©2004 Валентин Володин Сайт Валентина Володина
Главная Статьи Книги и журналы Справочник Программы Ссылки
О себе RytmArc Схемы и описания Резервный форум Разное http://valvol.qrz.ru
Гостевая книга Файловый архив Архив форума Форум ГОСТы Измерительные приборы
file-upload mega.co.nz depositfiles ... ... radikal keep4u fotoifolder fastpic imageup

Power Electronics

Посвящается источникам питания вообще и сварочным источникам в частности
Текущее время: 21-07, 15:22

Часовой пояс: UTC + 4 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 05-10, 23:48 
Не в сети
Активный участник

Зарегистрирован: 02-02, 02:24
Сообщения: 199
Понадобился высоковольтный стабилизатор, с током в пару сотен мА, собрал по простейшей схеме эмиттерного повторителя:
Изображение
Напряжение на базу Q2 со стабилитронов подается через цепочку защитных диодов, без них при пробое транзисторов терял и стабилитроны. А на стабилитроны напряжение подается через генератор стабильного тока, отдельно.
Вот в чем проблема. В некоторых случаях, при превышении выходного тока определенного порога, например, 100мА, выходное напряжение стабилизатора внезапно повышалось до входного, кратковременно. В поисках причины замерял напряжения в разных точках схемы и заметил, что когда замеряю на базе Q2, этот эффект пропадал. То есть, несмотря на очень большое входное сопротивление тестера+высокоомные резисторы, этого шунтирования хватало для того чтобы проблема пропала. Тогда я удалил R3 и все нормализовалось.
Вопросы - почему так происходило? Нужно ли удалить и R2 (но не R3) для гарантии исключения повторения? Может еще включить между базой Q2 и общим проводом резистор, (примерно на мегаом)?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 01:20 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08-10, 01:26
Сообщения: 1450
Видимо стабилитроны кратковременно выходят из режима стабилизации, т.е. ток через них падает ниже допустимого порога, в результате напряжение на выходе источника тока формируется без их участия.
Ток источника тока стабилитронов = ток базы+ток R3+ ток стабилитронов
выкидывание R3 очевидно создает стабилитронам некоторый запас по току

ы. куда большая загадка, как проводились измерения, и путем каких рассуждений из того был удален R3.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 10:34 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7957
Откуда: Burbach
ARG писал(а):
В некоторых случаях, при превышении выходного тока определенного порога, например, 100мА, выходное напряжение стабилизатора внезапно повышалось до входного, кратковременно.

Похоже на лавинный пробой. Возможно, происходит при включении в работу транзистора Q3.
ARG писал(а):
В поисках причины замерял напряжения в разных точках схемы и заметил, что когда замеряю на базе Q2, этот эффект пропадал. То есть, несмотря на очень большое входное сопротивление тестера+высокоомные резисторы, этого шунтирования хватало для того чтобы проблема пропала. Тогда я удалил R3 и все нормализовалось.

Andr писал(а):
ы. куда большая загадка, как проводились измерения, и путем каких рассуждений из того был удален R3.

В самом деле, неожиданное решение. Было бы логичнее имитировать входное сопротивление тестера.
Кроме этого было бы полезно с большей тщательностью выполнить монтаж. Если стабилизатор работает не от нулевого тока, то можно также зашунтировать составной транзистор резистором, который бы увеличил помехоустойчивость и пропускал бы через себя фоновый ток. За одно и транзисторам легче станет.
Можно также попытаться выбрать более рациональные значения резисторов R1-R3.

Но не это главное.
ARG писал(а):
Понадобился высоковольтный стабилизатор, с током в пару сотен мА...

Q3 работает с большой перегрузкой. При токе нагрузки 0.2А, на нем будет выделяться мощность 90Вт. Смотрим даташит на BU2708, а там написано Total power dissipation = 45Вт. Тут, по хорошему, надо использовать 3-4 таких транзистора, включенных параллельно.
BU508 и то больше подходит на роль последнего в цепочке. Для него Total power dissipation = 125Вт.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи"- Марк Твен


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 15:15 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08-10, 01:26
Сообщения: 1450
valvol писал(а):
Q3 работает с большой перегрузкой. При токе нагрузки 0.2А, на нем будет выделяться мощность 90Вт. Смотрим даташит на BU2708, а там написано Total power dissipation = 45Вт. Тут, по хорошему, надо использовать 3-4 таких транзистора, включенных параллельно.


Судя по схеме и шиту, за счет R1 происходит перераспределение токов и соотв потерь между транзисторами Q1, Q3.
до 100мА работает Q1, при больших токах дополнительно подключается Q3.

