Elektronická záťaž

[Dolfi]

Dobre, beriem na vedomie, 200 W, (čiže cca tých 70 W na tranzistor). Max. napätie 50 V je dané tranzistormi, či ich budeš využívať, to záleží na tebe. A prúd pre dané napätie získaš výpočtom z výkonu. Prúd chceš max. 10 A, čiže 3,33 A na tranzistor. Aby nebolo treba nič upravovať, tak snímacie odpory by mali mať hodnotu 0,5 V : 3,33 A = 0,15 Ohm/ min. 2 W.

[villiam]

Len či by nebolo škoda nevyužiť aj väčší prúd jedným tranzistorom napr. 5V/10A na tranzistor. Hadam som to napisal zrozumiteľne.

[Dolfi]

Já som to len prepočítal podľa tvojej požiadavky. V podstate max. prúd na tranzistor si môžeš spočítať jednoducho, porovnávacie napätie 0,5 V podelíš prúdom a dostaneš hodnotu snímacieho odporu. Len potom treba spočítať aj max. výkonovú stratu. A to je všetko.

Maximálny prúd samozrejme ovplyvňuje aj minimálny nastaviteľný prúd. Predpokladám, že jeho hodnota bude asi 1/ 100 max. prúdu, (5 mV z 500 mV je pravdepodobne ešte použiteľné napätie pre OZ).

[villiam]

Niekde z datasheetu sa to použiteľné napätie pre OZ nedá vyčítať? V prípade že by som použil tie bočníky z avelmaku tak to napätie by už bolo len 1mV a to už by bol asi problém.

[Dolfi]

O teplotnej stabilite OZ pri mV úrovniach nemám reálne skúsenosti. A určite to nie je jednoduchá záležitosť.
(Len pre zaujímavosť uvádzam zdroj G400, kde na snímacom odpore vzniká úbytok 1500 mV pri 3 A a min. obmedzenie prúdu je udávané 10 mA).

[villiam]

Mám pocit, že už asi nič nevymyslíme a ostáva mi to už len postaviť a potom doriešiť prípadné nedostatky. Mal by nejaký zásadný vplyv použitie viacotáčkového potenciometra na reguláciu prúdu?

[Dolfi]

Regulácia je omnoho jemnejšia a "drahšia". No exitujú aj zapojenia, (treba pohľadať), kde sú použité obyčajné potenciometre "hrubý" a "jemný".

[villiam]

Ešte by som sa chcel uistiť, že sú tie diódy zapojené správne. Kondenzátory C11, C12 môžu byť keramické? Alebo tam dať fóliové?

[Dolfi]

Mne sa takto zapojené diódy nepáčia, no je to funkčné.

Tu je to jedno, (no fóliové sa časom menej rozliezajú. No sú tam ešte horšie elektrolyty, tak ako chceš).

Možno by som na plošák dal aj malý trafáčik, mostík, filtráciu a keramiku 100 nF aj na vstup stabilizátora a k napájaniu OZ.

[villiam]

Fóliový a impulzný kondenzátor je to isté alebo pod čím to mam hľadať? 1uF , 10uF, 100uF by som mohol použiť tantalové?Chcel by som to celé napájať 12V/1A (doska + ventilátory) sieťovým adaptérom, len či to nebude niečomu vadiť že je to spínaný zdroj.

[Dolfi]

Je to to isté. Impulzné kondenzátory by mali lepšie znáša impulznú prevádzku, (mali by znášať vyššie prúdy v špičke a mať nižšie parazitné vlastnosti = odpor a indukčnosť). V tomto zapojení však o nič také neide.
Tantalové elektrolyty, to sa pri bastlení len tak nevodí. Na blokovanie napájania v TTL obvodoch sa kedysi používali vo veľkom, (drahé strieborné válčeky). Viem, že do audia sú nevhodné. No tuná asi je to jedno.
Nemyslím si, že tuná (pravdepodobne) spínaný adaptér môže niečomu vadiť. Pre istotu pridaj keramiku 100nF pred stabilizátor a čo najbližšie k napájanie OZ a aj 555-ky.

[villiam]

Znova opakujem, že teplota na chladičoch nie je smerodajná pre tepelnú ochranu tranzistorov. Jej výška závisí od tepelného odporu prechodu púzdro-chladič a prípadne od použitia izolačnej podložky a jej typu.

Tak tie výpočty s tým teplom čo sme tu robili sú len orientačné alebo sú presné? Môžem sa toho držať že ak mi výjde výpočtom teplota chladiča napr. 100°C a dam tam 90°C termostat tak že ich neupečiem?

