|
Проектирование новых драйверов для передатчиков
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2025-Мар-22, 19:09 | Сообщение # 31 |
 мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Цитата sobiratel2023 (  ) Посмотрел,что-то затронули вот эти варианты
Вот эта надпись означает, что микросхем нет в наличие
А вот эта надпись означает, что в наличие 372 штуки, которые могут быть отгружены немедленно
Из всех позиций, что вы предложили, только вот эта IXDN604PI есть в наличие и, в принципе пойдёт для наших задач.
Внутри два драйвера, с прямым выходом. Их можно будет вместе запараллелить. Время нарастания и спада 9/8нс, что хуже, чем у всех драйверов, что я в этой теме тестировал, но, нормально и для "пионерки" и для "тройки".
Для "тройки" будет нормально, если сделать дополнительное охлаждение, положить под пузо через термопасту 2мм по толщине медную шинку, шириной 5мм. Саму шинку припаять к печатной плате, через паяльную пасту. Сверху намазать КПТ-19, очень плотно прижать микросхему и запаять ножки. Вот так:
Это я недавно тестировал оптодрайверы. Драйвер, у которого по входу оптоизоляция. Такое решение с медной шиной под пузом очень эффективно снижает нагрев примерно на 25-30 градусов! Вот тут можете почитать об этом https://radiorubka.at.ua/forum/17-309-1Добавлено (2025-Мар-22, 19:22)
---------------------------------------------
Цитата kotrad78 ( ) Из всех позиций, что вы предложили, только вот эта IXDN604PI есть в наличие и, в принципе пойдёт для наших задач.
Хотя, гораздо лучше будет применить IXDN602PI https://www.lcsc.com/product....83.html
У неё время нарастрания/спада быстрее, 7.5ns/6.5ns, меньше будет греться, и цена сильно дешевле.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Суббота, 2025-Мар-22, 19:13 |
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Суббота, 2025-Мар-22, 20:17 | Сообщение # 32 |
 любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| Да,охлаждение подпузной пластиной в ваших постах видел,почему и смотрю в сторону ТО220-5.Осенью 2021-о покупал микреловские 4452 в этом корпусе,но с тех времен они подорожали считай вдвое :(.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 03:32 | Сообщение # 33 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Драйвер 5. На комплементарной P-N паре в одном корпусе TO-252-4, NCE30NP1812K от компании Wuxi NCE Power Semiconductor
У этой сборки время нарастания и спада
N транзистор - 3/3нс.
P транзистор - 3/4нс.
Стоит 1.11$ за 5шт https://www.lcsc.com/product....35.html
Производство какое-то азиатское, поэтому после отмыва платы от флюса, надписи на сборке почти полностью смылись вместе с флюсом))).
Фото:
При разработке платы немного ошибся с подключением разрядного 1кОм резистора на затворе P транзистора, подключил его на массу, вместо плюса, поэтому пришлось припаять его прямо на ноги, боком. На работу не повлияло.
Предварительный UCC драйвер так же не запаивал, воспользовался существующим из 1-го эксперимента. Сигнал подал по тоненькому экранированному кабелю.
Схема:
У всех ТО-252-4(5) сборок стоки транзисторов соединены вместе и подключены на фланец, так что, отдельно их разделить не получится. Прежде чем покажу результаты тестов, можете ознакомиться с тестом другой ТО-252-4 сборки AP4525GEH, которую тестировал год назад: 9 страница со 134 сообщения https://radiorubka.at.ua/forum/8-170-9 (там и на 11 странице про эту сборку тесты)
У AP4525GEH время нарастания и спада:
N транзистор 20/4 нс
P транзистор 15/25 нс
В том тесте сборка на 3МГц с дополнительной медной пластиной грелась до 84 градусов.
Теперь переходим к тестам NCE30NP1812K
1.7МГц 15В, 100мА, сигнал на затворе:
Нагрев 44 градуса
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 03:36 | Сообщение # 34 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| 3.3МГц, 12В, 161мА, сигнал на затворе
Нагрев 49 градусов
3.3МГц, 15В, 187мА, сигнал на затворе
Нагрев 53 градуса
3.3МГц, 18В, 210мА, сигнал на затворе
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 03:43 | Сообщение # 35 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| 3.3МГц, 18В, 210мА, нагрев 58 градусов
58 градусов против 84 градусов у AP4525GEH. Очень наглядная разница, как скорость нарастания и спада влияет на нагрев.
