Grzejący sie MOSFET w układzie zapłonu
Grzejący sie MOSFET w układzie zapłonu
Witam wszystkich (jeżeli mój post jest w złym dziale to przepraszam nie wiedziałem gdzie go umieścić ). Pisze, bo mam wielki problem, a to forum to skarbnica pełna dobrych porad, i tym razem wasza pomoc jest nieoceniona, mój problem związany jest z motoryzacją otóż posiadam leciwy samochód jest to UAZ 469, PROBLEM DOTYCZY ZAPŁONU? Zbudowałem sobie moduł zapłonowy wedle swojego pomysłu (troszkę z pomocy Internetu korzystałem, bo nie znam się jeszcze tak dobrze). Moduł ma za zadanie odciążyć styki przerywacza od wielkiego prądu, jaki nadpala styki w przerywaczu, dzięki temu przez styki płynie mały prąd ten mały prąd otwiera tranzystor a ten jak wiadomo załącza cewkę, dodatkowo mój układ odcina prąd w cewce, kiedy styki są zwarte a silnik nie pracuje, dzięki temu nie dochodzi do przegrzania MOSFET (to ten dziwny układ z tranzystorem i opornikami i kondensatorem). Idea układu jest bardzo ładna tylko dzieje się jedna rzecz: mianowicie po odpaleniu i po dosłownie 10 minutach jak silnik pracuje tranzystor tak się nagrzewa, że można się poparzyć dotykając radiatora (radiator od tranzystorów z ATXa) i nie wiem, co ja tutaj, źle zrobiłem? Nota katalogowa irfa 840 mówi, że wytrzymuje więcej niż u mnie podczas pracy, u mnie bierze tylko 2A, mierzyłem, 4 A NATOMIAST, kiedy zwarte są styki i silnika nie odpalam, ale to tylko niecałą sekundę trwa, bo mój układ odcina prąd.IRF ma w sobie diodę wiec nie muszę jej dokładać, Koledzy poradźcie coś, bo nie wiem, co robić zniechęciłem się kompletnie, bo nie wiem gdzie robię cały czas błąd, bardzo proszę o doradę chciałbym to zastosować, bo sam to wymyśliłem tylko brakuje mi może troszkę wiedzy, ale bardzo proszę, aha ważne cewka ma opór około 1, 8 Ohm na uzwojeniu pierwotnym
- Załączniki
-
- zapłon1.JPG (18.87 KiB) Przejrzano 16567 razy
Teraz widzę swój błąd ... Niestety tylko na schemacie ,gdyż rysowałem to na szybko bo mam schemat ''po swojemu''na kartce narysowany i sprawdzam płytkę i tam jest dobrze wszystko ... nie miałem po prostu bramek AND wiec musiałem wykorzystać dwie NAND ,a ta trzecia była mi potrzebna bo działa jak element przełączający , tzn ma jakiś próg napięcia, ten mój układ się ładuje i odcina wejście , teraz wstawiam schemat taki jak ma być , to teraz może coś poradzicie ... aha jeszcze jedno co znaczy ,że układ nie ciekawy ? bo słyszę to już drugi raz ?
dziękuje pozdrawiam
dziękuje pozdrawiam
- Załączniki
-
- zapłon1.JPG (19.07 KiB) Przejrzano 16520 razy
Z bramki CMOS, na bramkę MOSFETa przez pośredni tranzystor w układzie wtórnika z małym Re. Ale także dołóż rezystor w bazie dla drugiego tranzystora (szkoda, że ich nie oznaczyłeś, wg mnie to T2, ten z szeregowym 10k) do masy 1k-4k7, bo bramka "nieczysto" dostaje "0" gdy T1 nie przewodzi. Duża podatność na zakłócenia przez CMOSa.