A ešte ďalšia otázka...asi je to blbosť ale predsa... je 5w drôtový rezistor 0,1R lepší ako 0,1R 5w keramický rezistor (ten biely hranol)? Lebo podľa toho čo som našiel v DS tak drôtový má ±400ppm/°C a ten keramický má ± 50-800ppm/°C. Má ta tepelná stabilita až taký zásadný vplyv?

[Dolfi]

Samozrejme, že tie "tepelné výpočty" majú veľký zmysel, povedal by som že až zásadný. Ak nechápeš, čo sa na tranzistore deje teplotne, tak ho jednoducho tepelne "odpraskneš". Že väčšina tuná prítomných to nechápe, alebo nechce chápať, je iná vec. Prepáč mi to, (aj keď si neuviedol svoj vek, no myslím si, že si z tej mladšej generácie), ani ty si doposiaľ celkom nepochopil, ako to s tou teplotou na tranzistore je. Tak poďme ešte raz, úplne od začiatku, Každý polovodičový čip, je upevnený na nejakom kovovom podklade. V čipe ak pracuje, vzniká teplo. Každý polovodičový prvok má udanú maximálnu dovolenú teplotu. Ak sa prekročí, dochádza k porušeniu štruktúry polovodiča a k jeho čiastočnému ale plnému znehodnoteniu. Preto treba polovodič chladiť, A v tej ceste chladenia je zaradených niekoľko tepelných odporov. Prvý je tepelný odpor tej kovovej platničky, na ktorú je priletovaný ten čip. Tá plaťnička z druhej strany vytvára tú kovovú časť púzdra. Potom je tepelný odpor tej akože vzduchovej medzery medzi púzdrom a chladičom. Ten sa snažíme znížiť teplovodivou pastou. Potom môže, ale aj nemusí byť, použitá izolačná podložka, Tá tiež vytvára tepelný odpor. Potom je chladič, ktorý má tak isto tepelný odpor, (určuje schopnosť predať teplo okolitému vzduchu). A napokon je tu teplota okolitého vzduchu, ktorá ale v zariadení môže byť výrazne vyššia, ako voľne v okolí. Preto sa na výmenu vzduchu tam dávajú ventilátory.
A teraz k tvojej otázke. Tá sa nedá exaktne zodpovedať, lebo si mi stále nepovedal, ako chceš chladenie konštruovať. Teplota chladiča bude nejaká, dá sa spočítať, či zmerať. Ale strielať ju "z brucha", je netechnické a nemá to zmysel. Napíš mi, či chceš použiť izolačné podložky a ak hej, aké a já ti približnú teplotu chladiča spočítam. Alebo inak. Kontroluj teplotu tej kovovej časti púzdra, tam je to jedno jednoznačné. Max. dovolená teplota mínus tepelný spád na tej kovovej doštičke, (tepelný odpor x výkon).

Existujú aj presné a aj kvalitné odpory (nízke ppm/°C), sú drahé. Toto si videl: https://www.tme.eu/sk/details/oar3r100f ... ectronics/ ?

[villiam]

Ja som pochopil už hneď na začiatku že nežijeme v ideálnom svete a prestupu tepla bránia tie tepelné odpory medzi cipom a puzdrom, puzdrom a chladičom a chladičom a okolím. A teraz k tomu chladeniu, aby tých odporov bolo čo najmenej tak budem tranzistory montovať priamo na chladič bez podložky. Radšej dám tri samostatné chladiče a odizolujem ich od skrinky. Na každý chladič mám v pláne dať ventilátor. Dovolím si tu teplotu chladiča spočítať sám.
Takže uvažujme stratu 70W na tranzistor a upevnenie bez podložky.
175°C - (0,5K/W x 70W čip-puzdro) - (0,5K/W x 70W puzdro-chladič) = 105°C ( teplota chladiča)
(prechod TO220-chladič som zobral z tvojho skoršieho príspevku 0,5°C/W)

Teplota chladiča vyšla 105°C (dúfam že to je dobre ), tak ak by som na chladič niekde blízko tranzistora pripevnil 90°C termostat tak by to potom ten tranzistor mal prežiť, či nie?

Ten bočník som našiel aj ja, aj ta cena je prijateľná ale nemajú ho na sklade a z TME som zatiaľ neobjednával.

P.S: Áno som z tej mladšej genrácie.... mám 21. Len si myslím že sme sa celkom nepochopili s tými teplotami. Ja som sa v tom predchádzajúcom príspevku pýtal na to, či tá teplota, ktorá výjde vo výpočte či na tom chladiči aj v reáli bude alebo to je len približný výpočet (nakoľko sa výpočet bude zhodovať s realitou).

