Управление P-канальным транзистором

Все прочитали, вроде даже поняли, взяли паяльник - а нифига не получается? Скорее сюда! Поможем. Чем можем...
Ответить
Tibman
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 21
Зарегистрирован: Вт июн 28, 2011 13:52:36

Управление P-канальным транзистором

Сообщение Tibman »

Здравствуйте.
Понадобилось мне управлять P-канальным транзистором, и неожиданно возникли сложности.
Задача такая: требуется контролировать ток в цепи электромагнитного клапана, напряжение от +48В до +56В, ток до 6А. Для отслеживания перегрузки или КЗ в нагрузке используется микросхема AD8214 (усилитель токового шунта + компаратор). Управляя транзистором в верхнем плече, коммутируем питание клапана. В нижнее плечо нет физической возможности подключить N-канальный полевик.
Включение-выключение не чаще 2 раз в секунду. Но требуется 90 таких каналов, поэтому хотелось бы обойтись максимально простым, но надежным схемным решением, и чтобы не делать "обогреватель". Управление затвором необходимо производить через опторазвязку, чтобы разделить силовые и сигнальные цепи.
Испробовав в симуляторе несколько схем, остался недоволен их работой. А прочитав кучу информации, был несколько удивлен, что такие решения, мягко говоря, не популярны.
Так как транзистор управляет довольно высоким (выше 20 В) напряжением, то нельзя допускать, чтобы напряжение Vgs превышало 20 вольт.
Во всех схемах у меня стоит оптореле. Обычно там стоит npn транзистор, но, по идее, суть работы от этого не меняется.

Схема 1 - простой делитель напряжения. Схема отличная, очень простая и надежная. При питании от 48 до 56 напряжение на затворе не превысит 19 вольт. Но, во-первых, транзистор будет медленно закрываться, хотелось бы побыстрее. А самое главное - вся мощность падает на резисторах. Учитывая, что в одном блоке будет 90 таких каналов, каждый лишний ватт - это большая проблема.
Схема 2 - к делителю добавлен стабилитрон, который, по идее, должен ограничивать напряжение на затворе. Однако, в симуляторе мне так и не удалось этого добиться, хотя и задаю ток через стабилитрон в пределах допустимого.
Схема 3 - нашёл где-то здесь. Вроде практически полая копия предыдущей, с аналогичными проблемами.
Схема 4 - работала в симуляторе. Смущает её относительная сложность (хотелось бы проще). И не совсем понимаю принцип отпирания транзистора VT2.

Голова кругом уже, а к понимаю проблемы не очень-то и приблизился. Хочется найти самое рациональное решение.
Вложения
4.JPG
Драйвер на паре транзисторов
(105.37 КБ) 706 скачиваний
3.JPG
Практически аналогичный
(77.54 КБ) 539 скачиваний
2.JPG
Простейший со стабилитроном
(75.17 КБ) 643 скачивания
1.JPG
Простейший вариант
(72.3 КБ) 622 скачивания
Реклама
Аватара пользователя
kotpalych
Электрический кот
Сообщения: 1062
Зарегистрирован: Пн ноя 21, 2011 16:45:00

Re: Управление P-канальным транзистором

Сообщение kotpalych »

Возможно имеет смысл сделать общий источник отпирающего напряжения и коммутировать его оптронами ?
Изображение
Вложения
p--.png
(6.15 КБ) 962 скачивания
Невозможно починить то, что не сломалось.
Реклама
Tibman
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 21
Зарегистрирован: Вт июн 28, 2011 13:52:36

Re: Управление P-канальным транзистором

Сообщение Tibman »

Решение хорошее, но ведь, в таком случае, придётся вводить дополнительный источник питания, вольт на 40, чего бы делать совсем не хотелось. Лучше обойтись тем, что есть.

Вот, проводил симуляцию самой простой схемы. Вроде бы даже работает. Но смущают столь большие номиналы резисторов. Но если их уменьшать, тогда растет выделяемая на них мощность.
Хотя, мне высокой частоты переключений не надо, максимум 1-2 раза в секунду.
Ещё меня настораживает индуктивный характер нагрузки. Ведь вся эта куча клапанов будет подключена к одному "общему" проводу, и так как клапанов много, и работают они не синхронно, то что там может твориться, на этом проводе, не ясно. Непонятно, какие могут быть обратные выбросы.
Хотелось бы обеспечить ускоренное закрывание.
Вложения
Транзистор.JPG
(241.15 КБ) 587 скачиваний
Аватара пользователя
kotpalych
Электрический кот
Сообщения: 1062
Зарегистрирован: Пн ноя 21, 2011 16:45:00

Re: Управление P-канальным транзистором

Сообщение kotpalych »

Tibman писал(а):придётся вводить дополнительный источник питания, вольт на 40
Не нужен дополнительный , достаточно в существующий пятидесятивольтовый добавить стабилизатор , по отношению к "плюсу" , на моей схеме "плюс" на корпусе , а питание "минус" .
Tibman писал(а):Хотелось бы обеспечить ускоренное закрывание.
Добавил в свою схему транзистор для ускоренного запирания полевика .
Изображение
Вложения
p1--.png
(9.73 КБ) 1308 скачиваний
Невозможно починить то, что не сломалось.
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Tibman
Первый раз сказал Мяу!
Сообщения: 21
Зарегистрирован: Вт июн 28, 2011 13:52:36

Re: Управление P-канальным транзистором

Сообщение Tibman »

Спасибо за помощь! Идея ваша понятна, действительно самое надежное решение.
Но ведь на стабилизаторе, если на нём будет падать вольт 16, тоже будет выделяться приличная мощность. К тому же не понятно, какой ток должен стабилизатор отдавать в расчете на один транзистор. Если в каждый канал такой придётся встраивать, это весьма накладно.
Реклама
Аватара пользователя
kotpalych
Электрический кот
Сообщения: 1062
Зарегистрирован: Пн ноя 21, 2011 16:45:00

Re: Управление P-канальным транзистором

Сообщение kotpalych »

В рассчетах не разбираюсь , но думаю на указанной вами частоте , общее потребление всех схем управления полевиками не превысит десяти ватт . Стабилизатор управляющего напряжения можно применить последовательный , в этом случае транзистор стабилизатора можно будет поставить на радиатор .
Изображение
Вложения
p2--.png
(9.98 КБ) 1005 скачиваний
Невозможно починить то, что не сломалось.
Реклама
Ответить

Вернуться в «Практика»