Umělá zátěž AR_PE_05_1996

Zpráva

Celeron · #1 Příspěvek od **Celeron** » 17 úno 2025, 20:12

Asi před rokem jsem usmažil umělou zátěž, co jsem si postavil někdy před 15 lety. Nedařilo se mi do ní již sehnat použitej "vypalovací" FET Tesla KUN05 a tak skončila v regálu na "někdy". Někdy je tady, potřebuju z ní potejrat chování jednoho zdroje. Schema je v dole. KUN05 se sice zase dá sehnat ale když to bude rozkuchaný, chtěl bych zátěž posílit nějakým lepším FETem. Zbyl mě tu po něčem jeden STP75NF75, což je 300W, 75V, 80A, 0,009R. Původní KUN05 měl jen 70W, 50V, 12A, 0,1R. Na původní chladič bych dal aktivní chlazení, dva 40 mm větráky spínaný bimetal termostatem. No a trochu si pohrát s odpory v S-ku.
Může se mi v tom vyštěnit nějaký překvápko? Co třeba dioda D3? KUN05 diodu v sobě neměl, nechat nebo odpojit?
Díky!

#2 Příspěvek od **Zaky** » 17 úno 2025, 20:17

Podle mě to normálně pojede. MOSFET v sobě tu diodu prinicipiálně má vždy.

#3 Příspěvek od **jezevec** » 17 úno 2025, 20:53

Jak píše Zaky, tu substrátovou diodu měl i ten KUN05, jen se to tenkrát v datasheetu nemalovalo.
Problém bude v novém FETu, jsou až moc dokonalé pro spínání, ale dost nevhodné pro lin. řízení.
Mám dělanou zátěž někdy z přelomu tisíciletí a po výměně fetů (asi 5let) sice celkem funguje, ale není to co předtím, takže radši používám čínskou 180W.
Asi by to chtělo vyzkoušet víc typů.

#4 Příspěvek od **Cust** » 17 úno 2025, 21:23

ten nový FET má 3x větší vstupní kapacitu, ale to asi nebude pro tu 555ku kritické
to co píše jezevec je fakt, já jsem pro lineární řízení vybíral spíše vysokonapěťové fety s vyšším Rdson, menší strmostí, které mají "lepší" charakteristiky

Valdano · #5 Příspěvek od **Valdano** » 17 úno 2025, 21:30

A co zkusit namísto lineárního řízení výkonu řídit ten FET PWM?

martinkopp · #6 Příspěvek od **martinkopp** » 17 úno 2025, 21:53

No, tak hlavně ten STP75NF75 nemá v DS vůbec uvedenou SOA pro DC, což je u zátěže celkem podstatné abys ji neodvalil. Já dal do své zátěže IXFN180N15P a konečne přestaly mosfety odcházet. Ale na tenhle tranzistor výstup 555 asi stačit nebude.

#7 Příspěvek od **rnbw** » 17 úno 2025, 21:55

V mojej cinskej je IRFP150N.

Celeron · #8 Příspěvek od **Celeron** » 17 úno 2025, 22:53

Valdano píše:A co zkusit namísto lineárního řízení výkonu řídit ten FET PWM?

A k čemu si myslíš, že tam je ta 555? Nejdřív se krátce nastaví požadovaný stejnosměrný proud v poloze přepínače KAL a potom se kmitočtem 10Hz, 100Hz, 1KHz a 10KHz zkouší dynamický chování zkoumanýho zdroje.

Martine, ten tvůj IXFN180N15P je 600W topidlo za 20 x víc peněz než ten můj. A mám ho tam na konektoru.

SOA si myslím, že se dá odhadnout podle rychlosti nárůstu teploty. KUN05 mi odešel za cca 5 minut při 15V a 5A, což je za hranicí jeho Pd. Neměl jsem tam aktivní chlazení a nějak jsem si nevšiml, že svítí ledka přejřátí a už se kroutí plastový záda krabičky KP12.

JirkaZ · #9 Příspěvek od **JirkaZ** » 18 úno 2025, 10:18

Jirko, "odhadnout SOA podle nárůstu teploty" je naprostý nesmysl.

SOA je mezní katalogový parametr daný grafem, to je všechno... FETy ho obvykle nemívají uvedený, protože jsou většinou určeny na spínací účely. Na té Wikipedii je také zmíněný problém destrukce spínacích FETů při lineárním provozu.

Pozor: Pmax bývá mnohem vyšší hodnota než omezení dané právě SOA!

Co se týče té náhrady: vzhledem k dynamickému provozu si dej pozor na Cgs, obecně řečeno výkonovější (proudově dimenzovanější) typy ho mají výrazně vyšší.

Chce to posoudit "tvrdost" buzení FETu a případně ji zlepšit, teď se mi nechce to schéma studovat.

