Regulator de turatie cu SG3525

[Barbu Paul]

  Q2 nu se satureaza, curentul de colector este dependent de curentul aplicat in baza tranzistorului si de factorul de amplificare in curent, practic se reduce tensiunea din pinul 8 pana cand sistemul se echilibreaza, astfel se micsoreaza factorul de umplere si implicit se limiteaza curentul prin motor, stabilitatea buclei de reglare este inbunatatita de filtrul trece jos format din R6 si C7,  limitarea curentului puls cu puls are ceva probleme atunci cand vrei sa pornesti un motor deoarece la pornire motorul va lua un curent mult mai mare, fapt care face imposibila in unele cazuri pornirea motorului, cat despre faptul ca cei 100 mA debitati de catre sursa de referinta sunt suficienti pentru comanda tranzistorului MOSFET IRL520, iti sugerez sa faci un calcul simplu din care sa rezulte timpul necesar ca poarta tranzistorului sa stocheze cei 12nC.

  Functie de inducanta motorului se regleaza frecventa oscilatorului, din acest motiv autorul a prevazut si un reglaj de frecventa.

  Tranzistoarele bipolare se satureaza numai atunci cand se atinge un anumit curent in baza, practic valoarea curentului de baza necesar pentru saturare este dependent de factorul de amplificare in curent de configuratia in care este montat tranzistorul  si de elementele de circuit, nu stiu de unde impresia ca un tranzistor functioneaza doar in regim saturat - nesaturat.

  Din baza tranzistorului NPN intern mai pleaca o conexiune care este conectata la intrarea de "set" a bistabilului si pe intrarea portilor logice din partea de comanda a blocurilor de iesire, atunci cand se atinge nivelul logic de comutare iesirile comuta in starea logica corespunzatoare, dar pana cand pe pinul 10 nu se aplica o tensiune suficienta integratul va functiona in regim PWM similar cu aplicarea tensiuni de comanda la supracurent pe pinul 8. 

 

 Cu stima

Barbu Paul

[Marian]

Nu sunt interesat de polemici, motiv pentru care o sa mai spun doar atat:

 

Topicul de fata este o dovada incontestabila ca schema nu e functionala.

 

De aici ma retrag, daca sustinem cu atata patos configuratii cel putin indoielnice atunci no comment...

 

Toate cele bune.

[UDAR]

@Barbu Paul 

Eu am obiectat primul împotriva folosirii referinței pentru alimentarea driver-ului MOSFET așa că sunt dator să mă justific.

Mai întâi 100mA este curent de scurtcircuit , la tensiune de ieșire zero . Presupunând o variație liniară putem lua cel mult 50mA ca și curent mediu . Apoi noi discutăm despre o schemă care nu funcționează , echipată cu IRF540 , nu despre cea originală ( care poate a funcționat ) , cu IRL520 . Cel utilizat are 72nC , nu 12. În continuare , dacă presupunem ,cum am zis o variație liniară, cu 100mA în scurt și 0 mA la 5V vom avea vreo 20mA la 4V . Din aceștia , cea mai mare parte este deviată la masă prin rezistența de 220Ω. Este deci problematică deschiderea corectă a tranzistorului , mai ales dacă acesta este mai ”leneș” , adică are Vgsth mai mare , cum ai sugerat mai sus. 

Chiar dacă în versiunea originală schema funcționează este - după aprecierea mea , desigur - o eroare să se proiecteze în acest sens . Pe lângă nesiguranța comenzii MOSFET mai afectăm și toate celelalte etaje alimentate din referință.