Dziękuje Kolego 
, z tym oporem do masy to długo myślałem czy go zastosować ,jak wymyślałem ten układ i go nie dałem , dziś czytałem troszkę o MOSFETah i z tego co zrozumiałem najbardziej nadawał by mi się tu BUZ 11 gdyż dzięki niemu będę miał mniejsza moc strat (podobno te tranzystory maja przeważnie czym wyższe napięcie pracy tym większa moc strat u mnie pracuje z napięciami rzędu 14,4V bo tyle daje alternator podczas pracy silnika samochodowego wiec wystarczy mi inny tranzystor ), nie zdawałem sobie z tego sprawy aż trafiłem gdzieś w sieci na PDF na temat MOSFETów . Dziękuje za wskazówki ,sam jeszcze miałem taki pomysł ,żeby ''wyrzucić'' tę druga bramkę przy irfie i zamiast niej dać takie coś jak na rysunku niżej wtedy wszystko zostanie tak jak teraz tylko irf będzie sterowany inaczej , czy to tez by był dobry pomysł czy raczej źle to wymyśliłem ? .Jednak twój pomysł wydaje mi się bardziej realny
, z tym oporem do masy to długo myślałem czy go zastosować ,jak wymyślałem ten układ i go nie dałem , dziś czytałem troszkę o MOSFETah i z tego co zrozumiałem najbardziej nadawał by mi się tu BUZ 11 gdyż dzięki niemu będę miał mniejsza moc strat (podobno te tranzystory maja przeważnie czym wyższe napięcie pracy tym większa moc strat u mnie pracuje z napięciami rzędu 14,4V bo tyle daje alternator podczas pracy silnika samochodowego wiec wystarczy mi inny tranzystor ), nie zdawałem sobie z tego sprawy aż trafiłem gdzieś w sieci na PDF na temat MOSFETów . Dziękuje za wskazówki ,sam jeszcze miałem taki pomysł ,żeby ''wyrzucić'' tę druga bramkę przy irfie i zamiast niej dać takie coś jak na rysunku niżej wtedy wszystko zostanie tak jak teraz tylko irf będzie sterowany inaczej , czy to tez by był dobry pomysł czy raczej źle to wymyśliłem ? .Jednak twój pomysł wydaje mi się bardziej realny- Załączniki
-
- układ zastępuje bramkę NAND A DZIAŁA TAK SAMO
- invi.JPG (3.08 KiB) Przejrzano 16456 razy
Zwróć uwagę na rozwiązania opisane tu:
https://elportal.pl/index.php?module ... 71&meid=48
(na dole strony są artykuły z EdW).
Mam parę uwag co do Twojego układu:
1. MOSFETem steruj używając albo kilku bramek połączonych równolegle albo używając komplementarnej pary NPN+PNP. Rozwiązanie ze 100omowym rezystorem jest mało sprawne (przykłady znajdziesz guglając "sterowanie MOSFETem")
2. Całkowity ładunek bramki IRF840 to maks. Q=63nC, czyli, w skrajnie pesymistycznym przypadku (dla takiego szacuję), w celu przeładowania go w czasie t potrzebujesz zrobić to prądem I=Q/t. Jeśli czas ten przyjmiemy na poziomie 100ns, to chwilowa wartość prądu wyniesie 0.63A. Dla 30ns (co jest porównywalne z maksymalnymi czasami opadania zbocza sterowanego tym MOSFETem) - 2.1A - i taki właśnie prąd może popłynąć w czasie tych kilkudziesięciu ns przeładowywania bramki. Średnia moc strat w stopniu sterującym mosfetem będzie, oczywiście, zależała od częstotliwości przełączania (w 4ro cylindrowym silniku, przy 8k obrótów na minutę, powinno to być 2x 8000/60 = ~ 270x na sekundę - raz "w górę" raz "w dół") - dalej oszacuj sobie sam - tranzystory te lub liczbę równoległych bramek trzeba dobrać tak by wytrzymały chwilowe prądy płynące w układzie i nie uległy zniszczeniu pod wpływem średniej mocy strat wydzielanych przy pracy w najmniej korzystnych warunkach (największa częstotliwość przełączania).
3. Styki przerywacza tak czy inaczej się utlenią (oczywiście potrwa to trochę czasu). Niezawodny układ miałby ten element rozwiązany raczej niemechanicznie (czujnik optyczny lub czujnik Halla).
4. Czas otwarcia MOSFETa (i ładowania cewki) możesz "zerżnąć" z gotowego układu sterowania zapłonem lub zmierzyć współczynnik wypełnienia tych impulsów na Twoim przerywaczu (oczywiście ostrożnie w układzie z cewką podłączoną bezpośrednio do przerywacza - napięcia samoindukcji mogą spokojnie sięgać kilkuset V na dosłownie kilku zwojach drutu). Najlepiej byłoby dobrać wartości optymalne dla tego silnika i uniezależnić je od jego prędkości obrotowej. 100uF+220R, które widzę na schemacie nie za dobrze wyglądają mi w tym kontekście: tranzystor PNP "przed bramką" będzie tak długo "wracał" do stanu zamknięcia, jak długo będzie trwało ładowanie tej pojemności przez jego bazę i rezystor 220R - te wartości wyglądają mi na zbyt duże (wyguglaj sobie "stała RC"). Oczywiście opisałem to nieprecyzyjnie. Moment przełączenia stanu pierwszej bramki jest uzależniony od tego co to za układ i jakie jest napięcie przełączenia między L i H (też do rozważenia samodzielnie - wyguglaj sobie "generator monostabilny" lub "monostable").
