е. Меньше цена, выше КПД, меньше нагрев. Для этих задач покупал азиатские GC2M0160120D от компании SUPSiC https://www.lcsc.com/product....48.html
Покупал через проверенного продавца, который может доставлять в наши страны с сайта LCSC https://aliexpress.ru/store/1103009080
И сегодня пришла идея, спросить у него, может ли он доставлять с американского сайта mouser.com, это один из крупнейших мировых магазинов, такой же большой, как дигигей. Написал ему письмо, мол, смогёшь?) И для примера показал американский карбид C3M0160120D от WoolfSpeed, это 160-й карбид 3-го поколения от 2024 года. https://www.mouser.com/Product....w%3D%3D (сайт может быть недоступен из-за санкций в некоторых странах)
Продавец ответил - смогу, 45 юаней за штуку.
То есть, цена получилась меньше, чем на Маузере... Я переспросил у него, точно 45 юаней, и это точно американский карбид от вулфспид? Он ответил - точно.
Хм.. Возможно это как-то связано с торговой битвой пошлин между США и Китаем, хз.. В общем, на пробу заказал 12шт. С учётом навара продавца, с учётом комиссии Алиэкспресса, с учётом доставки получилось 7393руб, или 616руб за штуку, или 7.59$ за штуку.
То есть, цена со всеми "потрохами" получилась такая же, как и на сайте Маузер.
Как приедут, очень жёстко их протестирую. Если действительно окажутся американскими, это будет лучший карбид для всех типов передатчиков. Лучшее соотношение Цена/Качество-Надёжность/КПД.
И ещё. 3-е поколение карбидов работает не от 18-20В на затворе, как 1 и 2-е, а от 15В.
В теории, драйвер можно запитать и от 12В. Китайский ИИ проанализировал применение этого карбида в полном мосте, когда напряжение питания 100В и ток 3.3А, то есть ~300Вт передатчик.
При 15В на затворе нагрев транзистора около 20Вт
При 12В на затворе нагрев увеличится до 25Вт, и, из-за повышенной деградации кристалла ресурс работы снизится примерно на 20%
Таким образом, можно будет сделать выбор:
- либо драйвер, практически любого типа будет слабо греться от 12В питания, не потребуется DC/DC повышайка для затвора и ресурс транзистора на 20% сократится
- либо драйвер будет нагреваться, потребуется 12-->15В DC/DC повышайка, зато ресурс карбида будет максимальным.
В общем, если китаец пришлёт настоящих "американцев", будет круто 
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Апр-20, 03:03 | Сообщение # 23 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) это будет лучший карбид для всех типов передатчиков. Лучшее соотношение Цена/Качество-Надёжность/КПД.
Блин, поторопился немного((... Проштудировал более тщательно сайт Маузер, нашёл ещё более лучший карбид. IMW120R090M1HXKSA1 от Infineon Technologies, тоже американская компания, известная. https://www.mouser.com/Product....A%3D%3D
Нагрев 160-го американского карбида WoolfSpeed при работе в мостовом передатчике при 100В
Нагрев 120-го американского карбида Infineon при работе в мостовом передатчике при 100В
160-й греется около 17Вт и стоит 7.68$
120-й греется окло 10Вт и стоит 5.56$
Почти в 2 раза лучше и стоит дешевле. Эх.. ладно, закажу и их))
p.s. Обратите ещё внимание на потери от переключения затвора. У 120-го карбида заметно меньшие. Это значит и драйвер будет слабее греться.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Воскресенье, 2025-Апр-20, 03:06 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Апр-20, 15:54 | Сообщение # 24 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 950
Статус: Offline
| Это не SiC мосфет, обычный, кремниевый, но, тоже заслуживает внимания
Infineon Technologies IPA60R360P7S, средняя цена около 0.8$
https://www.lcsc.com/product....65.html
Он очень быстрый и эффективный для наших передатчиков, а пластиковый корпус позволяет крепить к радиатору напрямую, без прокладок. Так же у него пониженное напряжение для полного открытия затвора, 10В, что позволит драйверу почти не греться.
К примеру, при 48В питании (около 60-90Вт выхода для полного моста), он греется всего до 3Вт
Таким образом, на таком транзисторе можно будет собрать компактный мостовой передатчик средней мощности.
|
| |
| |
|