 

Legat acum de modul de realizare a protecției - e posibil ca autorul să fi avut în vedere curentul de pornire , cum spui . Dar , de ce spui că Q2 nu se saturează ? Nu este nimic care să împiedice coborârea potențialului colectorului sub cel al bazei . Analogia cu generatorul de curent constant liniar merge până la un punct . Să presupunem că MOSFET-ul conduce curentul tocmai necesar deschiderii lui Q2 . Acesta acționează în sensul încetării pulsului de comandă , dar asta durează sute de ns . Între timp curentul crește - cât de repede nu știu , depinde de inductanța motorului . Încetează pulsul , sarcina din poarta MOSFET începe să se descarce - pe unde ? - prin rezistența de 220Ω deci relativ lent . Tranzistorul conduce în continuare , curentul crește în continuare . De ce deci nu s-ar putea satura Q2?

Sigur , asta nu influențează esențial funcționarea .

 

EDIT Da , s-ar putea ca problema să fie mai subtilă . Practic ar trebui să scriem conservarea sarcinii pe C6 care se încarcă prin 50µA intern și se descarcă prin Q2. Și , adevărat , este foarte probabil să nu se satureze Q2 . El va trage doar niște impulsuri de curent din Q2 încât să mențină un anumit potențial. 

Mai sus am făsut o analiză într-un punct , am ignorat contextul. Îmi retrag deci partea cu saturarea-nesaturarea lui Q2 . Nu o șterg , nu ar fi fair play față de cei care au citit deja.

Editat Mai 6, 2015 de UDAR

[CIBY2]

@Barbu Paul 

Eu am obiectat primul împotriva folosirii referinței pentru alimentarea driver-ului MOSFET așa că sunt dator să mă justific.

Mai întâi 100mA este curent de scurtcircuit , la tensiune de ieșire zero . Presupunând o variație liniară putem lua cel mult 50mA ca și curent mediu . Apoi noi discutăm despre o schemă care nu funcționează , echipată cu IRF540 , nu despre cea originală ( care poate a funcționat ) , cu IRL520 . Cel utilizat are 72nC , nu 12. În continuare , dacă presupunem ,cum am zis o variație liniară, cu 100mA în scurt și 0 mA la 5V vom avea vreo 20mA la 4V . Din aceștia , cea mai mare parte este deviată la masă prin rezistența de 220Ω. Este deci problematică deschiderea corectă a tranzistorului , mai ales dacă acesta este mai ”leneș” , adică are Vgsth mai mare , cum ai sugerat mai sus. 

Chiar dacă în versiunea originală schema funcționează este - după aprecierea mea , desigur - o eroare să se proiecteze în acest sens . Pe lângă nesiguranța comenzii MOSFET mai afectăm și toate celelalte etaje alimentate din referință.

 

...

Nu vreau sa comentez on-topic, au facut-o colegii foarte pertinent mai sus, dar am totusi o nelamurire referitoare la variatia liniara a tensiunii de referinta in functie de sarcina.

Tensiunea de referinta nu este o sursa de tensiune constanta, limitata la un anume consum garantat de producator? Faptul ca ar avea o oarecare variatie (1-2%) pana la o valoare oarecare a curentului, inteleg, dar o variatie liniara ma baga in ceata!

Editat Mai 7, 2015 de CIBY2

[UDAR]

Desigur , nu este chiar o variație liniară , era vorba doar de o evaluare . Mai concret , foaia de catalog ne spune că blocul de referință furnizează tipic 100mA în scurt circuit (adică la tensiune zero). Cât va fi curentul la 2,5V tensiune la ieșire ? Aici a intervenit aproximarea liniară și am răspuns - 50mA, respectiv la 4V ar fi 20mA.  

Sigur, în realitate tensiunea se menține constantă pînă la un curent limită ( probabil vreo 20mA ) după care începe să scadă brusc.

Ținând cont de faptul că se estima doar un timp de încărcare a unui condensator ( Cgs) unde valoarea  medie a curentului  iar nu variația lui în timp contează, aproximarea este , cred, acceptabilă.

Încărcarea condensatorului începe,  evident , de la zero volt deci circa 100mA și se termină la 5V respectiv zero mA . La asta se referea aproximarea.

