|
Проектирование новых драйверов для передатчиков
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2025-Мар-24, 22:15 | Сообщение # 46 |
 мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Драйвер 5. На комплементарной P-N паре в одном корпусе TO-252-4, NCE30NP1812K от компании Wuxi NCE Power Semiconductor
Провёл ещё одно исследование с 5-м драйвером.
1. ТО-252 сборку подключил к одному блоку питания, 15В
2. Предварительный UCC драйвер ко второму блоку питания.
3. Выставил на втором блоке питания 15В, обождал 20минут, чтобы плата прогрелась, сделал замер температуры, формы сигнала на карбиде, потребляемый ток UCC преддрайвера и потребляемый ток ТО-252 сборки. Занёс в таблицу.
Затем стал опускать напряжение на UCC с градацией по 0.5В. Не забываем, что в затворах P и N транзисторов сборки стоят конденсаторы, поэтому амплитуда сигнала на затворе будет равна U/2 от напряжения питания UCC. Например, при 15В питании, на затворах будет +/-7.5В, при 5В питании +/-2.5В.
Итак, сводная таблица результатов. Эксперимент на частоте 3.3МГц.
Итоги.
1. Ток через ТО-252 сборку зафиксировался на уровне 116мА при напряжении на UCC 11.5В.
2. Минимальный нагрев сборки установился при 7В питании UCC.
3. При дальнейшем уменьшении напряжения на UCC нагрев сборки стал обратно увеличиваться. Это ожидаемо связано с тем, что транзисторы в сборке перестали полностью открываться (не хватает напряжения на затворе), сопротивление их каналов стало расти, нагрев тоже.
Сигнал на затворе при 15В
Сигнал на затворе при 8В
Сигнал на затворе при 6В
И сигнал на затворе при 4.5В
Между 15В и 8В сигнал на затворе практически абсолютно одинаков. Ниже 8В фронты сигналов начинают постепенно увеличиваться. На уровне 4.5В сигнал уже слишком "расползся", и нагрев сборки очень сильно вырос.
Таким образом, оптимальное напряжение для преддрайвера 5-го драйвера, это 8В. Можно будет поставить L7808CV "лм-ку", а так же легко применить 74HC541 планарную микросхему в качестве предусилителя.
И форма сигнала хорошая, и нагрев минимальный. Ну, или можно оставить 10В "лм-ку", разница в нагреве 2 градуса.
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 12:56 | Сообщение # 47 |
 любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| https://www.digikey.gr/en....6679186
Святой Грааль для самодельного драйвера с умеренно мощными ганами в выходном каскаде?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 13:29 | Сообщение # 48 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| У этой микросхемы паспортный предел 3.3В, критический 4.6В. Не отрицаю, что и до 5-6В может выдержать, но, лучше сразу рассматривать такую, у которой номинальный предел 5-6В.
К тому же, её нет в наличие на китайском LCSC, а с американского дигикей крайне сложно что-то покупать.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 13:40 | Сообщение # 49 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Драйвер 6. На комплементарной P-N паре в корпусе SOP-8
Оказывается промышленность выпускает отдельные мосфеты в корпусах SOP-8, поэтому решил проверить драйвер и на них.
P - транзистор, Winsok Semicon WSP6055 1.19$ за 5шт https://www.lcsc.com/product....41.html
Время нарастрания, спада 5.5нс/2.5нс
Заряд затвора 4.6нКл
Ёмкость затвора 531пф
N - транзистор, AGM-Semi AGM1099S 0.31$ за 10шт https://www.lcsc.com/product....25.html
Время нарастрания, спада 6нс/4нс
Заряд затвора 3.57нКл
Ёмкость затвора 182пф
Фото
Схема:
Результаты.
1.7МГц 15В, 98мА
Нагрев
P - 46
N - 40
3.3МГц, 12В, 149мА
В след. сообщении продолжу.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Вторник, 2025-Мар-25, 23:13 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 13:44 | Сообщение # 50 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| 3.3МГц, 12В, 149мА, нагрев
P - 56
N - 45
3.3МГц, 15В, 177мА
Нагрев
P - 60
N - 48
3.3МГц, 18В, 203мА
Нагрев
P - 65
N - 52
В след. сообщении продолжу.
