Свежие обсуждения
Электроника в автомобиле

Замена автомобильных реле на полевые транзисторы?

1 10 14

DWD: с Вашим IRF4905 при сопротивлении канала 20-25мОм при токе 10А на нём будет рассеиваться мощность больше 2Вт. Без радиатора не обойдётесь

Да, я это учел. Собственно и выбрал из доступных и с минимальным сопротивлением канала. 2 Вт не так уж и много, что-то придумаю.

Спец: Усложнение схемы, видимо, должно заключаться в том, что затворное напряжение открывания придётся задирать гораздо выше питающих 12 вольт?

Да. Если обойтись минимумом места, то микросхема на переключающихся конденсаторах стоит чуть больше 2$, которая сможет удвоить питающее напряжение. Но не очень хочется усложнять схему.
На другом форуме нашел применение этого-же полевика для этой-же цели. Тоже работает с радиатором.

Спец: На горелых материнках ничего подходящего нет

тьфу-тьфу, таких пока нету.

Спец: или запараллелить несколько "ненормальных"

А смысл? Количество суммарного тепла не уменьшиться, просто распределиться между транзисторами. В тесном корпусе это мало что даст.

А что вы думаете про показанное управление затвором (VT1, R1)? Промоделировал в Протеусе, фронты достаточно крутые.
В цепь затвора поставлю еще резистор на 10 Ом (дабы чуть ограничить ток разряда).

Еще хотел спросить по поводу стабилитрона в цепи затвора полевика. Некоторые говорят, что он обязательно нужен. Как его лучше подключить? Анодом на "землю" или на исток?

(у меня с полевиками очень мало опыта работы)

 

Спец: Интересная получится схема... Уж лучше поискать нормальный P-канальный ключ, или запараллелить несколько "ненормальных".

Да ради Бога...
Я лично пошёл по пути "копирования" структуры БТС-ок, в которых применяют N-канальные полевики.

С тех пор применяю в качестве основы первый вариант ключа.

Собственно, ключ на N-канальном полевике отличается от P-канального наличием маломощной схемки удвоителя напряжения. Управление ключём производится посредством этой схемки.
Быстродействие такой "структуры" позволяет применять ШИМ с частотами в десятки КГц.

Спец: На горелых материнках ничего подходящего нет? Там вроде ключи 30-вольтовые...

Подходящего там навалом, но все полевики - N-канальные...

 

Сергей К: Собственно и выбрал из доступных и с минимальным сопротивлением канала. 2 Вт не так уж и много, что-то придумаю.

Среди N-канальных полевиков такой же стоимости не редкость экземпляры с сопротивлением канала 5-10мОм. Особенно - на убитых материнках.

Сергей К: Если обойтись минимумом места, то микросхема на переключающихся конденсаторах стоит чуть больше 2$, которая сможет удвоить питающее напряжение.

$2 плюс обвязка. Лучше удвоитель собрать на доступной и дешёвой КМОП логике (ЛЕ1, ЛА7), стоимость полной схемы которого будет в 5 раз меньше - не превысит 3Грн. с округлением в большую сторону.
Считал по Вашим - Киевским ценам.

Сергей К: Спец: На горелых материнках ничего подходящего нет
тьфу-тьфу, таких пока нету.

Сейчас не проблема купить убитую материнку по бросовым ценам - окупается уже только при пересчёте на одни полевики, не говория о наличии и других полезных компонентов.

Сергей К: А что вы думаете про показанное управление затвором (VT1, R1)? Промоделировал в Протеусе, фронты достаточно крутые.

Вы считайте не крутость фронтов, а потери мощности при таких фронтах. Часто получается дешевле поставить драйвер на комплементарной паре маломощных транзисторов, чем дополнительный радиатор.

Сергей К: Еще хотел спросить по поводу стабилитрона в цепи затвора полевика. Некоторые говорят, что он обязательно нужен. Как его лучше подключить?

Лучше - параллельно "самоому слабому звену" - между затвором и истоком.
В остальных случах полевик сам справится с перенапряжениями: от инверсного защитит диод исток-сток, от прямого - стабилитронный эффект. Главное - ограничить ток.

В Вашем случае достаточно защитить затворную цепь стабилитроном, а ток будет ограничен нагрузкой. Если есть большая вероятность замыкания в цепи нагрузки, то либо ставить калиброванный предохранитель, либо электронную защиту от перегрузки по току.