6.7МГц, 15В 370мА, сигнал на затворе
Нагрев 70 градусов
10.4МГц, 15В, 682мА, сигнал на затворе:
Нагрев 97 градусов и мееедленно медленно продолжал расти. Видимо, началось лавинное увеличение сопротивления перехода от высокой температуры, что за собой влечёт увеличение нагрева и т.д.
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 04:12 | Сообщение # 36 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Установил рядом тихий кулер и направил его на плату. Изменения температур, сверху вниз.
1.7МГц 44 --> 36
3.3МГц 53 --> 40
6.7МГц 70 --> 48
10.4МГц 97 --> 63
Предварительные итоги.
1. Хоть производство азиатско-китайское, сборка показала себя великолепно для всех диапазонов!
2. Без принудительного охлаждения можно работать "голосом и музыкой" до 7МГц, с принудительным охлаждением до 11МГц.
3. КПД на "пионерке" и "тройке" хороший, как у всех драйверов, а вот на 6 и выше, КПД сильно падает, ток сильно растёт. Видимо из-за того, что стоки соединены вместе и с повышением частоты сильно увеличивается сквозной ток.
4. Два карбида на "пионерке" и "тройке" выдержит легко, тестировать не стал, т.к. это и так понятно из предыдущих тестов.
В общем, хороший драйвер получился, мне нравится.
p.s. Для тех, кому сложно паять предварительный UCC смд преддрайвер. Его можно заменить на планарную 74HC541, запитанную от 8-10В лм-ки. 156 сообщение в этой теме, тест 541 микросхемы при 8, 9, 10В питании https://radiorubka.at.ua/forum/8-170-11
74HC541 в DIP корпусе от Texas Instruments уже крайне сложно найти, попробуйте написать этому продавцу в личные сообщения, может быть ещё остались остатки: https://aliexpress.ru/store/2383059
С другой стороны, в свободной продаже есть много и дешёвых азиатских копий:
https://www.lcsc.com/product....67.html
https://www.lcsc.com/product....34.html
https://www.lcsc.com/product....62.html
Как они будут работать - не знаю, вполне возможно, что даже и лучше американского оригинала.
Заказать детали с сайта LCSC во все наши страны можно через этого продавца https://aliexpress.ru/store/1103009080 Пишите ему лс, автоответчик даст почту, туда пишите письмо, в котором размещаете прямую ссылку на нужную радиодеталь, пишите нужное кол-во и в какую страну отправить.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 04:42 | Сообщение # 37 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| И ещё несколько замеров в 5-м драйвере, просто, для памяти, чтобы не забыть на будущее.
Отключил карбид-кремниевый транзистор, то есть, нагрузой остался только 5Ом и 3кОм резистор, можно сказать, драйвер не нагружен. Осциллограф подключён к 3кОм резистору, к выходу драйвера.
1.7МГц, 15В, ток с карбидом 100мА, без карбида 47мА
Нагрев, с карбидом 44 градуса, без карбида 41 градус
3.3МГц, 15В, ток с карбидом 187мА, без карбида 84мА
Нагрев, с карбидом 53 градуса, без карбида 47 градусов
6.7МГц, 15В, ток с карбидом 370мА, без карбида 154мА
В след. сообщ. продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 04:48 | Сообщение # 38 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| 6.7МГц, нагрев, с карбидом 70 градусов, без карбида 61 градус
10.4МГц, ток с карбидом 682мА, без карбида 352мА
Нагрев, с карбидом 97 градусов, без карбида 80 градусов
Таким образом, средний КПД 5-го драйвера получается около 48-50%.
Да... не густо, конечно... Но, ничего не поделаешь. Такой вот он, сквозной ток в сборках, где стоки внутри кристалла соединены.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 11:25 | Сообщение # 39 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Таким образом, средний КПД 5-го драйвера получается около 48-50%.