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 13:46 | Сообщение # 51 |
|
любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) с американского дигикей крайне сложно что-то покупать
Купить как раз и можно,есть немало посредников в этом богоугодном деле.но...У посредника естественно есть свой интерес,примерно 20-35% от суммы сделки.Но это можно сказать мелочь,по сравнению со стоимостью пересылки из штатов,она воистину золотая.Чтобы появился интерес к заказу туда,надо чтобы стоимость собственно заказа кратно превышала стоимость пересылки,чтобы она на общем фоне не вызывала шевеления жабы.С китайцами в этом плане конечно попроще получается.
Сообщение отредактировал sobiratel2023 - Вторник, 2025-Мар-25, 13:48 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 13:57 | Сообщение # 52 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| 6.7МГц, 15В, 349мА
Нагрев
P - 85
N - 61
10.4МГц, 15В, 589мА
Нагрев.
P транзистор буквально за несколько секунд нагрелся выше 100 градусов, подождал до 115, но, температура продолжала расти и на корпусе появилась трещина. Выключил питание. Подключил тихий кулер, направил на плату и включил снова.
P - 74
N - 45
На тепловизоре эта трещина видна как тёмная чёрточка на корпусе P транзистора.
А под микроскопом как белая субстанция, вытекшая из трещины
Итоги.
На текущий момент этот драйвер на последнем месте из всех протестированных.
Основная проблема - плохое качество производства китайского P транзистора. По даташиту он отличный, но в реальности греется существенно сильнее, чем N транзистор. Возможно, если подыскать такой же по быстродействию, но более качественного производства, результат будет лучше.
На сейчас же:
1. Драйвер отлично будет работать на "пионерке" и "тройке" с естественным охлаждением.
2. Драйвер хорошо будет работать на 6.7МГц, но, обязательно с принудительной вентиляцией.
3. На 10.4МГц использовать рискованно, по крайней мере именно данный тип P транзистора. N транзистор справляется хорошо.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Вторник, 2025-Мар-25, 14:01 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 22:55 | Сообщение # 53 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Драйвер 7. На комплементарной P-N паре в корпусах ТО-220
Ох, "попил мне крови" этот драйвер.. Хотя должен был быть самым простым, поэтому оставил его на последний тест. Сразу к сути. Оба транзистора, что заказал на тест оказались фейковыми. То есть, оба производителя обманули и написали неверные параметры в даташитах.
Теперь по-порядку.
Схема:
Спаял драйвер, подал 15В, 1.7МГц, потребляемый ток аж 236мА, более, чем в два раза выше, чем у всех предыдущих драйверов!
Сигнал на затворе:
Сразу обратил внимание, что фронты слишком наклонены для такой частоты. Нагрев подтвердил:
И верхний P транзистор сильно греется, а нижний N очень сильно греется. Стал разбираться, полез в даташиты. Ну, и всё нашёл.
1. JSMSEMI IRF9Z34NPBF-JSM верхний P транзистор https://www.lcsc.com/product....30.html
Общий заряд затвора НИКАК не может быть 7.5нКл, при ёмкости затвора 1650пф
Точнее ёмкость даже 2.2нф
При такой большой ёмкости затвора, никак не может быть общий заряд 7.5нКл. 75нКл - может, но не 7.5. Я же на сайте LCSC выбирал транзисторы по минимальному заряду затвора. Да, мой косяк, что сразу не обратил внимание на большую ёмкость. Но, факт остаётся фактом. Производитель соврал в даташите про 7.5нКл.
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 23:11 | Сообщение # 54 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Нижний, N транзистор, AGM-Semi AGM25N15C https://www.lcsc.com/product....27.html
Реальная ёмкость затвора аж... 3.6нф!!
Хотя производитель указал 850
Само собой, и про заряд затвора в 8.3нКл тоже соврал. 83нКл - ещё может быть, при 3600пф ёмкости затвора.. В общем, соврал в даташите 2 раза.
Итог.
Азиатские компании AGMsemi и JSMicro лично для себя добавляю в чёрный список.
Расстроился, конечно, ну, не пропадать же посадочному месту 7-го драйвера на плате)). Достал из старых запасов два мосфета:
P - транзистор Infineon Technologies IRF9Z24NPBF https://www.lcsc.com/product....76.html
N - транзистор Infineon Technologies IRFZ24NPBF https://www.lcsc.com/product....17.html
Их тест делал в прошлом году, тут: https://radiorubka.at.ua/forum/8-170-11 162 сообщение. Ну, сделаю тест ещё раз).