 

Спасибо за советы, буду "переваривать".

DWD: Вы считайте не крутость фронтов, а потери мощности при таких фронтах

Попробую собрать реальную схему и выполнить замеры.

 

Сергей К: Намекните. Лучшего пока не нашел

Список из Вашего ИМРАД-а:
IRF1010 (60В, 80А, 9мОм, TO220) - 7,50 грн.
IRF3205 (55В, 110А, 8мОм, TO220) - 6,50 грн.
IRF7842 (40В, 18А, 5мОм, SO8) - 8 грн.
IRF7832 (30В, 20А, 4мОм, SO8) - 6.70 грн.

IRF1405 (55В, 130А, 6мОм, TO220) - 7,50 грн.
STP60NF06 (60В, 60А, 14мОм, TO220) - 5,50 грн.

Извините, искать некогда. Это, всё таки, требует времени...
Я взял несколько, ориентируясь только на меньшую цену.

Можете зайти на сайт IRF, задать несколько критериев выбора (напряжение, сопротивление) и из предложенного списка посмотреть наличие в доступных Вам магазинах.

В приведенном списке я указал парочку полевичков в корпусе SO-8 (выделены жирным шрифтом).
Не смотря на малый корпус и ток они имеют маленькое сопротивление канала - 4-5мОм, по этому для Ваших целей подойдут даже будучи просто распаянными на плате.
При токе нагрузки 10А потери мощности не будут превышать 10А*10А*5мОм*1,3=0,65Вт.
Будучи распаянным на плате с площадью поверхности полигона со стороны стока 2,5см Х 2,5см (тепловое сопоротивление 50С/Вт) температура кристалла не будет превышать 0,65Вт*50С/Вт+50С=83 градусов.

Суть - при выборе ориентируйтесь не на ток, а на минимальное сопротивление канала.

Сергей К: Попробую собрать реальную схему и выполнить замеры.

Лучше сначала на калькуляторе прикинуть, а потом уже собирать. Или не собирать.

P.S.
Собственно, для Вашего случая подойдёт стандартный вариант импульсного ключа с вольтодобавкой на N-канальном полевике.
Сейчас нарисую...

 

DWD: Сейчас нарисую...

Нарисовал:

Выход ШИМ с МК подключаете к резистору R1.
Дросселем "Lпар." обозначена паразитная индуктивность соединительных проводов.

Необходимость в драйвере полевика не вижу, так как из-за низкой частоты ШИМ динамические потери мощности на полевике небольшие (десятки мВт).

Статические потери мощности будут определяться сопротивлением канала используемого полевика.

Есть одно условие - ключ должен всё время ШИМ-иться, иначе полевик уйдёт в активный режим.
Но из-за малого потребления тока затворной цепи конденсатор вольтодобавки С1 долго держит заряд, по этому частота ШИМ может быть очень низкой. В принципе, для поддержания нужного заряда на С1 достаточно выдавать на ключ один импульс не реже чем через 10 секунд.
Думаю, для МК это не проблема...

 

DWD: Список из Вашего ИМРАД-а

но это все n-канальные.

DWD: Можете зайти на сайт IRF, задать несколько критериев выбора (напряжение, сопротивление) и из предложенного списка посмотреть наличие в доступных Вам магазинах

Собственно так я и делал. Именно на этом сайте. Так и выбрал IRF4905.

DWD: Нарисовал

Спасибо. Разбираюсь.

 

DWD: Собственно, ключ на N-канальном полевике отличается от P-канального наличием маломощной схемки удвоителя напряжения. Управление ключём производится посредством этой схемки.

Натуральное "статическое" управление такой ключ не обеспечит, он позволит только ШИМ. Следовательно, эмулировать автомобильное реле он не сможет. Если же устроим дополнительный канал питания, то получаем постоянное потребление тока на поддержание ключа в открытом состоянии В СТАТИКЕ. В отличие от ничего не потребляющего P-канального ключа. Такой N-ключ будет в каком-то смысле подобен биполярному (тот тоже потребляет ток на удержание).

 

Автомобильное реле тоже потребляет на удержание.

 

DWD: Нарисовал:

А VD2 зачем ?