Υπολογισμός αντιστάσεων (πόλωσης?) τρανζίστορ σε μεταβλητό τροφοδοτικό

[selectronic]

Λογικα αν η ταση εξοδου αυξηθει η ταση στον εκπομπο του Τ3 θα αυξηθει επομενως το be θα μειωθει οδηγωντας σε μειωση του ρευματος του Τ3 και μειωση της τασης εξοδου.

Η τάση στον εκπομπό του BDW94C είναι αυτή που λέω εγώ 'Vin' και είναι η τάση από τον μετ/στη-ανόρθωση-πυκνωτές εξομάλυνσης, αρά δεν μπορεί να αυξηθεί, είναι πάντα η μέγιστη που μπορεί να δώσει ο μετ/στης για Χ φορτίο.
πχ με >15Α @23V φορτίο στην έξοδο, η Vin είναι 26.6Vrms με κυμάτωση ~2.8V (κυμάτωση 100Ηz από 25.2 - 28.0V)
Τουλάχιστον αυτό βλέπω στον σούπερ-ντούπερ παλμογράφο μου XD (η φωτό είναι απο μέτρηση με άλλο φορτίο!!!):

Spoiler: 

[arkoudiaris]

Σορρυ για το Τ2 εγραφα...

Το διόρθωσα

[selectronic]

Τότε ναι, η τάση στον εκπομπό του Τ2 (BC547) είναι 0-7V ανάλογα με την τάση εξόδου που ορίζεις με το pot, χωρίς φορτίο.
Με pot στο μέγιστο και τέρμα φορτίο ~15Α, η τάση πέφτει στα ~6.66V Τυχαίο? δεν νομίζω!!!
Πάντως όπως είπα το BDW94C έχει πολύ υψηλό HFE και χρειάζομαι μόνο 2-3mA για να βγάλω πολύ παραπάνω από τα 10Α που έχει το αρχικό σχέδιο σαν μέγιστο, οπότε δεν φτάνουμε ποτέ στο όριο που βάζει η R16 ή η μειωμένη τάση στο BC547. Τουλάχιστον αυτό βλέπω εγώ στις μετρήσεις που έχω πάρει, όχι ότι ξέρω τι κάνω

[selectronic]

Να ρωτήσω και κάτι άλλο εδώ, για να μην ανοίγω νέο θέμα:

Το κύκλωμα πάει καλά, έβαλα και έλενχο ρεύματος και λειτουργεί τέλεια, αλλά θέλω αν γίνεται με λίγα εξαρτήματα να αποφύγω το βράσιμο των τρανζίστορ εξόδου στο βραχυκύκλωμα:

Όπως είπα ο περιορισμός ρεύματος δουλεύει μία χαρά και ρυθμίζει από ~2.5mA μέχρι ~25Α, αλλά σε βραχυκύκλωμα η τάση εξόδου πέφτει στα σχεδόν μηδέν βολτ στην έξοδο, το οποίο είναι εντάξει όταν έχεις βάλει μέγιστο ρεύμα 5-10Α αλλά όχι και τόσο καλό όταν έχεις βάλει το ρεύμα κοντά στο μέγιστο: μέγιστη Vce στα εξόδου + μέγιστο ρεύμα εξόδου = μέγιστο dissipation στα τρανζίστορ τα οποία αρχίσουν και ανεβάζουν θερμοκρασία αμέσως και αν ήδη είναι στους 100c+ τότε ίσως να γίνει το κακό...

Καθώς δεν έχω σκοπό να ζητήσω ποτέ 25Α στα 2-3V από το τροφοδοτικό, το μόνο που σκέφτηκα είναι να υπάρχει άλλος ένας τελεστικός που να περιορίζει το ρεύμα σε μέγιστο 3-4Α όταν η τάση είναι κάτω από 3-4V, Το κύκλωμα θα ήταν ακριβώς σαν αυτό που υπάρχει τώρα με το LM358, συνδεδεμένο 'παράλληλα' με το υπάρχον. Θα μπορούσε να αλλάξει και την R16 με μία μεγαλύτερης τιμής μέσω ρελέ και να περιορίζει το ρεύμα έτσι, αλλά αυτό το βρίσκω κομματάκι χαζό (ρελές για να αλλάζει αντίσταση στην βάση του Τ2).

Το πρόβλημα (ας πούμε) είναι ότι στο πλάνο που έχω στο μυαλό μου για το τροφοδοτικό, ένα LM723 και ένα LM358 είναι αρκετά και δεν θα ήθελα να βάλω άλλον έναν τελεστικό αν μπορεί να γίνει πιο εύκολα... Μπορεί?