В теории, КПД можно поднять почти под 99%, если сделать драйвер не на P-N транзисторах, а на двух N
Для этого на затворы Q1 и Q2 нужно подавать инвертированные друг относительно друга импульсы, у которых скважность (ширина) будет такой, чтобы Q1 никогда не открывался, пока Q2 полностью не закроется. И чтобы Q2 никогда не октрывался, пока Q1 полностью не закроется.
Но, к сожалению, так до сих пор и не смог найти решения, как этого достичь "малой кровью" на мегагерцовых частотах. Может быть у кого появятся какие идеи?
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 16:50 | Сообщение # 40 |
|
любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| Цитата Пряник ( ) Вы хоть не смешите так сильно.
серия 561 на 3х мегагерцах еле пыхтит, а 74НС и на 30 мгц не особо напрягается
Признаю свою ошибку,есть весьма быстродействующие варианты серии
https://standart-pribor.com.ua/product....ip-tube
А potatosemi вообще на гигагерцевую частоту 74-ю серию делает,правда 541-й микросхемы в ней нет.Добавлено (2025-Мар-23, 17:01)
---------------------------------------------
Цитата Но, к сожалению, так до сих пор и не смог найти решения, как этого достичь "малой кровью" на мегагерцовых частотах. Может быть у кого появятся какие идеи?
Я так понимаю,что если поставить два комплиментарных(инвертирующий и неинвертирующий) драйвера одной серии,допустим 74540 и 74541,и запитать их по входу с одной линии,то сквознячок будет дуть все равно?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 17:29 | Сообщение # 41 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Цитата sobiratel2023 ( ) Я так понимаю,что если поставить два комплиментарных(инвертирующий и неинвертирующий) драйвера одной серии,допустим 74540 и 74541,и запитать их по входу с одной линии,то сквознячок будет дуть все равно?
Совершенно верно. У нас мегагерцовые частоты, поэтому фронты импульсов не могут быть идеально вертикальны. Они всегда наклонены. И вот, когда прямой сигнал пересекается с инвертированным (красные стрелки), в этих местах один транзистор драйвера ещё не успел закрыться, как уже открывается второй. В итоге, через оба транзистора начинает течь сквозной ток, вызывая сильный нагрев.
Нужно делать схему, которая сможет уменьшать скважность (ширину) сигналов в двух каналах одновременно, тогда сквозного тока не будет
Такие схемы есть, я их уже делал, но, они довольно громоздкие, что сильно усложняет всю конструкцию драйвера. К тому же, не забываем, что для верхнего плеча драйвера нужно фантомное питание, отделённое от земли. Да и сам входной сигнал нужно тоже как-то от земли разделять.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 18:28 | Сообщение # 42 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Сейчас провёл занимательные расчёты.
1. С помощью этой программы https://radiorubka.at.ua/forum/17-318-1 провёл расчёт, какое будет выделение тепла на ТО-252 сборке от 5-го драйвера.
В сборке два транзистора, поэтому общее выделение тепла (на частоте 3.3МГц при 15В питании и токе 187мА) будет 0.449 Х 2 = 0,898 Вт
2. Зашёл на сайт китайского ИИ "калькулятора" https://chat.deepseek.com и задал вопрос: Какая мощность выделяется на корпусе ТО-252, припаянного на плату, если он греется до 55 градусов?
Калькулятор ответил, что 0.86Вт.
Это практически полностью совпадает с реальными значениями!!
Теперь возвращаемся к первой картинке расчётов и смотрим, что больше всего греется.
потери на сопротивлении канала 0.001Вт
потери из-за скорости нарастания и спада 0.032Вт
потери из-за заряда-разряда затвора 0.416Вт.
Таким образом, приходим к очень интересному выводу:
- даже если в P-N сборке присутствует сквозной ток, он несоизмеримо меньше разогревает весь корпус, чем затвор!!
Во как!! 
Вот это открытие)).
То есть, при разработке драйвера нет смысла заморачиваться с уменьшением сквозного тока! По крайней мере для наших задач и частот! Но, есть смысл уменьшать нагрев затвора. А это можно сделать только подбором более скоростных транзисторов или драйверов, у которых время нарастания спада как можно меньше, и заряд затвора Q как можно меньше.