Tyle uwag na teraz Muszę znikać zaraz z pracy
https://elportal.pl/index.php?module ... 71&meid=48
(na dole strony są artykuły z EdW).
Mam parę uwag co do Twojego układu:
1. MOSFETem steruj używając albo kilku bramek połączonych równolegle albo używając komplementarnej pary NPN+PNP. Rozwiązanie ze 100omowym rezystorem jest mało sprawne (przykłady znajdziesz guglając "sterowanie MOSFETem")
2. Całkowity ładunek bramki IRF840 to maks. Q=63nC, czyli, w skrajnie pesymistycznym przypadku (dla takiego szacuję), w celu przeładowania go w czasie t potrzebujesz zrobić to prądem I=Q/t. Jeśli czas ten przyjmiemy na poziomie 100ns, to chwilowa wartość prądu wyniesie 0.63A. Dla 30ns (co jest porównywalne z maksymalnymi czasami opadania zbocza sterowanego tym MOSFETem) - 2.1A - i taki właśnie prąd może popłynąć w czasie tych kilkudziesięciu ns przeładowywania bramki. Średnia moc strat w stopniu sterującym mosfetem będzie, oczywiście, zależała od częstotliwości przełączania (w 4ro cylindrowym silniku, przy 8k obrótów na minutę, powinno to być 2x 8000/60 = ~ 270x na sekundę - raz "w górę" raz "w dół") - dalej oszacuj sobie sam
- tranzystory te lub liczbę równoległych bramek trzeba dobrać tak by wytrzymały chwilowe prądy płynące w układzie i nie uległy zniszczeniu pod wpływem średniej mocy strat wydzielanych przy pracy w najmniej korzystnych warunkach (największa częstotliwość przełączania).3. Styki przerywacza tak czy inaczej się utlenią (oczywiście potrwa to trochę czasu). Niezawodny układ miałby ten element rozwiązany raczej niemechanicznie (czujnik optyczny lub czujnik Halla).
4. Czas otwarcia MOSFETa (i ładowania cewki) możesz "zerżnąć" z gotowego układu sterowania zapłonem lub zmierzyć współczynnik wypełnienia tych impulsów na Twoim przerywaczu (oczywiście ostrożnie w układzie z cewką podłączoną bezpośrednio do przerywacza - napięcia samoindukcji mogą spokojnie sięgać kilkuset V na dosłownie kilku zwojach drutu). Najlepiej byłoby dobrać wartości optymalne dla tego silnika i uniezależnić je od jego prędkości obrotowej. 100uF+220R, które widzę na schemacie nie za dobrze wyglądają mi w tym kontekście: tranzystor PNP "przed bramką" będzie tak długo "wracał" do stanu zamknięcia, jak długo będzie trwało ładowanie tej pojemności przez jego bazę i rezystor 220R - te wartości wyglądają mi na zbyt duże (wyguglaj sobie "stała RC"). Oczywiście opisałem to nieprecyzyjnie. Moment przełączenia stanu pierwszej bramki jest uzależniony od tego co to za układ i jakie jest napięcie przełączenia między L i H (też do rozważenia samodzielnie - wyguglaj sobie "generator monostabilny" lub "monostable").
