Сообщение от marera
|
|
Фольга, как проводник тока, особенно импульсного, штука действительно не простая.
|
Подброшу еще дровишек в костер
Тут еще одна особенность может играть роль. Дело в том, что это был мой первый опыт работы с силовыми полевыми транзисторами. Ну, если можно
IRF840 назвать "силовым".
Так получилось, что до этого я вообще не мог даже мечтать о таком, даже не подозревал, что уже существуют и доступны полевики с изолированным затвором, способные выдерживать напряжение 500 вольт, и ток 8 ампер. Поэтому пытался решить эту проблему на биполярных -
КТ812, КТ809, и подобных. Но разочарования были полные. И коэффициент усиления у них никакой, и скорость никакая, и вообще...
И тут подворачивается халтура, ремонт импортного телевизора. Гавкнулся силовой транзистор в блоке питания. Это сейчас в инете быстро нашел даташит, и уже знаешь его параметры, и знаешь, чем заменить. А тогда... На радиорынке опросил нескольких продавцов, пока не наткнулся на одного, у которого было несколько толстых справочников по импортным полупроводникам. И тогда я впервые узнал о силовых полевиках.
Точно такого транзистора, как сгоревший, на рынке ни у кого не было. Но в качестве замены предложили IRF840. Телевизор заработал. И тогда я решил попробовать их для своего устройства.
А стоили они тогда дорого, по 10 баксов штучка! Я купил десяток.
Опять же, из-за полного отсутствия даташитов, не обошлось без жертв.
Первые несколько штук сгорели, но не зря. Они добавили знаний и опыта. Ведь к тому времени я, как и многие другие, воспринимал полевые транзисторы как способ избавиться наконец-то от этих надоевших проблем с большими базовыми токами мощных биполярников. Логика рассуждений строилась по такой цепочке:
Затвор изолированый - его сопротивление огромное - ток затвора близок к нулю - выходное сопротивление схемы управления может быть сколь угодно большим - с этим легко справится обычный выход КМОП логики.
Поэтому первые эксперименты проходили именно так. Я формировал ШИМ, на КМОП, которые питал напряжением 12 вольт, и на затвор транзистора сигнал подавал непосредственно с выхода логики.
Конечно же, первый транзистор взорвался сразу, и вместе с ним погибла вся логика управления. Все заменил, и включил последовательно с транзистором более высокоомную нагрузку. Второй транзистор продержался дольше. Я даже успел заметить, что он сильно грелся. Но и этот погиб.
Тогда я решил посмотреть, как выглядит сигнал на затворе, при отключенном питании нагрузки. И очень удивился увиденному. Блин, я подаю на затвор прямоугольный сигнал, частотой 29 килогерц, прямо с выхода микросхемы. А на затворе не прямоугольники, а нечто синусоидоподобное, с амплитудой меньше вольта, со средним значением около половины питания! Отсоединяю микросхему - на ее выходе все в порядке. Подсоединяю - синусоида.
Вот тогда я впервые понял, что емкость изолированного затвора может быть огромной, и что придется и ее учитывать. Когда я эту емкость измерил, то оказалось, что она порядка 2 нанофарад. Конечно, у чахленького выхода КМОП не было никаких шансов. Пришлось умощняться. Я добавил каскад усиления тока, на двух транзисторах
КТ3102 и
КТ3107, а им на базы подавал сигнал от четырех параллельно соединенных элементов КМОП. Стало намного веселее. Это дало возможность довести это изделие до рабочего состояния, и сдать его заказчику. Кстати, эта штука работает до сих пор.
Так вот, теперь подхожу к главному. Дело в том, что когда я узнал, что емкость затвора довольно большая, то сделал следующую ошибку. Хотя она вполне логичная. Ошибка состояла в том, что я не поставил последовательно с затвором резистор.
Да и как это могло прийти в голову, ведь по всем понятиям для уменьшения динамических потерь надо было стремиться к максимальной скорости переключения. А для этого надо стараться достичь минимального сопротивления в цепи затвора. Поэтому все было соединено напрямую.
Это теперь я понимаю, что это было одной из причин довольно сильного нагрева обратных диодов. Тогда не было высокочастотных диодов на такое напряжение и на такой ток. А были только советские
КД213, на напряжение 200 вольт и ток 10 ампер. Я их соединял последовательно по три штуки, каждый на отдельном радиаторе. Так примечательно было, что транзисторы могли работать вообще без радиатора, и оставались холодными. А эти диоды конкретно грелись, даже с такими большими теплоотводами.
А как им было не греться, когда они пропускали через себя ток 5 ампер, и тут с огромной крутизной фронта на них подается 310 вольт! Конечно, сквозные токи через диоды, мгновенная мощность, и все такое. А какая крутизна фронта была, можно судить хотя бы по описанному ранее опыту, когда я смотрел 65-м осциллографом импульсы на транзисторе, при коротком замыкании нагрузки. Длительность открытого состояния транзистора была всего около 1 микросекунды! При этом импульс имел форму правильного прямоугольника, фронты были практически вертикальными! Конечно, такое можно было увидеть только на легендарном С1-65.
И вот на тот дроссель из фольги подавались импульсы с такими крутейшими фронтами! Возможно, это тоже в какой-то степени сыграло свою решающую роль.
П.С. Кстати, эта крутизна фронтов все же дала о себе знать, вскоре после сдачи того изделия заказчику. Я туда наведывался время от времени. Интересовался, как работает, какие особенности выявлены, какие пожелания появились по доработке. Долго никаких пожеланий не было. А через пару месяцев заказчик рассказал о замеченной странности. Структура этого изделия была блочная, таких 5-амперных стабилизаторов тока было 10. И это использовалось для ступенчатого регулирования общим током. Включалось столько блоков, сколько надо. Включать можно было произвольно, любые блоки, в любых комбинациях.
Так вот, они обратили внимание, что при включении в работу некоторых блоков многие приборы в этой комнате начинают себя вести странно. Особенно это было заметно на частотомерах, которые работали в режиме счета импульсов. Они многократно обнулялись. Я попросил проследить, на каких блоках это происходит, и пометить их. Это было сделано. Я начал пытаться определить, чем они отличались от тех, которые работали "тихо". Все было абсолютно одинаковое, ведь эти платы делались одновременно.
Но одно различие все же было - это сами транзисторы. Они явно были из разных партий. Когда я начал измерять их параметры, то оказалось, что у "тихих" емкость затвора в два раза больше, чем у "шумных". Но и тогда мне не пришла мысль - добавить им резисторы в затвор. Я решил эту проблему в лоб: пошел на рынок, и купил полевики из той партии "тихих". Так они до сих пор и работают, без затворных резисторов...
Re: Загадка дросселя, намотанного фольгой