С учетом изложенного, видимо стоит отказаться от версии лавинного пробоя Q3, т.к. до момента включения он д.б. холодным, а допустимые напряжения более чем с запасом для 1200в.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 19:06 
Не в сети
Активный участник

Зарегистрирован: 02-02, 02:24
Сообщения: 199
Andr писал(а):
Видимо стабилитроны кратковременно выходят из режима стабилизации, т.е. ток через них падает ниже допустимого порога, в результате напряжение на выходе источника тока формируется без их участия.
Ток источника тока стабилитронов = ток базы+ток R3+ ток стабилитронов
выкидывание R3 очевидно создает стабилитронам некоторый запас по току

ы. куда большая загадка, как проводились измерения, и путем каких рассуждений из того был удален R3.

Стабилитроны питаются стабильным током 10мА от генератора тока, ток базы BU508 вряд ли велик, поскольку даже при минимальном (по даташиту) Кус связки BU508+BU2708 (Q1&Q2) и выходном токе до 100мА ток базы не должен превышать 1 мА. Измерения проводились элементарно - цифровым тестером с дополнительными резисторами (выполнено в виде отдельного щупа, для высоковольтных измерений), точно не помню сколько там, но несколько мегаом. А вот почему удалил R3 сразу после обнаружения этого эффекта, честно говоря толком не помню, было пол-пятого утра и делал все скорее по наитию :D

Цитата:
Судя по схеме и шиту, за счет R1 происходит перераспределение токов и соотв потерь между транзисторами Q1, Q3. до 100мА работает Q1, при больших токах дополнительно подключается Q3.

Абсолютно верно, именно поэтому я и упомянул о том что R1 не удаляется, это обязательный элемент схемы.

Кстати, еще момент, может будут идеи? Ток до 200мА - это предел, причем в пиковом режиме. На самом деле рабочий ток будет до 140-170мА в виде быстропеременных по амплитуде импульсов.
Тем не менее, была идея, поставить транзисторы помощнее, 2SC5243, допускающие до 200Вт на коллекторе, но что еще важнее - до 1700В Vкб, то есть столько же, Vкэ что довольно редко встречается, обычно первый параметр заметно ниже. Такой транзистор мог бы работать и один, то есть R1 и Q3 можно было исключить. Но после первого же включения транзистор "поплыл", переходы БК и БЭ целые, а вот КЭ не в полном пробое, но с резко сниженным сопротивлением. Почему?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 21:34 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7957
Откуда: Burbach
Andr писал(а):
Судя по схеме и шиту, за счет R1 происходит перераспределение токов и соотв потерь между транзисторами Q1, Q3. до 100мА работает Q1, при больших токах дополнительно подключается Q3.

ARG писал(а):
Абсолютно верно, именно поэтому я и упомянул о том что R1 не удаляется, это обязательный элемент схемы.

Даже если предположить, что эти транзисторы абсолютно равномерно несут нагрузку, то все равно их ресурсов недостаточно. Рассеивание на уровне Total power dissipation возможно, если температура в точке крепления транзистора меньше или равна 25гр.С.
Andr писал(а):
С учетом изложенного, видимо стоит отказаться от версии лавинного пробоя Q3, т.к. до момента включения он д.б. холодным, а допустимые напряжения более чем с запасом для 1200в.

Лавинному пробою подвержены и холодные транзисторы. Для пробоя достаточно очень коротких "иголочек" перенапряжения, которые могут вызываться неудачной разводкой силовых цепей, а также неудачным, в данном случае, запараллеливанием транзисторов. В пользу последнего говорит то, что дефект проявлялся при превышении определённого уровня тока (в момент подключения второго транзистора).
Andr писал(а):
...была идея, поставить транзисторы помощнее, 2SC5243, допускающие до 200Вт на коллекторе, но что еще важнее - до 1700В Vкб, то есть столько же, Vкэ что довольно редко встречается, обычно первый параметр заметно ниже. Такой транзистор мог бы работать и один, то есть R1 и Q3 можно было исключить. Но после первого же включения транзистор "поплыл", переходы БК и БЭ целые, а вот КЭ не в полном пробое, но с резко сниженным сопротивлением. Почему?

Пробит, но не полностью. Какой вид пробоя виноват трудно сказать, но кристалл однозначно повреждён. Опять же 200Вт транзистор способен рассеять в идеальных условиях охлаждения. На практике его могут убить и 90Вт, если температура охладителя в точке крепления достигнет 70 гр.С.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи"- Марк Твен


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 21:38 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7957
Откуда: Burbach
valvol писал(а):
Andr писал(а):
Судя по схеме и шиту, за счет R1 происходит перераспределение токов и соотв потерь между транзисторами Q1, Q3. до 100мА работает Q1, при больших токах дополнительно подключается Q3.