Διάβασα πχ ότι σε κυκλώματα που τον έλενχο του ρεύματος τον κάνει τελεστικός, τα τρανζίστορ εξόδου κινδυνεύουν σε βραχυκύκλωμα αν ο τελεστικός είναι 'αργός' (Slew Rate) γιατί μερικά μS υπερφόρτωσης είναι αρκετά για να καούν τα τρανζίστορ (σε κάποιες περιπτώσεις). Και βρήκα ότι μπορείς να βάλεις μία ακόμη δικλείδα ασφαλείας που να ελένχει το μέγιστο ρεύμα εξόδου που είναι και όσο πιο γρήγορο μπορεί να είναι αλλά και αποτελείτε μόνο από ένα τρανζίστορ (και την κατάλληλης τιμής αντίσταση που μάλλον ήδη υπάρχει αν ελένχετε το ρεύμα στο κύκλωμα)!
Το δοκίμασα και παίζει μια χαρά, θα το βάλω να κόβει 1-2Α πάνω από το μέγιστο που θα μπορείς να βάλεις με το Pot, σαν εξτρά μέτρο ασφαλείας.

Γίνεται να περιορίσω και το μέγιστο ρεύμα σε βραχυκύκλωμα με κάποιον πιο εύκολο τρόπο σαν τον παραπάνω (1-2 τρανζίστορ και αντιστάσεις)?
Το ξέρω ότι το LM358 είναι διπλό, αλλά ο δεύτερος τελεστικός θα αλλάζει τα τυλίγματα του μετ/στη. Επίσης το ξέρω ότι υπάρχουν quad τελεστικοί (πχ LM324), απλώς θα ήθελα να ξέρω αν μπορεί να γίνει πιο εύκολα αυτό που θέλω γιατί το έψαξα όσο μπορούσα μόνος μου αλλά μπορεί να υπάρχει πιο εύκολη λύση που δεν ξέρω/βρήκα.

Ευχαριστώ και πάλι για τον χρόνο σας παιδιά!



Το κύκλωμα και μικρή περιγραφή του:

Spoiler: 

Ο έλενχος της τάσης και η οδήγηση των εξόδου είναι clopy-paste από το Velleman K7200 με ελάχιστα μεγαλύτερο BDW84C αντί BDW94C και ίσως να αλλάξει και η τιμή της R31. Ο εσωτερικός τελεστικός του 723 συγκρίνει την τάση εξόδου του τροφοδοτικού μέσω ενός διαιρέτη, με την τάση δίνει το pot στο πιν5. Επίσης βγάζει μία τάση Vref=~7V (15mΑ μέγιστο ρεύμα) που θα χρησιμεύσει και στον τελεστικό του ρεύματος αντί δεύτερου LM723 που έχει το original σχέδιο (γιατί να φτιάχνεις άλλη Vref για τον 2ο τελεστικό με Zener/whatever αφού υπάρχει ήδη μία).

Ο έλενχος του ρεύματος είναι ένας τελεστικός που συγκρίνει την τάση πάνω σε μία αντίσταση/shunt με την τάση από ένα pot και ενεργοποιεί το current limit του LM723 με θετική τάση στο πιν2. Ο διαιρέτης στη έξόδο του τελεστικού είναι για να προστατεύσει το εσωτερικό τρανζίστορ του 723 από υπερβολική Vbe. Η τάση στην Rs φτάνει περίπου τα 625mV, αρκετά για ~25Α μέγιστο ρεύμα εξόδου. Επίσης κλεμμένο από EEVblog Constant Current Dummy Load.

Το Τ3 είναι εκεί για να κόβει γρήγορα την τάση σε βραχυκύκλωμα, γιατί το LM358 (ίσως να) είναι αργό και να προλάβουν να καούν τα εξόδου πριν αυτό δώσει εντολή στο LM723 να κόψει την έξοδο... Όταν η τάση πάνω στην Rs (= τάση Vbe του Τ3) φτάσει τα περίπου 600mV, το Τ3 ξεκινά να άγει και γειώνει την βάση του Τ2. Η R7 περιορίζει το μέγιστο ρεύμα του εσωτερικού τρανζίστορ και Zener του LM723 στα περίπου 4mA μέγιστο (για 18Vcc) οπότε δεν κινδυνεύουν.

Τα εξόδου είναι 6xBUX98A (1000V / 30A / 250W) και τα έχω υπολογίσει για μέγιστο 90W @ 100c το κάθε ένα και για μέγιστη Vce τα περίπου 20-25V (η τροφοδοσία θα είναι από 2x17Vac μετ/στη και θα αλλάζει τύλιγμα στα ~20V με τον 2ο τελεστικό του LM358 .

[arkoudiaris]

κοιτα για foldback current limit, όμως αυτό δεν το βλέπω άμεσα εφαρμόσιμο στο δικο σου κύκλωμα. Θα κοιτάξω μηπως γίνεται κάτι με το LM358.

[selectronic]

κοιτα για foldback current limit, όμως αυτό δεν το βλέπω άμεσα εφαρμόσιμο στο δικο σου κύκλωμα. Θα κοιτάξω μηπως γίνεται κάτι με το LM358.

