WIRTUALNY KLUB MODELARZY RC

Witam.
Pozwalam sobie zadać pytanie – może któryś z Szanownych Kolegów ma doświadczenia – odnośnie zamienników tranzystorów MOSFET stosowanych w regulatorach bezszczotkowych.
W regulatorach będących w moim posiadaniu zamontowane są tranzystory SI4425 oraz IRF 7811.
Z pobieżnej! podkreślam! pobieżnej lektury not katalogowych można wysnuć wniosek że zamiast 7811A można zastosować IRF7313PBF, ale niepokoi mnie to że w nocie katalogowej 7811A jest uwypuklony parametr Qg – 17nC a 7413 na ten parametr na poziomie 52nC.
Zamienników SI4425 nie szukałem, ale prawdopodobnie sytuacja będzie podobna.

_________________
Pozdrawiam,
Adam.
Hitec Optic 6 synteza 35 MHz + 2,4GHz, RWD-5, Fokker IIIe, MiniMag, SU-26.
Easy Star odleciał w siną dal, ale się znalazł.
Moje byłe: StoNoga, Fox

Post leży od dwóch dni i nic, to może spróbuję coś napisać.
Zamienniki ? To trudne pytanie. Parametry użytych elementów musza być rozpatrywane w kontekście konkretnej aplikacji. Gdyby ten tranzystor włączał raz na jakiś czas żarówkę, jego Qg nie małby żadnego znaczenia. Niestety w impulsowym regulatorze silnika jest ważny, pytanie tylko jak bardzo. Ponieważ jest to parametr charakteryzujący wielkość ładunku jaki należy wprowadzić do bramki by w pełni włączyć tranzystor musisz wiedzieć w jaki sposób Twoje tranzystory są sterowane. Sam proces włączania jest kilkuetapowy i ściśle związany z pojemnościami które "widzimy" gdy zajrzymy MOSFETowi w bramkę Pierwsza z nich - ta najbardziej oczywista to Cgs czyli kondensatorek między bramką a źródłem. Załóżmy zatem, że nasz tranzystor jest wyłączony, Vgs=0 a w drenie czeka już pod napięciem jakieś obciążenie. Zaczynamy wpuszczać do bramki prąd i Cgs zaczyna się ładować. Póki nie dojedziemy do napięcia progowego (Vth) nic specjalnego się nie dzieje. Po jego przekroczeniu zaczyna otwierać się kanał i rusza prąd drenu. W zależności od charakteru obciążenia może (ale nie musi) zacząć spadać napięcie drenu. Od chwili gdy Vd zaczyna spadać powinniśmy się zainteresować drugą pojemnością, Cgd często nazywaną pojemnością Millera który dawno temu zauważył taki sam efekt w tranzystorach bipolarnych. "Podłączona" jednym końcem do drenu a drugim do bramki Cgd obecnie jest naładowana i gdy Vd zaczyna spadać, musimy ją rozładować prądem z naszego drivera. W czasie tego procesu napięcie bramki pozostaje stałe i to jest ten charakterystyczny schodek który widać gdy przypniemy się oscyloskopem do bamki pracującego MOSFETa. Gdy drugi kanał podepniemy do drenu zobaczymy spadające szybko napięcie. Moment gdy przestanie ono spadać uznajemy za chwilę pełnego załączenia tranzystora. Napięcie na bramce zaczyna dalej rosnąć bo driver wciąż ciągnie do góry ale to już nie ma znaczenia. Cały prąd który wpakował driver do bramki jest właśnie ładunkiem Qg. Co z tego wynika ? Tylko tyle (i aż tyle) że tranzystor z większym Qg potrzebuje więcej prądu by włączyć się w tym samym czasie i odwrotnie, przy tym samym układzie drivera będzie włączał się proporcjonalnie dłużej. No i dochodzimy do sposobu sterowania. Regulatory naszych silniczków 3-f zrobione są z trzech identycznych stopni po (conajmniej) dwa tranzystory w każdym. Od plusa zasilania jest MOSFET (p albo n - w zależności od wyrafinowania konstrukcji) i od masy jest drugi (chyba) zawsze typu n. Ze środka wyprowadzona jest faza silnika i tak trzy razy. Mając taki układ możemy dołączać każdą fazę niezależnie do plusa lub GND a procesor jest od tego, żeby wiedzieć kiedy, którą i do czego. Układ sterowania takiej "pionowej" pary tranzystorów musi spełnić jeden podstawowy warunek: nigdy nie włączyć obu tanzystorów na raz. Wiedząc już, że procesy włączania i wyłączania nie