ARG писал(а):
Абсолютно верно, именно поэтому я и упомянул о том что R1 не удаляется, это обязательный элемент схемы.

Даже если предположить, что эти транзисторы абсолютно равномерно несут нагрузку, то все равно их ресурсов недостаточно. Рассеивание на уровне Total power dissipation возможно, если температура в точке крепления транзистора меньше или равна 25гр.С.
Andr писал(а):
С учетом изложенного, видимо стоит отказаться от версии лавинного пробоя Q3, т.к. до момента включения он д.б. холодным, а допустимые напряжения более чем с запасом для 1200в.

Лавинному пробою подвержены и холодные транзисторы. Для пробоя достаточно очень коротких "иголочек" перенапряжения, которые могут вызываться неудачной разводкой силовых цепей, а также неудачным, в данном случае, запараллеливанием транзисторов. В пользу последнего говорит то, что дефект проявлялся при превышении определённого уровня тока (в момент подключения/отключения второго транзистора).
Andr писал(а):
...была идея, поставить транзисторы помощнее, 2SC5243, допускающие до 200Вт на коллекторе, но что еще важнее - до 1700В Vкб, то есть столько же, Vкэ что довольно редко встречается, обычно первый параметр заметно ниже. Такой транзистор мог бы работать и один, то есть R1 и Q3 можно было исключить. Но после первого же включения транзистор "поплыл", переходы БК и БЭ целые, а вот КЭ не в полном пробое, но с резко сниженным сопротивлением. Почему?

Пробит, но не полностью. Какой вид пробоя виноват трудно сказать, но кристалл однозначно повреждён. Опять же 200Вт транзистор способен рассеять в идеальных условиях охлаждения. На практике его могут убить и 90Вт, если температура охладителя в точке крепления достигнет 70 гр.С.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи"- Марк Твен


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 22:40 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08-10, 01:26
Сообщения: 1450
valvol писал(а):
Даже если предположить, что эти транзисторы абсолютно равномерно несут нагрузку, то все равно их ресурсов недостаточно. Рассеивание на уровне Total power dissipation возможно, если температура в точке крепления транзистора меньше или равна 25гр.С.

тезис на счет, "транзисторов по теплу там мало", нет смысла оспаривать, просто уточнил, что на транзюке там явно не 90Вт.

valvol писал(а):
Лавинному пробою подвержены и холодные транзисторы. Для пробоя достаточно очень коротких "иголочек" перенапряжения, которые могут вызываться неудачной разводкой силовых цепей, а также неудачным, в данном случае, запараллеливанием транзисторов. В пользу последнего говорит то, что дефект проявлялся при превышении определённого уровня тока (в момент подключения/отключения второго транзистора).


Позволю напомнить, что после удаления R3 эффект пропал, и очевидно, что никаких других действий над схемой не производилось. Так куда делись иголочки, лавинный пробой и неудачный монтаж?


Последний раз редактировалось Andr 08-10, 22:52, всего редактировалось 2 раз(а).

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 22:49 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08-10, 01:26
Сообщения: 1450
..................


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 08-10, 23:09 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08-10, 01:26
Сообщения: 1450
ARG писал(а):
Тем не менее, была идея, поставить транзисторы помощнее, 2SC5243, допускающие до 200Вт на коллекторе, но что еще важнее - до 1700В Vкб, то есть столько же, Vкэ что довольно редко встречается, обычно первый параметр заметно ниже. Такой транзистор мог бы работать и один, то есть R1 и Q3 можно было исключить. Но после первого же включения транзистор "поплыл", переходы БК и БЭ целые, а вот КЭ не в полном пробое, но с резко сниженным сопротивлением. Почему?

предположу, что в схеме присутствуют таки какие-то литы не обозначенные на схеме.
и при подаче питания транзистор долго-долго думал, прежде чем начал включаться, так долго, что напряжение коллектора успело добежать до высоких вольтов, а потом транзистор долго-долго открывался и заряжал выходную емкость, и той мгновенной мощности, которая выделилась на кристалле, не смог выдержать в полной мере, где-то подгорел.

ARG писал(а):
, ток базы BU508 вряд ли велик, поскольку даже при минимальном (по даташиту) Кус связки BU508+BU2708 (Q1&Q2) и выходном токе до 100мА ток базы не должен превышать 1 мА.