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 19:22 | Сообщение # 43 |
|
любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| Цитата Такие схемы есть, я их уже делал, но, они довольно громоздкие, что сильно усложняет всю конструкцию драйвера. К тому же, не забываем, что для верхнего плеча драйвера нужно фантомное питание, отделённое от земли. Да и сам входной сигнал нужно тоже как-то от земли разделять.
Ну фантомное питание можно,допустим,организовать с помощью отдельных ДС/ДС преобразователей,выход которых изолирован от общего провода(шасси).
Входной сигнал можно подать через вч трансформатор,который опять-же изолирован средним выводом от земли.
Всю хитрость вижу в том,как синхронно регулировать скважность в обеих каналах одновременно.И тут возникает вопрос,а стоят все заморочки тех 20-25% сверхпланового кпд?Может проще поставить на выходные транзисторы драйвера зачерненные радиаторы и не париться по поводу их нагрева?Добавлено (2025-Мар-23, 19:37)
---------------------------------------------
Цитата То есть, при разработке драйвера нет смысла заморачиваться с уменьшением сквозного тока! По крайней мере для наших задач и частот! Но, есть смысл уменьшать нагрев затвора. А это можно сделать только подбором более скоростных транзисторов или драйверов, у которых время нарастания спада как можно меньше, и заряд затвора Q как можно меньше.
Это нитрид галлия,или на худой конец карбид кремния.Прочитав статью о применении ган транзисторов на частотах от 1Мгц и выше,я понял,что быстрее наверное смогу пропустить через мясорубку фарш обратно в мясо, чем справлюсь с этим и не запорю транзисторы.
Сейчас попробую поискать что-то подходящее на мой взгляд,но будет лучше,если вы подробно озвучите список требований к выходным ключам драйвера.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 21:16 | Сообщение # 44 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 960
Статус: Offline
| Цитата sobiratel2023 ( ) Это нитрид галлия
Именно! Можно бесконечно долго выбирать быстродействующие кремниевые транзисторы, но, им на затвор всё равно нужно повышенное, по сравнению с ган-ами напряжение. Ган-ам же на затвор нужно 3-5В для полного открытия.
Поэтому, в мыслях формируется лучший драйвер на GaN N мосфетах).
За основу можно взять CID10N65F, он в корпусе ТО-220F, я его уже заказывал и тестил, и стоит он не дорого: https://www.lcsc.com/product....32.html
В теории, на частоте 3.3МГц на таком транзисторе будет выделяться 0.063Вт тепла
В качестве же преддрайвера можно будеть поробовать найти бутстрепную миросхему, вот по такому принципу:
Требование к микросхеме:
- минимум в корпусе SOIC(SO-8), поскольку QDFN и прочие "микро-смд", у которых ног вообще нет, даже я не смогу запаять)
- время нарастания и спада не хуже 10нс
- минимальное напряжение питание от 1.5В
Если найти такую микросхему, то, можно будет попробовать создать GaN драйвер.
Цитата sobiratel2023 ( ) Может проще поставить на выходные транзисторы драйвера зачерненные радиаторы и не париться по поводу их нагрева?
Вы правы, все драйверы, которые уже тестировали, именно так и работают. Греются, ну и ладно, радиаторами охлаждаются. На КПД всё равно. Но, это при условии, если передатчик питать от "розетки". Если же питать от аккумулятора, когда нет света, то, вопрос КПД всех узлов уже становится актуален).
Сообщение отредактировал kotrad78 - Воскресенье, 2025-Мар-23, 21:19 |
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Воскресенье, 2025-Мар-23, 22:19 | Сообщение # 45 |
|
любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| Цитата Можно бесконечно долго выбирать быстродействующие кремниевые транзисторы
Имено так я и поступил,результат отрицательный :(.Запутался в сотнях типов корпусов,а это первый и основополагающий шаг при поиске.
Цитата За основу можно взять CID10N65F
По соотношению цена/характеристики тоже остановил на нем внимание,на предложенном сайте ему альтернативы просто нет.
Цитата Если найти такую микросхему, то, можно будет попробовать создать GaN драйвер.
Попытаюсь,но опять-же буду смотреть в сторону ногастых корпусов,для монтажа в отверстия печатки,-просто в смд корпусах я не ориентируюсь.
|
| |
| |
|