Κάτι σαν το παρακάτω δηλαδή, να βάλεις άλλη μία αντίσταση σε σειρά με την 'θετική πλευρά' της Vout και να διεγείρεις την επαφή Vbe ενός τρανζίστορ έτσι? Θα το κοιτάξω πιο μετά (γιατί τώρα δεν έχω χρόνο), αλλά σκεύτικα κάτι παρόμοιο αν θα ήθελα να κάνω το ίδιο στην ίδια πλευρά που έχω βάλει το 2ο BC546 (Τ3), δηλαδή στην 'χαμηλή πλευρά', θα χρειαζόμουνα αντίσταση σε σειρά ~0.2Ω για 600mV στα 3Α αλλά αυτό σημαίνει ότι η ίδια αντίσταση θα είχε πάνω της (dissipation) 125W στα 25A σε 'νορμάλ' λειτουργία (πχ έξοδος 25Α στα 20V)... Άλλα αν παίζει να πάρω τάση μέσω διαιρέτη τότε ίσως παίξει, θα το ψάξω όταν είμαι πάλι σπίτι!





Σε ευχαριστώ για την απάντηση, θα το κοιτάξω!

[selectronic]

κοιτα για foldback current limit, όμως αυτό δεν το βλέπω άμεσα εφαρμόσιμο στο δικο σου κύκλωμα. Θα κοιτάξω μηπως γίνεται κάτι με το LM358.

Βρήκα πως δουλεύει το foldback current limit, βάζει έναν διαιρέτη μεταξύ της τάσης πάνω στην Rsense και της βάσης του τρανζίστορ που κάνει τον περιορισμό κτλ κτλ, αλλά πάλι πέφτω στο ίδιο πρόβλημα (τιμή Rs και dissipation), αν τα κατάλαβα καλά και είναι σωστοί οι υπολογισμοί μου:

Η Rs θέτει τώρα το ρεύμα στο βραχυκύκλωμα (foldback current, το 'κανονικό' μέγιστο ρεύμα εξόδου είναι μεγαλύτερο) και αυτό ξεκινάει στα ~600mV. Άρα ακόμα ένα σχετικά υψηλό ρεύμα να βάλουμε, πχ 10Α (πολύ μεγαλύτερο από τα 3-4Α που θα ήθελα αλλά πάλι μειώνει στο μισό το dissipation πάνω στα τρανζίστορ σε σχέση με το απλό current limit), σημαίνει ότι πρέπει να βάλουμε αντίσταση 0.06Ω, η οποία σε κανονική λειτουργία με 25Α έξοδο θα έχει πάνω της 37.5W !!!

Άρα μάλλον δεν μπορώ να χρησιμοποιήσω αυτή τη μέθοδο, η επιλογή τιμής της Rs θα μου δίνει ή πολύ μεγάλο ρεύμα foldback ή υπερβολική κατανάλωση πάνω στην αντίσταση

[selectronic]

Κοίταξα και για 'VI Limiter' που βάζουν στους ενισχυτές, αλλά και αυτό παρόμοια λειτουργία έχει, στο ίδιο πρόβλημα με την τιμή της Rs θα πέσω...

Ίσως τελικά αυτό που έλεγα με τον 2ο τελεστικό να περιορίζει το μέγιστο ρεύμα στα 3-4Α όταν η τάση εξόδου είναι κάτω από μερικά βολτ να είναι η μόνη λύση για αυτό που θέλω.

[selectronic]

Μιας και έπεσα πάνω του σήμερα, νομίζω ότι βρήκα τι κάνουν οι αντιστάσεις μεταξύ Βάση-Εκπομπού στα κυκλώματα, εκτός από αυτό που ανάφερε ο FILMAN (και φυσικά ισχύει):

Γιάννη, αναφέρομαι στο πρώτο σχήμα. Τί κάνει η R31; Αναγκάζει τα Τ4 ... Τ8 σε αποκοπή όταν είναι αποκομμένο το Τ3, διότι σε αντίθετη περίπτωση το παραμικρό ρεύμα (διαρροής αν θέλεις) του Τ3 θα ενισχύετο από τα Τ4 ... Τ8 και θα όδευε προς την έξοδο.

Στο βίντεο παρακάτω εξηγεί πως και τα BJT έχουν μία ελάχιστη χωρητικότητα Βάσης (όπως τα MOSFET έχουν Πύλης), οπότε χρειάζεται μία ας πούμε "pull-down" αντίσταση που να γειώνει την τάση στην Βάση όταν δεν υπάρχει σήμα. Από ότι κατάλαβα η αντίσταση αυτή υπάρχει εσωτερικά σε όλα (?) τα Darlington τρανζίστορ!
Μέχρι σήμερα νόμιζα ότι μόνο στα MOSFET υπάρχει τέτοιο θέμα, όσο ζω μαθαίνω!
Οπότε πχ στο Velleman K7200 οι R31 και R6 είναι εκεί και για βελτιώνουν την ταχύτητα όταν υπάρχουν απότομες αλλαγές φορτίου.
Αν τα κατάλαβα καλά βέβαια XD