Пропорционально-токовое управление в обратноходовом ИИП

Ага, так это Вы и были? Значит, я там Вас неверно понял...

Согласен: Есть современные "крутые" полевики (ПТ) по приемлевой цене (Китай, в лучшем - Тайвань). Мне тоже они нравятся, но пропорционально-токовое управление к ним вообще не применимо. У меня была идея обсудить тему схемотехники на биполярном (БТ). Но если уж отклонятся то мне прийдется "защищать" биполярный: в откр. сост. ПТ свойственно, как параметр - сопротивление, кокорое сильно растет при повышении температуры, что ще более сильно ПТ разогревает, у БП такого нет. А входная емкость!
DWD: требуется ток управления не менее 63/40=1,6А. т.е .драйвер должен 2 раза за период давать такой ток - не зря спец. драйвера (серия IR и др.) выпускают, совсем другая картина с БТ: схема слегка приоткрыла его, а дальше ток пусть себе нарастает до 1,6А за счет транса тока.
DWD: Даже, если полевик окажется дороже биполярного транзистора, то разницу с "удовольствием" съедят дополнительные транзистор и токовый трансформатор с деталями обвязки к ним а может разницу съест крутой драйвер со схемой температурной защити.
Вивод: у ПТ и БТ свои преимущества и недостатки. Детекторный приемник тоже имеет преимущества - очень простой, батареек совсем ненада ... но мы его не слушаем

lolo2: Есть современные "крутые" полевики... но пропорционально-токовое управление к ним вообще не применимо.

Да какая разница... Можно и для полевика сделать пропорционально-токовое управление. Драйвер только инициирует процесс переключения, его подхватывает обратная связь и т.д.
Что выиграем? Длительность нарастания управляющего импульса для полевика и так мала, меньше сделать не получится. Остаётся ток... то есть, драйвер, возможно, потребуется более слабый. В смысле, для него не потребуются транзисторы с большим импульсным током.

Если подумать о рациональности, то, всё равно, не выгодно. Мощные драйвера уже давно есть и стоят копейки. Токовый рансформатор же, нужно ещё расчитывать и мотать. На лицо усложнение устройства, а выигрыш при этом - единицы милливатт...

lolo2: ...в откр. сост. ПТ свойственно, как параметр - сопротивление, кокорое сильно растет при повышении температуры, что ще более сильно ПТ разогревает, у БП такого нет.

Вы не правы. Да, сопротивление полевика увеличивается с ростом температуры, но это, наоборот, хорошо, так как не позволяет транзистору сразу сыграть в ящик.
Для биполярного, при перегреве, слабо помогают даже защиты с ограничением по току, потому что, главная опасность при его перегреве - появление в кристалле зон повышенной температуры и плотности тока. Имея определённую плотность тока, получаем её превышение в каком то одном, локальном месте, потому что, перегретый участок имеет меньшее сопротивление по сравнению с близлежащими областями.
То есть, кристал, просто, проплавляется в каком то небольшом локальном участке. В результате, вроде бы и ток меньше максимального, а транзистор пробился...

С полевиками же, всё наоборот. Увеличивающееся, с повышением температуры, сопротивление канала ограничивает ток через транзистор. Уменьшение тока вызывает уменьшение прогрева. Меньше прогрев - меньше сопротивление. Снова начинает расти ток... И так по кругу. Внешне, это выглядит как способность полевого транзистора стабилизировать свой тепловой режим на некотором уровне, зависящем от условий охлаждения.
В результате, полевик не пробьётся лавинообразно, как биполярник, а останется управляемым до своей максимальной температуры, когда уже утечка станет соизмерима с коммутируемым током.
Он может пробится только от превышения рассеиваемой мощности на нём.
По сравнению с комнатной температурой, сопротивление полевика при нагреве до 80 градусов увеличивется в 1,5 раза. Если при расчёте режимов исходить из того, что реальное сопротивление канала равно R*1,5, то получается хороший запас по всем характеристикам без дополнительных затрат.