Tyle uwag na teraz
Muszę znikać zaraz z pracy Dziękuje za podpowiedzi '' wirus0666'' , spróbuje zastosować układ z dwoma tranzystorami lub dać równolegle więcej bramek , faktycznie widzę tutaj (w podanym przez ciebie linku układ do wytwarzania piorunów tam zastosowano dwie bramki do sterowania irfem ) . Układ RC o którym mówisz w moim zamyśle ... działa następująco :
normalnie gdy styki są otwarte kondensator się nie ładuje bo nie pozwala mu na to ten NPN i układ nie działa , podczas zwierania i rozwierania czyli normalnej pracy kondensator jest na chwile ładowany ale zaraz rozładowywany wydawało mis ie ,że ten układ nie bierze udziału w niczym podczas pracy ani nie skraca ładowania ani nic ... jego rola jest tylko podczas gdy styki są zwarte : wtedy ten NPN przed nim nie przewodzi i kondensator się ładuje jak odpowiedni się na ładuje PNP przechodzi Do stanu zatkania na bramce wtedy pojawia się logiczne 1 za sprawa opornika 1k co powoduje dalej odcięcie sygnału z wejścia po prostu ... jaki ten układ ma wpływ na całość podczas pracy ? i na grzanie się układu bo tego nie rozumiem ? ...bo może się nie znam tak bardzo na tym ale logika podpowiada mi ze to nie ma znaczenia ... i być może właśnie tu jest problem ... jednak ja bardziej bym się zgodził z tym co mówisz o sterowaniu , temat sterowania jest poruszany przy okazji tego mojego postu i to nie tylko na tym forum tematycznym , jak na razie wszystko wskazuje ,że robię błąd w sterowaniu lub w złym doborze tranzystora ,układ wyłączania cewki wiadomo może nie dopracowany ale cały układ to tylko prototyp nie skończyłem go z powodu problemu z którym nie umiem sobie poradzić czyli ze pala mi się MOSFETY .... ,Pomijając nie dopracowany cały układ i to jak '' na około go skonstruowałem '' Chciałbym się tylko dowiedzieć czy : problem tkwi w tym ze tranzystor nie otwiera się do końca z powodu małego prądu /napięcia ? (praktycznie mi to nie potrzebne ale dobrze by było rozumieć co tak daje mis ie we znaki )i czy :jeżeli zastosuje tak jak Kolega wyżej wspomniał równolegle połączone bramki bądź parę tranzystorów oraz inny MOSFET mam na myśli BUZ 11 czy wtedy zniknie problem przegrzewania się ?.
Zdaje sobie sprawę ,że nie zniknie nagrzewanie się ,bo wiadomo ze czym większa częstotliwość tym większe straty nawet ja to rozumiem
Pozdrawiam
'' wirus0666'' , spróbuje zastosować układ z dwoma tranzystorami lub dać równolegle więcej bramek , faktycznie widzę tutaj (w podanym przez ciebie linku układ do wytwarzania piorunów tam zastosowano dwie bramki do sterowania irfem ) . Układ RC o którym mówisz w moim zamyśle ... działa następująco : normalnie gdy styki są otwarte kondensator się nie ładuje bo nie pozwala mu na to ten NPN i układ nie działa , podczas zwierania i rozwierania czyli normalnej pracy kondensator jest na chwile ładowany ale zaraz rozładowywany wydawało mis ie ,że ten układ nie bierze udziału w niczym podczas pracy ani nie skraca ładowania ani nic ... jego rola jest tylko podczas gdy styki są zwarte : wtedy ten NPN przed nim nie przewodzi i kondensator się ładuje jak odpowiedni się na ładuje PNP przechodzi Do stanu zatkania na bramce wtedy pojawia się logiczne 1 za sprawa opornika 1k co powoduje dalej odcięcie sygnału z wejścia po prostu ... jaki ten układ ma wpływ na całość podczas pracy ? i na grzanie się układu bo tego nie rozumiem ? ...bo może się nie znam tak bardzo na tym ale logika podpowiada mi ze to nie ma znaczenia ... i być może właśnie tu jest problem ... jednak ja bardziej bym się zgodził z tym co mówisz o sterowaniu , temat sterowania jest poruszany przy okazji tego mojego postu i to nie tylko na tym forum tematycznym , jak na razie wszystko wskazuje ,że robię błąd w sterowaniu lub w złym doborze tranzystora ,układ wyłączania cewki wiadomo może nie dopracowany ale cały układ to tylko prototyp nie skończyłem go z powodu problemu z którym nie umiem sobie poradzić czyli ze pala mi się MOSFETY .... ,Pomijając nie dopracowany cały układ i to jak '' na około go skonstruowałem '' Chciałbym się tylko dowiedzieć czy : problem tkwi w tym ze tranzystor nie otwiera się do końca z powodu małego prądu /napięcia ? (praktycznie mi to nie potrzebne ale dobrze by było rozumieć co tak daje mis ie we znaki )i czy :jeżeli zastosuje tak jak Kolega wyżej wspomniał równolegle połączone bramki bądź parę tranzystorów oraz inny MOSFET mam na myśli BUZ 11 czy wtedy zniknie problem przegrzewania się ?.
