Izbira tranzistorja ali mosfeta?

[arksi]

Ker nisem elektronik nekako iz datasheetov ne zanam izbrati pravega tranzistorja ali mosfeta.
Tranzistor ali mosfet bi vklapljal s procesorjem (Arduino), ki ima +5V nivo. Frekvenca vklopov naj bi bila 2kHz. Rad bi vklapljal in izklapljal majhen transformatorček, ki porabi o,5A toka.

Torej, prosim za informacijo kateri tranzistor ali mosfet bi bil primeren kot stikalo (da bi bil pri +5V popolnoma odprt), da bi ga vklapljal z +5V napetosti iz procesorja, bi imel dovolj hitro vklapljanje s frekvenco 2kHz (2000 vklopv in izklopvna sekundo) in da bi zmogel tok 0,5A. Če je potreben še upor na bazi (pri mosfetu na gate), bi prosil še za to informacijo. Shema naj bi zgledala nekao tako.

LP

[primozsu]

Tole lahko pomaga
https://www.youtube.com/results?search_ ... +Datasheet

Pa ne pozabiti na diodo.

[GJ]

Tranzistor ti bo skurilo, zaradi kontra tokovne špice.
Transformator je električni stroj! Ko se skozi navitje zažene tok ta ustvari magnetno polje, ko tok prekineš sprememba toka povzroči indukcijo zaradi shranjene energije v magnetnem polju, ker nima inducirani tok kam iti se dvigne napetost toliko, da prebije izolacijo transformatorja ali pa tranzistor!
Mosfet se bo manj grel...

LP GJ

[radix]

Je to mogoče flyback pretvornik? Kaj pomeni, da transformator "porabi" 0,5 A toka? Kaj pride na sekundar transformatorja? Zakaj je pika za oznako polaritete samo na primarju?

[arksi]

Je to mogoče flyback pretvornik? Kaj pomeni, da transformator "porabi" 0,5 A toka? Kaj pride na sekundar transformatorja? Zakaj je pika za oznako polaritete samo na primarju?

Ja, to je flyback pretvornik s feritnim lončkom, ki dvigne napetost iz 12V na cca 600V. Slika je simbolična, za lažjo predstavo. Na sekundar bo preko diode priključen 20uF transformator, ki ga bo omenjen pretvornik polnil na cca 600V. 0.5A je tok, ki steče čez primar in tranzistor, ko se polni kondenzator. To bi uporabil za električnega pastirja.

Da ne bo skurilo tranzistorja sem pozabil narisati še diodo, ki izničuje povratno indukcijo. Verjetno bi bilo najbolje uporabiti mosfet, ki ima že vgrajeno diodo in je tipa logic level.?

[zlato]

Zakaj bi fet odpiral direktno z Arduinom. Vmes dodaj fet driver(vsaj dva tranzistorja NPN,PNP) tako bodo preklopi hitrejši. FET mora imeti majhno Rdson, dovolj veliko Uds (okoli 200V) in dovolj velik tok (ne 0,5A ampak kolikor ti povleče max tok skozi ferit). Čez feritni lonček dodaj suppresor diodo z cca 20% manjšo prebojno napetostjo, kot jo ima fet.

[jerjur]

Tole ti bo tranzistorje zagotovo kurilo.
Moraš paziti da ferit nikdar ne pride v nasičenje, ker takrat tuljava izgubi induktivno upornost.
to rešiš tako, da daš en upor med GND in emitor tranzistorja. Napetost na emiterju povežeš na analogni vhod in meriš napetost. Tako si naredil povratno zanko.
Ko raste tok raste tudi napetost na emitorju, predno tok doseže točko nasičenja moraš tranzistor zapreti.
Točko nasičenja boš moral določiti sam.

[radix]

Pri flyback pretvorniku ne moreš uporabiti diode na primarni strani, saj ti bo kratkostičila napetostno "špico", ki naj bi polnila izhodni kondenzator. Energija se mora namreč prenesti na sekundar. Edina stvar, ki se občasno priključi na primarno navitje so snubberji (dušilni RC členi, kdaj tudi dioda), ki služijo za zmanjševanje motenj.
Primarna napetost bo (pri kolikor-tolikor normalnem sklopnem faktorju med navitji) slika sekundarne napetosti, zmanjšana za prestavno razmerje "transformatorja". Izračun je enostaven in iz njega se ugotovi za kakšno napetost mora biti tranzistor. Pazi, da pravilno obrneš navitja (napetostna konica je v "obratni" smeri).