Это свойство полевика позволяет включать большое их количество параллельно, не заботясь о выравнивании тока через каждый транзистор. Собственно, полевики и так состоят из большого количества элементарных ячеек - около 3000 и более маленьких полевичков, включенных параллельно. По этому, включая полевики параллельно в каком то устройстве, можно свести к минимуму статические потери мощности на транзисторах. То есть, полевики не имеют, даже, теоретического ограничения по уменьшению сопротивления канала.

lolo2: А входная емкость!
...драйвер должен 2 раза за период давать такой ток - не зря спец. драйвера (серия IR и др.) выпускают, совсем другая картина с БТ...

Да, входная ёмкость большая, потому и драйвера выпускают мощные...
Но в чём проблема то? Совершенно не проблема - найти транзистор с хорошими импульсными характеристиками. Любой транзистор в импульсе способен пропустить ток, в несколько раз больше номинального.
Что требуется? Драйвер должен иметь блокировочный конденсатор в цепи питания, емкость которого рассчитывается так, что бы при открытии полевика хватило заряда обеспечить нужный импульсный ток в течение короткого промежутка времени. И хватает, обычно, десятых долей мкФ, и то, с запасом...
При закрывания полевика, мощность от блока питания вообще на расходуется. Так что я вчера немного приврал... приувеличил... То есть, мой вчерашний расчёт можно ещё приурочить к двухтактному управлению. Для обратноходового преобразователя получается следующая картина.

Частота 50кГц, длительность периода 20мкс, ток 1,6А потребляется только в течение времени 0,04мкс. Значиит, средний потребляемый ток будет равен 0,04мкс/20мкс*1,6А=0,0032А=3,2мА. Что при напряжении питания драйвера 15В даст потребляемую на управление мощность 15В*3,2мА=48мВт.
Увеличение частоты до 100кГц, увеличит только средний ток - 0,04мкс/10мкс*1,6А=0,0064А=6,4мА. Соответственно, потребляемая мощность будет уже 15В*6,4мА=96мВт.

То есть, не смотря на то, что для управления полевиком требуется мощный драйвер с амперными ключами, питанием может служить обычная батарейка...

У биполярного, мощность управления много выше при том же управляемом токе. Потому что мощность потребляется в течение всего времени открытого состояния транзистора. Есть, даже, "лишние" затраты мощности - для биполярников вводится понятие коэффициента насыщения, величина которого показывает, во сколько раз ток управления больше минимально необходимого для открывания транзистора. То есть, для получения минимального напряжения на открытом транзисторе, требуется увеличивать этот коэффициент, а это увеличивает время рассасывания зарядов в базе, ухудшение частотных свойств транзистора и увеличение динамических потерь мощности. Обычно, берётся коэффициент насыщения 2-3. Во столько же раз увеличивается и мощность управления. То есть, она в 2-3 раза выше, чем реально требуется.
Потому и придумали пропорционально-токовое кправление для биполярников, что бы снизить эти расходы.

lolo2: ...а может разницу съест крутой драйвер со схемой температурной защиты.

Не съест, она ему не нужна...
Тепловой режим рассчитывается не по импульсной мощности, а по средней, которая исчисляется милливаттами, при токах в единицы ампер.

DWD: Можно и для полевика сделать пропорционально-токовое управление.
Нет нельзя. Для ПТ в начале периода открывания/запирания нужен большой импульсный ток, для зарядки/розрядки емкости З-И. В конце периода открывания/запирания ток затвора =0.
Для БТ ток базы за период открывания должен линейно нарастать от 0, т.е. повторять закон изменения тока коллектора.