эти рассуждения годятся для статики, а ваши проблемы наблюдаются в динамике, насколько понял.
Если посмотреть на шит 508-го так в нем нет ни одной временной цифири,а у другого типа граничная частота 16кГц, в связке все это выглядит еще хуже.... и насколько хуже остается только гадать.
С уверенностью можно сказать одно, закрывается сборка хуже, чем открывается.
Этому дополнительно способствует и наличие диодов в цепи базы и удаленный R3, все это увеличивают сопротивление источника в цепи базы при закрывании.
Фактически транзистор закрывается только за счет рекомбинации.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 09-10, 00:21 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7957
Откуда: Burbach
Andr писал(а):
Позволю напомнить, что после удаления R3 эффект пропал, и очевидно, что никаких других действий над схемой не производилось. Так куда делись иголочки, лавинный пробой и неудачный монтаж?

Удаление R3, собственно, уже и есть действие над схемой. При этом, как минимум:
1. Могло измениться положение точки возникновения эффекта
2. У транзистора с подвешенной базой увеличился тепловой ток коллектора, который частично зашунтировал помеху.
3. и таки, составной транзистор стал более медленным

Однако, в данном случае нет особого смысла заниматься гаданием, т.к. схема имеет явные проблемы с дизайном.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи"- Марк Твен


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 09-10, 01:35 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 08-10, 01:26
Сообщения: 1450
valvol писал(а):
Однако, в данном случае нет особого смысла заниматься гаданием, т.к. схема имеет явные проблемы с дизайном.

это да,
но хоть размялись немножко, а то у меня что-то одни украинские события в голове


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 10-10, 19:15 
Не в сети
Активный участник

Зарегистрирован: 02-02, 02:24
Сообщения: 199
Вобщем, после нескольких дней жесткой эксплуатации могу сказать что пробои прекратились после удаления вышеуказанного резистора. Некоторые уточнения:
Q2 не BU508, а такой же BU2708AF. Рассеиваемая мощность в реальной работе невелика, как я уже говорил, потребление тока не статично и носит импульсный характер, на ощупь транзисторы теплые, ИК термометр показывает не выше 38-43 гр. в пике на корпусе выходных транзисторов.

Цитата:
Фактически транзистор закрывается только за счет рекомбинации.

Совершенно верно, для надежного закрытия и стоял удаленный резистор. Сделал иначе - включил между базой и общим проводом резистор в несколько сот килоом. Тут я ограничен током который способен выдать узел на стабилитронах, но это гораздо лучше чем просто удаленный, напомню, что даже несколько мегаом снимали проблему.

Тем не менее вопрос с 2SC5243 остался открытым, нет там больших емкостей способных нагрузить своим зарядным током до перегрузки, да и стоящие сейчас давно бы вылетели. Нужно сказать, что такой транзистор я ставил ДО того как нашел причину пробоев, возможно он стал жертвой того же эффекта. Сейчас может быть и не накрылся бы. Впрочем, они есть в наличии, недолго поставить, однако не вижу необходимости.

В изначальном варианте схемы была предусмотрена и защита по перегрузке, выполненная по типовой схеме - на выходе стабилизатора токовый резистор, транзистор, базой к Q3 и эмиттером к выходному выводу токового резистора, а коллектор на базу Q2. Схема отлично работала, но при еще не удаленном тогда R3 давала сбои - вылетал защищающий транзистор, пробивались выходные. Удалил элементы защиты, сейчас, можно попробовать вновь поставить их на место.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Высоковольтный стабилизатор
СообщениеДобавлено: 11-10, 00:16 
Не в сети
Активный участник

Зарегистрирован: 02-02, 02:24
Сообщения: 199
ARG писал(а):
Сделал иначе - включил между базой и общим проводом резистор в несколько сот килоом. Тут я ограничен током который способен выдать узел на стабилитронах, но это гораздо лучше чем просто удаленный, напомню, что даже несколько мегаом снимали проблему.

Что-то я не сообразил, есть вариант получше! Нужно просто зашунтировать защитные диоды через которые напряжение со стабилитронов подается на базу транзистора, резистором в несколько кОм. Тогда даже при пробое транзистора стабилитроны будут защищены от перегрузки, а база транзистора не будет "висеть"!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 

Часовой пояс: UTC + 4 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения

Найти:
Перейти:  

| |

Powered by Forumenko © 2006–2014
Русская поддержка phpBB
file-upload mega.co.nz depositfiles ... ... radikal keep4u fotoifolder fastpic imageup
Рейтинг@Mail.ru