trwają nieskończenie krótko nie wolno po prostu w tej samej chwili jednego tranzystora załączyć a drugiego wyłączyć bo przez chwilę oba będą przewodziły prąd. Dlatego tak cenne są zawarte w procesorach modulatory PWM z dwoma wyjściami "rozsuniętymi" w czasie. W niektórych (tiny26) to rozsunięcie jest stałe, np. na jeden zagar timera i wtedy trzeba tak dobrać jego częstotliwość by nasze tranzystory zdążyły się "pozbierać" a w innych jest specjalny rejestr do którego zapisujemy żądany "czas martwy". W konkretnym (ale nie zaprojektowanym przez nas ) regulatorze trzeba przede wszystkim dowiedzieć się jak zrobiony jest driver. Jeżeli para tranzystorów sterowana jest z jednego sygnału cyfrowego rozdzielanego na bramkę n i bramkę p to mamy najgorszy przypadek. Tutaj czasy bedą najbardziej krytyczne i muszą być krótkie chyba, że zadbano o czas martwy analogowo, w samym "rozdzielaczu". Z drugiej strony można coś wtedy poprawić samemu Przy sterowaniu z oddzielnych wyjść PWM trzeba czas martwy zmierzyć. Podejrzewam, że sam proces komutacji faz jest trochę jakby niezależny od "odgórnego" algorytmu nadzorującego pracę silnika, pzynajmniej w chwili startu. Licząc na to proponuję wylutować uszkodzonego MOSFETa, wlutować zamiennik, dołączyć mały silnik i jednocześnie obejrzeć napięcia na bramkach naprawionej pary albo na podstawie konstrukcji drivera oszacować jak bardzo może być źle. Niebezpiecznie jest wtedy, gdy jeden z tranzystorów jest wyraźnie wolniejszy niż drugi. Wtedy podczas jego wyłączania po prostu się spóźni bo ten szybszy już zdąży się właczyć i prąd popłynie od plusa wprost do masy. Wlutowanie dwóch wolniejszych nie jest już tak groźne niemniej warto pamiętać, że proste drivery (np. tranzystor + rezystor w kolektorze) są niesymetryczne i czasy ładowania/rozładowania bamek mogą sie różnić. Wiem, to wszystko wygląda dość kiepsko ale zdalnie trudno coś szczegółowego poradzić. Nie napisałem o rezystancjach kanału które też dobrze byłoby porównać bo od tego zależą straty w stanie ustalonym, o diodach które też swoje czasy (recovery time) mają, o czasach narastania i opadania prądu wyjściowego związanych z geometrią samego kanału i rozproszoną rezystancją bramki, o.. Na początek proponuję artykuł ze strony IRF. Generalnie im słabszy driver, wolniejszy tranzystor, wieksza rezystancja kanału, wolniejsza dioda, większe obciążenie i większa częstotliwość komutacji tym gorzej. Jeżeli Twój regulator pracuje z niską czestotliwością PWMa to straty na przełączanie mogą być nieistotne i wtedy ważny jest raczej Rds. Jeżeli większość rozpraszanej mocy tracimy w chwili komutacji, trzeba znaleść małe Qg. Jeżeli MOSFETa popychamy wprost z 3 albo 5V procesora, musi być minimalne Vth (logic driven). Jedynie niesamowity postęp technologii umożliwił pakowanie MOSFETów mocy do obudów SO-8 ale te plastikowe robaczki mają swoje ograniczenia. Ich rezystancje termiczne rzędu 50stopni/Wat załatwiają je w przedbiegach bo ograniczają moc strat do pojedyńczych W. Dlatego producenci kombinują z grubymi i szerszymi niż ustawa przewiduje nóżkami, specjalnym metalowym padem pod "brzuszkiem" albo.. coraz mniejszymi Qg, Rds i Vth. Z kolei konstrukcje regulatorów to wypadkowe wielu kompromisów. Jeżeli ktoś użył tak fajnego tranzystora to albo zaoszczędził na sterowaniu albo z tej samej obudowy (jeśli mogę tak nazwać kolorowego termokurcza za co niniejszym przepraszam wszystkie obudowy) chciał wyciągnąć większy prąd niż konkurencja. Naprawiając uszkodzony regulator masz niejako szansę zrobienia nowego, zupełnie własnego a ja.. bardzo jestem ciekaw, jak Ci się powiedzie
Trochę się rozgadałem (i żadnych konkretów) ale mimo wszystko mam nadzieję, że coś to pomoże
Pozdrawiam.