[Marian]

Referinta este relativ constanta de cca 5-5,1V pana la o sarcina maxim recomandata in pdf de 20mA ( spun relativ pentru ca tot pdf-ul specifica ceva variatii functie de sarcina, temperatura sau alimentare integrat ), daca se depasesc cei 20mA tensiunea de referinta incepe sa scada pentru ca intervine limitarea, referinta trece de la regimul de sursa de tensiune constanta, la sursa de curent constant. DIn pacate in niciunul din pdf-urile verificate de mine nu exista grafice cu descrierea performantelor Vref functie de factorii care o pot influenta deci sigur nu se poate spune nimic, totusi mi se pare ok aproximarea lui UDAR.

[giongiu]

Pentru initiatorul topicului, intrerupe legatura dintre pinul 13 si pinul 16 si conecteaza-l in pinul 15. Astfel tensiunea de comanda pentru mosfet, va fi suficienta.

Tensiunea de 5V este tensiunea de referinta pe care integratul o scoate  pe pinul 16, cum pinul 16 este conectat cu pinul 13 (pinul 13 alimenteaza tranzistori din blocul de iesire)  putem spune ca tensiunea de iesire nu poate depasi 4V , tensiunea de 12V alimenteaza blocurile buclei PWM nu si blocurile de iesire. Cu stimaBarbu Paul

Corecta observatia, imi cer scuze.

[Marian]

Schema originala este prea exclusivista, topicul acesta o dovedeste, chiar daca in varianta originala ar putea functiona, totusi se bazeaza pe principiul "poate merge si asa", prea multe neajunsuri, prea multe situatii limita. Sa elaborez:

 

-Se foloseste un mosfet logic level cu Rds-On de 0R27, limitarea intervine undeva pe la 8,8A ( 0,65/0,0733 ), ceea ce inseamna ca in sarcina maxima la limitare, pe mosfet pica 8,8*0,27=2,3V.

 

-Se foloseste un mosfet al carui producator recomanda un curent continuu maxim absolut de 9,2A la o temperatura a capsulei de 25*C, presupunand prin absurd ca se poate mentine aceasta temperatura, totusi sa te duci atat de aproape de maximul absolut e cel putin neinspirat, dar analizand caderea pe mosfet calculata mai sus, rezulta ca e putin probabil sa se poata asigura o temperatura de 25*C a capsulei in regim de sarcina maxima.

 

-Conform pdf, valoarea Rds-On de 0R27 poate fi obtinuta la o tensiune poarta-sursa de minim 5V, alimentam comanda interna a iesirilor din 5V, pdf-ul SG3525 specifica un nivel HI al iesirilor de tipic 19V pentru o alimentare de 20V si un curent de sarcina de 20mA ( nu mai zic de iesirea valabila la sarcina de 100mA pe iesire ), deci din start pe etajul de iesire se pierde cca 1V, din referinta de 5,1 mai raman 4,1V, pe iesire sunt inseriate diode, deci din 4,1 mai raman cel mult 3,5V, aceasta este tensiunea pe care poarta o primeste ( sa zicem ), dar nu este tensiunea care se va regasi intre poarta si sursa, la sarcina maxima unde conteaza cel mai mult o comanda eficienta, pe rezistentele din sursa pica cei cca 0,65V de care am zis mai sus, deci mai ramanem cu 2,9V tensiune de comanda poarta-sursa, din minimul de 5V ceruti de pdf pentru Rds-On optim, pai zau asa, despre ce vorbim?

 

Pentru moment ma opresc aici.

[Barbu Paul]

  Am realizat din curiozitate montajul (am folosit componentele din schema originala), curentul se limiteaza pe la 6,8A, tranzistorul MOSFET montat pe un radiator care poate disipa 16W se incalzeste  cam pe la 35 grade C, in rest se incadreaza in cele spuse de autor. 