[Dolfi]

Chcem sa ti ospravedlniť, že som sa včera "trochu" nekontroloval. Potom som si to v hlave prepočítal a zistil som, že v podstate máš pravdu. Preto ešte raz, prepáč !

Áno, výpočet máš správne. A správne si tam dal aj určitú rezervu ("pre istotu"). A tie teploty musia sedieť, ak budú tie parametre tepelného odporu dodržané. No ak sa pozrieš do DS, tak aj výrobca sa "zichruje" a napríklad pre vnútorný tepelný odpor udáva max. hodnotu. Ak bude nižšia, tak je to len v prospech lepšieho chladenia.
Otázny je aj tepelný odpor púzdro chladič. Jeho hodnotu znižuje dobrá teplovodivá pasta. No aj rovné a hladké plochy púzdra a chladiča. A problémom púzdra TO220 je aj to, že upevňovací otvor je umiestnený hodne excentricky a pritiahnutím skrutky sa môže tá kovová platnička až nevhodne prehnúť, (aspoň mne sa to tak opticky zdá).

Ešte pár slov k tým odporom. Odpor môže mať určitú presnosť za studena, no má aj tepelnú závislosť udávanú v ppm/ °C. (Len tak pre zaujímavosť, +- 800 ppm/ °C pri ohreve o 200°C znamená zmenu hodnoty až o +- 16% !) Takže máme dve možnosti. Buď použiť drahšie presné odpory s nízkym ppm/ °C, alebo lacnejšie, menej presné a tepelne viac závislé. Presnosť sa dá "zvýšiť" pomeraním a tepelná závislosť sa dá znížiť výkonovým predimenzovaním, (čiže nižším ohrevom).

A ak sa smiem spýtať, aký max. prúd chceš dosiahnuť, (3 x 10 A pri 7 V, či 3 x 5 A pri 14 V) ?

[villiam]

Keď som hľadal vhodné tranzistory tak v niektroých DS bol uvedený aj uťahovací moment tej skrutky. Napr.
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet ... RFZ44.html. Infineon vydal aj odporúčania pre montáž (viď príloha) a podľa toho čo som tam videl tak s tým prehnutím pri silnom dotiahnutí máš pravdu. A aj tie "tvrdé" podložky sú podľa toho odporúčania lepšie ako tie sivé silikónové (nedeformujú sa tak) a aj uchytenie pomocou pružiny by malo byť lepšie ako skrutkou (predpokladám kvôli rovnomernejšiemu prítlaku)

Ešte k tým odporom, čiže tá presnosť v % čo udávajú je za studena?

A k tomu prúdu....narážaš tým na dovolonú výkonovú stratu na bočníku? Myslím že tých 5A na tranzistor by malo stačiť. Pri 3W bočníku by tam ešte ostala rezerva cca 0,5A, napokon aj zdierky čo mám tak sú stavané na 15A.

Ako najlepšie pripojiť káble k tranzistoru ak by som k nim nechcel vyrábať DPS? Stačí omotať nožičku káblom, zaspajkovať a dať do bužírky?

[Dolfi]

Je fajn, že tú problematiku registruješ.

Určite sa odpory vyrábajú a merajú za normálnej okolitej teploty. Tepelná závislosť je daná použitým odporovým materiálom.

V pohode, 3 x 5 A = 15 A beriem na vedomie.

Kľudne omotaj a kvalitne zaspájkuj. Ak to zatiahneš zmršťovačkou, bude to na večné časy !

[villiam]

Káble od svoriek do DPS stačia 2,5mm²? A k tranzistorom 0,75mm²? Má zmysel dávať poistku k tranzistorom aby pri zlyhaní regulácie nedošlo k zničeniu tranzistorov? Rýchla sklenená poistka by stihla vôbec zareagovať?

Je fajn, že tú problematiku registruješ.

Ktorú?

[Dolfi]

Všetci silnoprúdari sa určite naštvú, no je mi to jedno. V podstate počítaj s prúdom do 10 A na 1 mm2 pri sólo kábliku, (ak ti nevadí úbytok napätia).

Poistky v elektronike nič nezachránia, akurát narobia problémy. Buď zariadenie spravíš elektronicky blbuvzdorné, alebo si hazardné stavy ustrážiš sám. (Poistky sa do zariadení dávajú najme preto, aby pri poruche to zariadenie nezačalo horieť.)

Tú problematiku okolo upevňovania púzdier tranzistorov, najmä TO220.

[villiam]

Neviem či je na to nejaká jednoznačná odpoveď ale zaujímalo by ma aký je prípustný úbytok napätia v DC obvodoch napr. v %