1.7МГц, 15В, 114мА
Нагрев
Хоть транзисторы и медленные (по сравнению со всеми драйверами, что тестировал в этой теме), но, оригинальные, с настоящими параметрами, поэтому греются значительно ниже, чем первые две подделки.
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 23:25 | Сообщение # 55 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Поскольку все предыдущие драйверы охлаждались печатной платой (полигонами, фольгой), то, тестировать заранее медленные ТО-220 без дополнительного охлаждения будет не честно. Они сильно будут греться. Поэтому, сразу посадил их на два небольших радиатора.
3.3МГц, 15В, 213мА
Нагрев:
P0 - P транзистор, 48.
P1 - N транистор, 45.
P2 - Один из 10Ом 3W затворных резисторов (включены параллельно, 5Ом в сумме), 87.
P3 - 160-й карбид, 58.
6.7МГц, 15В, 437мА
Нагрев:
P0 - P транзистор, 58.
P1 - N транистор, 54.
P2 - Один из 10Ом 3W затворных резисторов (включены параллельно, 5Ом в сумме), 137.
P3 - 160-й карбид, 77.
10.4МГц, 15В, 608мА
В следующем сообщении продолжу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2025-Мар-25, 23:47 | Сообщение # 56 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| 10.4МГц, 15В, 608мА
Нагрев:
P0 - P транзистор, 62.
P1 - N транистор, 54.
P2 - Один из 10Ом 3W затворных резисторов (включены параллельно, 5Ом в сумме), 152.
P3 - 160-й карбид, 84.
И провёл ещё один эксперимент.
1. Когда радиаторы на транзисторы ещё не посадил, соединил стоки вместе (как по-умолчанию раньше делали), а к стокам подключил два параллельных резистора по 10Ом, в сумме 5Ом.
3.3МГц, 15В, 209мА
Нагрев
P транзистор 63 градуса
N транзистор 60 градусов
2. Теперь разъединил стоки и подключил как по схеме в начале постов про 7-й драйвер (53 сообщение). То есть, к стоку каждого транзистора подключён свой 5.6Ом 3W резистор. Резисторы соединяются вместе и уже идут на затвор.
3.3МГц, 15В, 209мА - ток никак не изменился!
Нагрев
P транзистор 58 градусов
N транзистор 55 градусов
Итог эксперимента.
Когда стоки вместе, время нарастания и спада около 25нс, и нагрев около 62 градусов
Когда стоки раздельно, время нарастания и спада около 33нс, и нагрев около 57 градусов
Таким образом, коль потребляемый ток не меняется, то, стоки лучше делать раздельно, чтобы транзисторы драйвера меньше грелись.
Заключение по 7-му драйверу.
1. Приобрёл опыт, что, азиатские даташиты могут врать в печатном виде.
2. P-N ТО-220 пара удобна для запайки и охлаждения, с другой стороны, занимает существенно больше места, чем другие драйверы.
3. Может работать на всех частотах, даже с пассивным охлаждением (с небольшими радиаторами)
4. Форма сигнала, конечно немного хуже, чем у предыдущих драйверов ( из-за медленного времени нарастания и спада).
В общем, проводить тесты с другими ТО-220 транзисторами можно, но, наверное, только при условии, если производитель будет какой-нибудь известный.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Среда, 2025-Мар-26, 00:00 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Мар-26, 12:34 | Сообщение # 57 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Цитата sobiratel2023 ( ) С китайцами в этом плане конечно попроще получается.
Я нашёл идеальный преддрайвер, который нам нужен. Но, его промышленность уже больше не выпускает((
Это ISL6209 https://www.lcsc.com/datashe....775.pdf
1. Время нарастания и спада по 8нс, что отлично для частот до 11МГц.
2. Работает от 5В.
3. Корпус SOIC-8, то есть с ножками, ещё можно припаять с увеличилкой.
4. И самое главное, внутри микросхемы есть плавная регулировка дед-тайма (Delay), то есть, времени паузы между импульсами верхнего и нижнего транзистора, чтобы исключить сквозной ток. И регулировка эта очень простая, обычным навесным резистором.