Jen první postřeh: to buzení z 555 přes odpory v řádu kΩ opravdu není tvrdé. Ale ještě víc bude vadit ten víceméně trvalý lineární režim při kalibraci (zejména při vyšších proudech).

Osobně bych při stavbě elektronické zátěže volil na koncovém stupni jednoznačně bipolární transistory, a to ještě typy vysloveně určené pro lineární provoz (koncové stupně zesilovačů). Dají se najít i Darlingtony, takže s buzením to pak není takové drama.

No a ideální je jejich paralelizace (samozřejmě se samostatnými snímacími odpory v emitorech, zde i ve funkci vyrovnávacích odporů).

V příloze je moje pracovní provedení el. zátěže, výkonové transistory jsou Darlingtony BDX33C. Funguje jen staticky (lineárně), ale jistě by to šlo upravit na pulsní provoz. Předimenzování je zdánlivě až extrémní, ale proč ne, chladič byl nějaký zbytek a BDX33C za pár Kč z nějakého výprodeje. Navíc když se podívám právě na SOA, tak to předimenzování už není tak extrémní

Možná (!!!) by se dalo zvážit použití IGBT, přestože i ty jsou myšleny převážně na spínací účely. Chce to prostudovat katalogové listy nějakých dostupných typů. Rozhodně bych volil pouzdro TO-3P (TO-247) apod. a k chladiči nejlépe ventilátor.

martinkopp · #10 Příspěvek od **martinkopp** » 18 úno 2025, 14:50

SOA se fakt nedá odhadnout podle oteplení, mám v poznámkách že jsem například zkoušel IRFP2907PbF a ten ačkoliv má na první straně DS hektické údaje typu 200A, 470W apod. šel při 40V/2A v lineárním režimu okamžitě do kopru a při pohledu na graf i tenhle zdánlivě malý proud a ztrátový výkon je už mimo SOA. Chlazení mám z nějakého CPU z PC, s velkými větráky, měděnou základnou a heatpipe, takže celkovým přehřátím to nebylo.

Já IXFN180N15P ani jiné mosfety nekupoval, strkal jsem tam z kdečeho vykuchané tranzistory co jsem našel v šuplíku, takže je to spíš pro inspiraci. Bipolary mají nevýhodu pokud zatěžuješ zdroj s nízkým napětím.

#11 Příspěvek od **Cust** » 18 úno 2025, 15:41

JirkaZ mimo jiné píše:Co se týče té náhrady: vzhledem k dynamickému provozu si dej pozor na Cgs, obecně řečeno výkonovější (proudově dimenzovanější) typy ho mají výrazně vyšší.

Chce to posoudit "tvrdost" buzení FETu a případně ji zlepšit, teď se mi nechce to schéma studovat.

S těmi 10 kHz už to s tím novým tranzistorem bude dost na hraně. A v krátkém pulsu bude proudově cca 3x více 555 namáhaná.

Celeron · #12 Příspěvek od **Celeron** » 18 úno 2025, 17:51

Přemejšlíte tady nad tím, zda 555 FETa ukrmí. Nebudí náhodou "vypalovák" převážně operák IO4?
A propo, to byl ten KUN05 tak vynikající FET, že dokázal odejít vyloženě na upečení, jak jsem psal, až po 5 minutách při 15V a 5A?
Nová krabice KP12 by měla dorazit do konce týdne a pak se uvidí. No a snad se mě taky spravěj záda, moc mě to kvůli ním v dílně nebaví.

#13 Příspěvek od **Cust** » 18 úno 2025, 17:57

jo s tou 555kou máš pravdu, nahraď 555 za slovo OZ...

prostě, když 3x zvýšíš vstupní kapacitu, 3x navýšíš proud, 3x zpomalíš náběžnou hranu - ta už půjde k 10 µs - ano FET sepne rychleji (asi po 3 µs, ale bude mít vět Rdson...), ale i tak je to už na hraně, ale myslím, že to bude stále funkční

taz · #14 Příspěvek od **taz** » 18 úno 2025, 18:14

Nahraď to IRFP240 nebo 250, to jsou asi jedny z posledních ,lineárně se tvářících trandů, mám je taky v zátěži. Navíc mají větší pouzdro a víc vydrží

JirkaZ · #15 Příspěvek od **JirkaZ** » 18 úno 2025, 18:26

IRFP250 (od Intersilu, International Rectifier ani třeba Vishay se vůbec nezabývají DC režimem) taky v SOA není nic moc.

No ale kdo chce kam...

Možná by to šlo přes paralelizaci (a opět samostatné odpory v S). Sice jde o MOSFET a teoreticky by se dal paralelizovat rovnou, ale ne v lineárním režimu - i tak by bylo vhodné je spárovat alespoň na Ugsth).