 

 

 Cu stima

Barbu Paul

[Marian]

Daca ati respectat valorile din schema atunci conform carui principiu curentul se limiteaza la 6,8A?

[UDAR]

Nu am contestat că ar putea funcționa schema originală dar îmi mențin părerea că e o soluție neindicată folosirea referinței așa cum este ea folosită.

Dacă totuși ați avut răbdare să o experimentați dați-ne mai multe detalii . Ce sarcina ați folosit , la ce frecvență a lucrat și , mai ales , ce factor de umplere - acesta e foarte relevant din pdv termic. 

Niște poze cu oscilograme - dacă ar fi disponibile - ar ajuta foarte mult.

[giongiu]

Sa alimentezi mosfetul, fie el si logic, din referinta de 5V, mi se pare o prostie. Tind sa cred ca cel ce a ...conceput...schema, s-a inspirat de undeva, nu prea avea habar cum e cu mosfetii, a presupus ca mosfetul de care poate dispunea, are nevoie de maxim 5V, pentru comanda si a facut trzsnaia asta. Ma repet, sa ai la dispozitie 12V, dar sa comanzi cu 5V mosfetul,ca in cazul de fata, e o prostie.PSNu editez ce-am scris, ca nu-mi sta in caracter. Am cautat din curiozitate caracteristicile mosfetului din schema originala si am descoperit surprins, ca tensiunea maxima GS, e de doar...10V. E prima data cand aflu de o tensiune maxima, asa mica...Deci m-am inselat, schema a fost conceputa nu din prostie, ci oarecum corect. Totusi, cred ca autorul putea gasi n solutii de a impaca capra cu varza, reducerea tensiunii de alimentare la 9V, cu un LM7809, fie chiar si un zener de cativa volti inseriat in poarta mosfetului, etc.

Niște poze cu oscilograme - dacă ar fi disponibile - ar ajuta foarte mult.

Si eu as fi curios sa vad asa ceva. Editat Mai 7, 2015 de giongiu

[Marian]

Eu revin la ce am zis prima data despre schema, si spun ca e o prostie, da e o prostie sa folosesti mosfet cu 0R27 la o tensiune asa mica, este o prostie sa alimentezi din Vref poarta unui mosfet chiar si logic, si culmea prostiei mai risipesti mai bine de 1V cumulat pe diode si rezistenta din sursa, e o prostie sa folosesti un mosfet evaluat la un maxim absolut de 9A, pentru o limitare activa la peste 8A ( in fapt cam 8,8, calculati si voi ), cand sunt atata amar de mosfeti net superiori si destul de accesibili ca si pret.

[giongiu]

Am realizat din curiozitate montajul (am folosit componentele din schema originala), curentul se limiteaza pe la 6,8A, tranzistorul MOSFET montat pe un radiator care poate disipa 16W se incalzeste  cam pe la 35 grade C, in rest se incadreaza in cele spuse de autor. Cu stimaBarbu Paul

Tot respectul pentru confirmarea practica a teoriei, dar ca sa dam totusi o mana de ajutor initiatorului acestui topic, testeaza te rog si schema...normala, alimentand tranzistorii din totem pole cu 12V, pentru a comanda un mosfet iarasi... normal, nu unul atipic cu 10V, tensiune maxima GS.Apropo de schema oarecum ciudata, nu putem sti de ce a ales autorul un asemenea mosfet, poate asta a avut la dispozitie, poate a ales alimentarea din referinta din comoditate, etc. Pana la urma, omul a oferit o solutie ceva mai buna decat nimic, pe care altii o pot adapta la nevoile lor. Editat Mai 7, 2015 de giongiu

[Barbu Paul]

  Curentul de 6,8A l-am  masurat pe circuitul de alimentare al motorului si este vorba de valoarea medie a curentului nu de valoarea de varf care in mod sigur este de aproximativ 8A.

 

 Cu stima

Barbu Paul