Можно было бы взять эту микросхему и подключить к ней два ган-мосфета. Получился бы идеальный драйвер.
Но, как говорил, этой микросхемы нет нигде. На дигикее есть остатки производства, но минимальный заказ 300-500шт, что не дело. Давайте попробуем найти аналог?
|
| |
| |
| sobiratel2023 | Дата: Среда, 2025-Мар-26, 13:22 | Сообщение # 58 |
|
любопытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 54
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Можно было бы взять эту микросхему и подключить к ней два ган-мосфета. Получился бы идеальный драйвер.
Но, как говорил, этой микросхемы нет нигде. На дигикее есть остатки производства, но минимальный заказ 300-500шт, что не дело. Давайте попробуем найти аналог?
Лет шесть назад смотрел в его сторону 
https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/91653/IXYS/DEIC420.html
По своим характеристикам,-термоядерный взрыв  ,но ценааа  ...
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Мар-26, 14:44 | Сообщение # 59 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Цитата sobiratel2023 ( ) ,но ценааа
У нас сейчас фаворит драйверной гонки UCC27524DR с ценой 0.3$ за штуку. (драйвер номер 3.1, 1 страница, с 10-го сообщения)
Его параметры полностью достаточны для всех наших задач и частот.
Так что, не думаю, что есть смысл рассматривать какие-то очень экзотические драйверы). Вообще, при выборе драйверов надо придерживаться такого порядка выбора:
1. Цена. Не дороже 5$ за 1шт. Если дороже, смысла в этом драйвере нет, т.к. уже есть гораздо более дешёвые аналоги.
2. Время нарастания и спада, выбирать быстрее 10-15нс, если драйвер медленнее, тоже уже нет смысла его рассматривать.
3. Корпус.
- Для людей со слабым зрением и моторикой рук искать ТО-220-5, ТО-252-4(5) или DIP-8.
- Для среденего класса радиолюбителей искать в корпусах SOIC-8 (он же SOP-8).
- Ну, и для тех, кто ещё может держать саблю в руках - SOT-23-5(6).
Корпуса, у которых ножек вообще нет, и вместо них пятачки для BGA свинцовых шариков - можно вообще не рассматривать, т.к. их можно запаять только специалистам с ИК нижним подогревом и прочим сложным оборудованием.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2025-Мар-26, 17:21 | Сообщение # 60 |
|
мастер
Группа: Пользователи
Сообщений: 957
Статус: Offline
| Швондер, Ракета, а как вам такая концепция мостового передатчика?
1. Берём драйвер полумоста Texas Instruments UCC27712DR https://www.lcsc.com/product....18.html
2. По скорости этот драйвер подходит и для "пионерки" и для "тройки", а при принудительном охлаждении и выше.
3. Силовое напряжение по даташиту до 600В, то есть, для наших задач с очень большим запасом.
4. R2 ограничивает зарядный ток бутстрепного конденсатора С3 (чтобы не спалить Q2, когда он откроется)
5. VD1 и R1 нужны просто, чтобы напряжение на затворах Q1 и Q2 было строго одинаковым. Если не ставить VD1 и R1, то напряжение на затворе Q1 будет на 0.5..0.8В меньше, из-за падения напряжения на диоде Шоттки VD2.
6. Сигнал прямой и инвертированный будет формировать специальная схема https://radiorubka.at.ua/forum/8-288-2 , помните, как-то делали её? Регулятор дед-тайма. То есть, можно будет плавно выставить нужное время задержки между импульсами, чтобы полностью убрать сквозной ток в силовых ключах.
Итого:
1. Повышаем КПД передатчика, т.к. на затворы силовых карбидов будет поступать только положительный меандр, а не отрицательный, как бывает с применением трансформатора.
2. Есть регулировка сквозного тока, который в теории можно полностью убрать.
3. Не нужен дополнительный, мощный драйвер для раскачки 4-х карбидов.
4. Не нужен больше входной, затворный ШПТ трансформатор и согласующий трансформатор.
Как вам идея?
Почему интересуюсь, потому что, мостовые передатчики делают уже очень много лет, но, почему-то ни разу такой реализации не видел. Какие-то подводные камни есть?
|
| |
| |
|