Tudi tok je enostavno rešljiv. Pri idealni tuljavi, priklopljeni na napetostni vir, je tok premo sorazmeren času in napetosti in obratno sorazmeren induktivnosti tuljave (1/L * integral U dt). V realnih primerih nastopa še upornost tuljave in padec napetosti na tranzistorju, ki nižata napetost na sami tuljavi, ampak osnova še vedno velja. Zato je "poraba 0,5 A" nesmiselna trditev. Če so časi fiksni in se napajalna napetost ne spreminja preveč, ne potrebuješ nadzora toka. Še vedno je pa potrebno paziti na nasičenje, saj z njim pade efektivna induktivnost tuljave in zato tok strmo narašča.

Za tranzistor potem zberi na kup te parametre in poglej kateri ustrezajo. Ne pozabi tudi na bipolarne. Za razliko od FET-ov ne potrebuješ posebnih "logic level" tranzistorjev, bazni tok je relativno konstanten in ni v obliki tokovnih impulzov v oziroma iz vrat tranzistorja. Če je tokovno ojačenje dovolj veliko, ga lahko krmiliš tudi direktno iz mikrokrmilnika (po napetosti 5 V in opisu Arduino sklepam, da je to kakšna ATmega, ki zmore tam okoli 20 mA po specifikacijah).

[arksi]

Hvala vsem za odgovore.
Hmmm, bolj gledam in študiram, manj mi je jasno, da bi izbral en približen trazistor. Za enega stojnika je težko razumljivo, ker je en kup parametrov v datasheetu tranzistorjev, ki niti ne vem kaj pomenijo.....
Mislim, da je na forumu kar nekaj "izkušenih mačkov", ki bi lahko svetovali izbiro "na pamet", kakšen tranzistor naj uporabim. Saj ni treba, da je izbran s karakteristiko "nulo". Lahko je tudi nekajkrat predemenzioniran, nič zato, saj ne delam "industrijskega profi stroja" .....

Kakšen konkreten namig ......(samo za info.- tema je v rubriki "elektronika za začetnike")

[javr]

uporabi pač kar imaš pri roki. Če bo kaj pregorelo ali ne bo delovalo, ugotovi kaj se dogaja, izboljšaj in nov preizkus.
Takoj za +12V daj varovalko; na bazo bi za začetek dal 1k; transistor pa kakšen bipolarni ki ga ni škoda, mogoče darlington izvedba ali nekaj kar se uporablja oz. se je uporabljalo v televizorjih, mislim da se je oznaka začela z BU...
Še shema za do konca uničit kakšen na pol uničen rele:

[VolkD]

Nič nisi povedal kakšen je ta transformatorček.
No kakorkoli, jaz bi dal en mosfet. Ker imam ravno pri roki ene IRLF44 bi dal tega. Vhod vanj je to kar daje arduino, celo namenjen je temu, ker ima logičen vhod.

[javr]

Ker nisem elektronik nekako iz datasheetov ne zanam izbrati pravega tranzistorja ali mosfeta.

mogoče dobiš kakšno idejo s ključnimi besedami single transistor flyback transformer driver

[arksi]

Nič nisi povedal kakšen je ta transformatorček. .......

Transformatorček je tak. Sestavljen iz dveh delov, ki ju skupaj drži vzmetna pločevina. Vmes je tuljavnik na katerem je najprej navit primar (44 ovojev), feedback (povrat) (22 ovojev) in čez obe navitji še sekundar (280 ovojev). Med obema jedroma (na sredini lončka)je cca. 0.2mm zračne reže.

Original transformatorček (spodnja shema, upam, da je prav narisana) v električnim pastirjemim ima še eno navitje, ki skupaj s tranzistorjem BD139 tvori flayback transformatorček, ki iz 12V dvigne napetost na cca. 600V in preko diode 1N4007 polni kondenzator 20uF/600V. Pri polnjenju kondenzatorja transformatorček v pulzu porabi cca 0.5A. Naboj se potem preko triaka sproži na VN transformator in iz transformatorje na ograjo pašnika.

[arksi]

Sedaj sem navil transformatorček samo z dvema ovojema in sicer primar 44 ovojev in sekundar 280 ovojev. Z mikroprocesorjem bi rad sedaj preko tranzistorja vzbujal primar. S procesorjem (Arduino) bi potem preko napetostnega delilnika še meril napetost na kondenzatorju in, ko bi le ta bila dovolj visoka, s procesorjem vklopil triac in tako naboj kondenzatorja izpraznil preko VN trafota.

Narediti želim neke vrste električnega pastirja, ki je krmiljen s procesorjem. Kasneje, če bi to delovalo, bi lahko dodal še displej, ki bi kazal parametre npr. napetost akumulatorja, ali pa mali GSM modem, ki bi poklical lastnika in mu sporočil, da je akumulator prazen. No, že malo pretiravam (pa še tranzistorja ne zam izbrati) .