Zdaje sobie sprawę ,że nie zniknie nagrzewanie się ,bo wiadomo ze czym większa częstotliwość tym większe straty nawet ja to rozumiem
Pozdrawiam
Na grzanie się tranzystora w tym układzie nie może mieć wpływu.
Faktycznie. Nie przyjrzałem się temu kawałkowi dokładnie na początku. "Na oko" stwierdziłem, że w ten sposób generujesz impuls ładujący cewkę, ale gdyby tak było, to układ by nie działał. Teraz widzę, że to "odcięcie" po czasie wyznaczanym przez te RC na okoliczność, gdyby silnik był zatrzymany w pozycji zwarcia styków. Przynajmniej tak mi się wydaje, że taka była intencja co do działania tych elementów
BUZ 11 ma znacznie mniejsze Rdson, więc i straty mocy też powinny być na nim znacznie mniejsze (w momencie pełnego otwarcia), aczkolwiek napięcie samoindukcji generowane na cewce ma prawo być wyższe niż jego BVdss (50V). Moja próba zastosowania 55V MOSFETa w podobnym układzie (akurat nie miałem innych na składzie) skończyła się sfajczeniem go (przypuszczam, że popłynął za duży prąd wsteczny z cewki - po "przebiciu" - i się przegrzał). Po wymianie na 500V działało Sugeruję, żebyś popatrzył na propozycje doboru tranzystorów w tamtym artykule i - od razu - na wyjaśnienie co da wyższe Udsmax.
W komercyjnym układzie, który właśnie oglądam użyto 380V tranzystora (ale nie MOSFET) i - na oko - porównywalnego radiatora:
http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/illustra ... _k2543.pdf
Co do grzania się tego tranzystora, to nie wspomniałeś wcześniej, że się on przegrzewa (ulega uszkodzeniu). W pierwotnej wersji był sterowany pojedynczą bramką. Jeśli to CMOS, to ma wydajność prądową rzędu kilku mA, więc, czas, w którym tranzystor się przełączał też był odpowiednio dłuższy: 2A ~ 30ns, 2mA ~ 30us. Ja bym próbował policzyć - w przybliżeniu - straty w czasie przełączania i oszacować całkowitą energię traconą w jednostce czasu, żeby określić jaki to ma wpływ na temperaturę - wtedy byłoby wiadomo na pewno czy to to, czy szukać problemu w innym miejscu.
Faktycznie. Nie przyjrzałem się temu kawałkowi dokładnie na początku. "Na oko" stwierdziłem, że w ten sposób generujesz impuls ładujący cewkę, ale gdyby tak było, to układ by nie działał. Teraz widzę, że to "odcięcie" po czasie wyznaczanym przez te RC na okoliczność, gdyby silnik był zatrzymany w pozycji zwarcia styków. Przynajmniej tak mi się wydaje, że taka była intencja co do działania tych elementów
BUZ 11 ma znacznie mniejsze Rdson, więc i straty mocy też powinny być na nim znacznie mniejsze (w momencie pełnego otwarcia), aczkolwiek napięcie samoindukcji generowane na cewce ma prawo być wyższe niż jego BVdss (50V). Moja próba zastosowania 55V MOSFETa w podobnym układzie (akurat nie miałem innych na składzie) skończyła się sfajczeniem go (przypuszczam, że popłynął za duży prąd wsteczny z cewki - po "przebiciu" - i się przegrzał). Po wymianie na 500V działało
Sugeruję, żebyś popatrzył na propozycje doboru tranzystorów w tamtym artykule i - od razu - na wyjaśnienie co da wyższe Udsmax.W komercyjnym układzie, który właśnie oglądam użyto 380V tranzystora (ale nie MOSFET) i - na oko - porównywalnego radiatora:
http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/illustra ... _k2543.pdf
Co do grzania się tego tranzystora, to nie wspomniałeś wcześniej, że się on przegrzewa (ulega uszkodzeniu). W pierwotnej wersji był sterowany pojedynczą bramką. Jeśli to CMOS, to ma wydajność prądową rzędu kilku mA, więc, czas, w którym tranzystor się przełączał też był odpowiednio dłuższy: 2A ~ 30ns, 2mA ~ 30us. Ja bym próbował policzyć - w przybliżeniu - straty w czasie przełączania i oszacować całkowitą energię traconą w jednostce czasu, żeby określić jaki to ma wpływ na temperaturę - wtedy byłoby wiadomo na pewno czy to to, czy szukać problemu w innym miejscu.