DWD: Увеличивающееся, с повышением температуры, сопротивление канала ограничивает ток через транзистор. Уменьшение тока вызывает уменьшение прогрева. Меньше прогрев - меньше сопротивление. Внешне, это выглядит как способность полевого транзистора стабилизировать свой тепловой режим на некотором уровне, зависящем от условий охлаждения.
Все это справедливо ТОЛЬКО для ПТ , который работает у УСИЛИТЕЛЬНОМ режиме. Для ключа в откр. сост. чем сопротивление меньше тем лучше. В идеальном ключе R=0. Нагрев полевого ключа - отдаляет его от идеала, причем связь тут положительная (в отличии от БТ), - нагрев, вызывает еще больший нагрев! Мне кажется, это - просто очевидно.

DWD: Увеличивающееся, с повышением температуры, сопротивление канала ограничивает ток через транзистор.Это свойство полевика позволяет включать большое их количество параллельно, не заботясь о выравнивании тока через каждый транзистор.
НЕОСПОРИМЫЙ ПЛЮС ТП.

DWD: То есть, не смотря на то, что для управления полевиком требуется мощный драйвер с амперными ключами, питанием может служить обычная батарейка...
Однозначности здесь нет! Все зависит от емкости З-И (количества ПТ) и частоты переключения. Если Вы возмете батарейку , конденсатор большой емкости и будете его подключать к батарейке, периодически меняя полярность та еще делать это быстренько, скажем 50 тыс. раз в секунду - то бедная батарейка бытро подохнет

В 10 номере Радио есть любопытная статья Володина о Проп-Ток-Упр биполярника, например, для коммутации 15 А нужно всего 1 Вт. Рекомендую прочитать.

solarus: ... например, для коммутации 15 А нужно всего 1 Вт.

А если для коммутации использовать оптотиристор, то и несколькими десятками мВт можно ограничиться. Неудачная фраза получилась у solarus. Видимо, он хотел другой смысл передать. Но какой?

Что-то я в недоумении. Берём 1-2...50 кГц, берём чоппер, сиречь понижающий импульсный стабилизатор и используем там рекомую схему, теряя 1 Вт на управлении, что сравнимо с полевиками. И всё...

lolo2, Вы заблуждаетесь. DWD прав.

Арс: lolo2, Вы заблуждаетесь. DWD прав
Сообщете, пожалуйста, где именно, в каком пункте, или процитируйте

solarus: В 10 номере Радио есть любопытная статья Володина о Проп-Ток-Упр биполярника
За кокой год? Если за этот - я к сожаление не выписал.

solarus: берём чоппер, сиречь понижающий импульсный стабилизатор и используем там рекомую схему,
Простите, ничего из этого не понял.

Умел бы, положил бы дежавюшку. Так вот, в этой статье описывается пропорционально- токовый метод управления биполярным транзистором (в схеме импульсного понижающего стабилизатора постоянного напряжения), позволяющий коммутировать 30 В, 15 А, затрачивая на управление около 1 Вт. А правы вы... и DWD, имхо суть спора в избирательном понимании друг другом отдельных фраз. Например "DWD: Увеличивающееся, с повышением температуры, сопротивление канала ограничивает ток через транзистор. Уменьшение тока вызывает уменьшение прогрева. Меньше прогрев - меньше сопротивление. Внешне, это выглядит как способность полевого транзистора стабилизировать свой тепловой режим на некотором уровне, зависящем от условий охлаждения.
Все это справедливо ТОЛЬКО для ПТ , который работает у УСИЛИТЕЛЬНОМ режиме. Для ключа в откр. сост. чем сопротивление меньше тем лучше. В идеальном ключе R=0. Нагрев полевого ключа - отдаляет его от идеала, причем связь тут положительная (в отличии от БТ), - нагрев, вызывает еще больший нагрев! Мне кажется, это - просто очевидно."
Но, если учесть, что полевики по гексагональной технологии состоят из множества параллельно включенных ячеек, имеющих неизбежный технологический разброс, а идеал существует только в идеале, то это становится справедливым и для КЛЮЧЕВОГО режима. В- общем, спор вырождается в кусочный пересказ Хоровица-Хилла.