......No kakorkoli, jaz bi dal en mosfet. Ker imam ravno pri roki ene IRLF44 bi dal tega. Vhod vanj je to kar daje arduino, celo namenjen je temu, ker ima logičen vhod.

No, tole sem šel poizkusiti z mosfetom IRLZ44N, ki je logic level. Vendar ne deluje kot bi si želel. Verjetno se zgodi to.....

Pri flyback pretvorniku ne moreš uporabiti diode na primarni strani, saj ti bo kratkostičila napetostno "špico", ki naj bi polnila izhodni kondenzator. Energija se mora namreč prenesti na sekundar (dobro vsaj to, da se ni kadilo.....).........

Namreč, ko priključim mosfet na Arduino in ga zaženem, sicer mosfet vklaplja transformatorček in tudi kondenzator se polni, vendar pri tem vleče ogromen tok, in sicer skoraj 2A. To je absolutno preveč. Verjetno dioda, ki je v mosfetu "uniči" naboj, ki bi se moral prenesti na sekundar. Problem je tudi v tem, da se kondenzator polni cca. 3X počasneje.

No, mosfete bom dal malo na stran in poizkusil s kakšnim tranzistorjem brez diode..........

[radix]

Dioda v MOSFET-u ni problem, ker nasprotuje smeri toka. Ne smeš pa dodati diode čez navitje (povezano z anodo na tranzistorju, katodo na + napajanja), kot so ti svetovali.
Problem je mogoče v prepočasnih preklopih tranzistorja (mikrokontroler ne zmore dovolj izhodnega toka za polnjenje in praznjenje vrat MOSFET-a), kar zmanjša učinkovitost pretvornika. Vlečenje prevelikega toka je pa posledica predolgega časa ko je tranzistor vklopljen. Naštudiraj časovnike v mikrokontrolerju in jih ročno nastavi na pravilne (manjše) čase, ali pa (za začetek) zmanjšaj širino pulza PWM.

Če znaš angleško, je na internetu kup informacij o načrtovanju "flyback" pretvornikov.

[javr]

(mikrokontroler ne zmore dovolj izhodnega toka za polnjenje in praznjenje vrat MOSFET-a),

ali je izhod mikrokontrolerja sploh narejen tako da gre pri logični 0 tok nazaj ?

[gumby]

Kar trd oreh si si zadal za začetek, ampak samo pogumno
Med mikrokontrolerjem in mosfetom boš rabil nek vmesni člen, kot je že bilo omenjeno. Lahko daš npn/pnp (nmos/pmos) par ali pa kaj takega. Napajanje za ta čip lahko daš kar 12V, da bo malo več napetosti na vratih...

[radix]

ali je izhod mikrokontrolerja sploh narejen tako da gre pri logični 0 tok nazaj ?

Pri veliki večini je (sam ne poznam izjeme). Nekateri imajo celo večjo tokovno zmogljivost za požiranje toka.

[arksi]

Sedaj, za testiranje, imam procesorčku narejeno tako, da z 250us zakasnitvijo vklapljam in izklapljam en pin. Torej tako: izklopi pinPC0 --> počakaj 250us --> vklopi pinPC0 --> počakaj250us. Ko bo, če bo, to enkrat delovalo se bom potem igral s pwm in prekinitvami.

Dioda v MOSFET-u ni problem, ker nasprotuje smeri toka. Ne smeš pa dodati diode čez navitje (povezano z anodo na tranzistorju, katodo na + napajanja), kot so ti svetovali.
Problem je mogoče v prepočasnih preklopih tranzistorja (mikrokontroler ne zmore dovolj izhodnega toka za polnjenje in praznjenje vrat MOSFET-a), kar zmanjša učinkovitost pretvornika. Vlečenje prevelikega toka je pa posledica predolgega časa ko je tranzistor vklopljen. Naštudiraj časovnike v mikrokontrolerju in jih ročno nastavi na pravilne (manjše) čase, ali pa (za začetek) zmanjšaj širino pulza PWM.
Če znaš angleško, je na internetu kup informacij o načrtovanju "flyback" pretvornikov.

Sem šel sedaj še enkrat poizkusit po tem nasvetu. Napredek! Širino pulza sem malo zmanjšal in sicer takole: izklopi pinPC0 --> počakaj 300us --> vklopi pinPC0 --> počakaj200us, tok je drastično padel na cca, 600mA porabe in kondenzator se v sekundi nabije na cca. 550V.