Jeszcze w sprawie uszkodzonego regulatora:
Czy słyszeliście teorię w której każdy element elektroniczny ma wbudowaną przez producenta i niezbędną do prawidłowego działania pewną porcję dymu ? W sprzyjających warunkach elementy wypuszczają ten dym na zewnątrz i.. przestają tym samym działać

_________________
Marek
Tipsy (RIP), PT-17, EasyStar, EasyGlider, Fox
X-412 z apetytem na coś większego

Marku, dziękuję bardzo.
Twoja odpowiedź (bardzo na nią liczyłem) dała mi pojęcie o występujących zależnościach, i ukierunkował mnie co do poszukiwania zamienników. W zasadzie zajmuję się tym dla "sportu" i pozyskania wiedzy.
Rzeczywiście jestem w posiadaniu uszkodzonego regla ale nie będę go raczej naprawiał (no może kiedyś spróbuję) ponieważ wymontowałem z niego uszkodzoną gałąź i regiel jest już sprawny ale jako 20A a nie jako 30A. A tranzystory z pozostałych dwóch "silniejszych" gałęzi będą stanowiły magazyn serwisowy.

I wreszcie wiem dlaczego czasami elektronika dymi – kto by pomyślałâ€¦..

Gwoli informacji dla potrzebujących IRF7811A są osiągalne w Polsce w okolicach 4 PLN netto natomiast niestety należy zamówić 95 sztuk.
SI4425 też i w podobnej cenie ale minimalne zamówienie to 2500 sztuk Buuuuuuuuu.

_________________
Pozdrawiam,
Adam.
Hitec Optic 6 synteza 35 MHz + 2,4GHz, RWD-5, Fokker IIIe, MiniMag, SU-26.
Easy Star odleciał w siną dal, ale się znalazł.
Moje byłe: StoNoga, Fox

Spróbuj poszukać tutaj, może któryś tranzystor będzie odpowiedni.

http://mse.beep.pl/listtest.php?grupa=TRA40

_________________
Pozdrawiam, Marcin vel Skazoo
gg:620606

Znam oczywiście ten sklep i czasami się u nich zaopatruję - niestety kiedyś na ATmege128L czekałem 4 tygodnie, pomimo że miała być od ręki.
Ale generalnie dostawca godny polecenia.
Teraz już wiem, na co zwracać uwagę przy doborze zamiennika - ponownie przeszukam ofertę dostawców.

_________________
Pozdrawiam,
Adam.
Hitec Optic 6 synteza 35 MHz + 2,4GHz, RWD-5, Fokker IIIe, MiniMag, SU-26.
Easy Star odleciał w siną dal, ale się znalazł.
Moje byłe: StoNoga, Fox

A ten sklep znasz???

http://www.dacpol.com.pl/ofer/pde/pl_html/f/1.html

Skoro jesteś z Piaseczna to nie będziesz miał daleko. Sklep jest na terenie dawnej Laminy.

_________________
pozdrawiam
Marcin
kanały - 73, 74, 76
Biorę udział w akcji "Chcę pisać poprawnie"

Zapraszam na moją stronę: www.switchak.pl