Bom še malo poeksperimentiral z različno frekvenco, ter z različnimi časi pulza. Mogoče pa uspe .......

[VolkD]

A to delaš s timerjem ali v glavni zanki ?

[arksi]

A to delaš s timerjem ali v glavni zanki ?

V glavni zanki . Procesor ne dela zaenkrat nič drugega. To je samo za testiranje. Če/ko bo šlo zares, pa bom uporabil prekinitve .
To, kar sem napisal zgoraj, je že "skoraj idealno". Mosfet se popolnoma nič ne greje in celo ni dima. Kondenzator se polni na 550v in na 1.3s izpraznim kondenzator preko visokonapetostnega trafota. (zaenrat še z relejem)Je pa tole zamudno, spreminjati frekvenco in čas pulza v programu in vsak popravek ponovno zaprogramirati v procesor. Odličen pripomoček bi sedajle bil funkcijski generator.....

[arksi]

Takole, da sporočim delovanje. Arduino in logic level mosfet zaenkrat kar dobro opravlja svojo nalogo. Mosfet krmilim direktno s 5V napetosti iz Arduino Nano platke. Z mosfetom in swičerjem uspem napolniti kondenzator 570V (upam, da sem s osciloskopom izmeril napetost na kondenzatorju prav ). Kondenzator je 30uF. Za praznjenje kondezatorja preko VN trafota sem uporabil tiristor 2N6509, ki ga preko upora 220R na G (gate) prožim vsako sekundo.
Naj negdo preveri, če je upor za tiristor izbran pravilno?

Sedaj se proženje izvaja na vsako sekundo ne glede, na koliko se napolni kondenzator. Za v bodoče bi rad naredi, da bi preko ADC vhoda meril napetost na samem kodenzatorju in v pogojni zanki (ko bo dosežena željena napetost na kodenzatorju) potem prožil tiristor. Kondenzator se nabije do max 600V.
Koko to najlažje storiti, zanima me hardwersko? Uporabiti napetostni delilnik? Obstaja mogoče že kakšen namenski čip, da lahko tako visoko napetost pretvori v digitalno sprejemljivo za procesor?

LP

[Peter123]

Uporovni delilnik, pred AD še zenerca, ki preprečuje preveliko napetost na vhodu ADja.
Če imaš višje napetosti bodi pozoren na delovne napetosti upora, ki ga boš uporabil. Za 600V mi dal 3 ali 4 zaporedno, odvisno tudi od moči.

[arksi]

Ja, saj tako sem tudi razmišljal. Sestaviti upornost z več upori. Upore, ki imam jaz so deklarirani za max. napetost 250V.
Če naredim po spodnji sliki, bi bilo verjeto v redu? Pa še zener diodo za morebitne "špice" napetosti, višje od 5V, da ne poškodujemo vhoda procesorja.

Me pa bega to, kakšen tok naj teče čez upore? Sedaj teče dober 1mA čez upore. Ali je to dovolj, ali bi bilo potrebno povečati ali zmanjšati tok?

[DomenV]

Pri zenerci bodi pazljiv, nekatere znajo nagajati pri ADC meritvah - malo znižujejo napetost.

[arksi]

Dobrodošla bi bila kakšna informacija glede vezave uporov in zenerce. A je takšna vezava v redu, ali bi raje kako drugače???
Saj vem, da ste na polno zaposleni s raznimi "trači" po forumu, kot je npr. "Da vas vidim, da te vidim, itd......", bi vas pa vseeno lepo poprosil, da vsaj potrdite, če sem na pravi poti s tako vezavo uporov in zenerce za meritev napetosti s procesorjem. V zadnjem času se mi večkrat zazdi, da skoraj nisem več na forumu elektronike .........

Pri zenerci bodi pazljiv, nekatere znajo nagajati pri ADC meritvah - malo znižujejo napetost.

Domen, hvala za informacijo. Tukaj pri tem merjenju, ni potrebne kakšne posebne točnosti. Sploh ni problem za par voltov gor ali pa dol.

[javr]

A je takšna vezava v redu, ali bi raje kako drugače???

najbolje da zadevo preizkusiš v praksi in poročaš o rezultatih

[VolkD]

Saj vem, da ste na polno zaposleni s raznimi "trači" po forumu, kot je npr. "Da vas vidim, da te vidim, itd...

Če bi pozorno bral, bi videl, da se tudi pri tem gre za znanje s področja elektronike, le način je nekoliko zabaven.
In če smo že pri tvojem vezju,... jaz bi Z diodo dal na drug konec 56k upora, le za višjo vrednost naj bi bila.
In ko smo že pri Z diodah. Bolj kot tok, ki teče pri nižjih vrednostih napetosti od nazivne, bi mene skrbel šum. Z dioda je namreč krasen generator šuma. ADC konverter v mikrokontrolerju bo pa potem meril ta šum. Zadnji biti bodo po adc pretvorbi dobesedno noreli. Zato dodaj še dva kondenzatorja. Na vsak konec 56k upora po enega.

[javr]

___

[radix]

Pretiravate. Zener dioda ne bo proizvedla toliko šuma pod nazivno napetostjo. Sicer je pa šum v meritvi lahko tudi koristen. Če je prave vrste in vrednosti povprečimo, lahko dobimo celo večjo ločljivost od originalne ADC-ja.

Zenerjeva dioda za zaščito tudi ni nujno potrebna. CMOS vhodi integriranih vezij imajo po navadi dve zaščitni diodi proti napajalnim linijam. Če bi bile deklarirane za do 10 mA, bi potreboval na kondenzatorju čez 6 kV, da presežeš to vrednost.

Jaz bi izbral višje vrednosti uporov za delilnik. S tem se ti učinkovitost znatno poveča (kot vidiš v simulaciji, kuriš 0,7 W samo na delilniku).

[arksi]

Hvala za odgovore in pomoč. Kot sem že dejal, sama toleranca merjenja ni tako pomebna. Par voltov gor ali dol.

Glede toka, ki teče skozi dlilnik sem pa itak spraševal, če je v redu.? Z izbiro višjih upornosti bi zmanjšal tok, ki teče skozi upore in s tem posledično manj obremenjeval upore. Vedar ne vem, do kakšne mere naj se spustim s tokom? Bi bilo že par uA skozi upore dovolj, da bi procesor še zaznal napetost?

Bo treba poizkusiti......

[VolkD]

Pri zelo velikih uporih boš pač moral upoštevati še tok, ki teče v procesor. Skratka vhodna upornost procesorja bo vezana vzporedno spodnjemu uporu delilnika.

[VolkD]

Pretiravate. Zener dioda ne bo proizvedla toliko šuma pod nazivno napetostjo.

Zener dioda se pod nazivno napetostjo lahko obnaša precej čudno. Kot prvo se gre za zelo velik dinamičen nelinearen upor. Nekatere diode lahko v tem režimu celo samooscilirajo, ker lahko pride do negativne notranje upornosti. Pojav se izkorišča tudi kot željene oscilacije in je poznan kot tunel efekt. Višje kot so vrednosti uporabljenih uporov, bolj je pojav izrazit.

Se pa strinjam, da bi bilo mogoče še najbolje zener diodo preprosto izpustiti.

[javr]

CMOS vhodi integriranih vezij imajo po navadi dve zaščitni diodi proti napajalnim linijam.

nikoli nisem razumel delovanje te zaščite.
Recimo, da dam na vhod -2V; začne prevajati D2 v smer od mase proti izvoru vhodne napetosti in obdrži CMOS-vhod na masi, oziroma bolj točno, na -0,7V. Ali pa D2 pregori zaradi prevelikega toka v smeri masa->izvor vhodne napetosti. Bo do sem prav ?

Kaj pa če dam na vhod +10V ? Začne prevajati D1 in dvigne celo napajalno linijo na +10V ?

___

[Cloud]

CMOS vhodi integriranih vezij imajo po navadi dve zaščitni diodi proti napajalnim linijam.

nikoli nisem razumel delovanje te zaščite.
Recimo, da dam na vhod -2V; začne prevajati D2 v smer od mase proti izvoru vhodne napetosti in obdrži CMOS-vhod na masi, oziroma bolj točno, na -0,7V. Ali pa D2 pregori zaradi prevelikega toka v smeri masa->izvor vhodne napetosti. Bo do sem prav ?

Kaj pa če dam na vhod +10V ? Začne prevajati D1 in dvigne celo napajalno linijo na +10V ?

___

Ponavadi imajo notri se clamping cell. To sta dve zenerci okoli obrnjenji med napajanjem in maso. Kar pomeni, da ce pridejo napetostne spice jih te zenerke poberejo, ce pa hoces konstantno peljati 10V na vhod pa mora imeti vir dovolj veliko notranjo upornost, da ti ne odletijo zenerke

[VolkD]

Kaj pa če dam na vhod +10V ? Začne prevajati D1 in dvigne celo napajalno linijo na +10V ?

Vsak vir ima neko notranjo upornost. Za lažje razumevanje nariši med izbor vhodne napetosti in skupno točko obeh diod še en upor.

Zdaj bo verjetno bolj razumljivo.