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讨论一下: 网友 jimo 提供的DC-DC直流马达调速线路,1N4148会导致电路发热量过大。

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出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 11:48:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
实际电路上,它会导致3904,8050三极管极度发热,并且很容易烧坏。 将1N4148焊掉后,电路工作正常,并且性能良好。 24V输入,可以输出23.7V。所有零件均不发热。(拖我们雕刻机的60W直流马达时)。


(网友提供的线路.jpg)



(本帖56楼网友找到的德国线路)

附:2576ADJ的典型应用图:


(原文件名:SNAG-0027.jpg)


(原文件名:SNAG-0028.jpg)


数据手册 ourdev_479474.pdf(文件大小:913K) (原文件名:other_LM2575T-5.0.pdf)

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

你熬了10碗粥,别人一桶水倒进去,淘走90碗,剩下10碗给你,你看似没亏,其实你那10碗已经没有之前的裹腹了,人家的一桶水换90碗,继续卖。说白了,通货膨胀就是,你的钱是挣来的,他的钱是印来的,掺和在一起,你的钱就贬值了。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 12:20:55 | 显示全部楼层
我不能抢网友的功劳,这个电路图来自
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3220431&bbs_page_no=1&search_mode=4&search_text=praxis&bbs_id=9999

4148会不会是反了?

或许这个电路会更好一些:


<br>&#160;(原文件名:down.JPG)&#160;

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 12:30:07 | 显示全部楼层
4148作用是快速关了栅极,让栅极电荷通过4148向Q2放掉,不然只能慢慢泄露,之所以烫是24V--》15V稳压--》4148--》3904

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 12:42:02 | 显示全部楼层
发烫的原因是R1让8050导通,电流通过4148, R1, 3904到地
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 12:52:16 | 显示全部楼层
【1楼】 jimo
4148会不会是反了?
或许这个电路会更好一些:
-----------------
如果反过来,8050三极管就不能工作了。

这个新的电路,你验证过了?




发烫的原因我觉得是工作时3904与8050处于导通状态,电流从 8050的CE -> 1N4148 --> 10欧的R4 --> 3904.

所以,8050与3904 均非常热。而且容易烧坏。






【2楼】 888888888888
4148作用是快速关了栅极,让栅极电荷通过4148向Q2放掉,不然只能慢慢泄露,之所以烫是24V--》15V稳压--》4148--》3904
--------------------
发烫的原因我觉得是工作时3904与8050处于导通状态,电流从 8050的CE -> 1N4148 --> 10欧的R4 --> 3904.

所以,8050与3904 均非常热。而且容易烧坏。


大家能提出1N4148应该如何接,才能让栅极电荷快速放掉?

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 12:52:20 | 显示全部楼层
3楼解释说不通的

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 12:53:04 | 显示全部楼层
把R4换为100
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 13:08:54 | 显示全部楼层
改成100欧应该有改善,但仍会有热量。

目前我们是索性将1N4148焊掉不要。 长时间工作,所有的零件表面都是冷的。 由于主轴电机调速对速度响应不用那么明显,所以我认为将1N4148取掉对我们的电路更有帮助。(1秒内能响应就已经很好,毕竟电机有重量惯性)。


不过改成100欧,或470欧,我们均会测试一次 :)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 13:10:03 | 显示全部楼层

(原文件名:新建 Bitmap 图像.PNG)
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 13:13:06 | 显示全部楼层
【8楼】 vincent.r
----------------------
串个10K电阻就会消除上面的发热问题。

不过带来一个新问题:2SJ177是否能完全导通?

改成1K应该能解决 :)


另我总觉得 3904 与8050 是重复了。合并成一只8050,我觉得应该OK。 有人有建议吗?

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 13:23:06 | 显示全部楼层
8050 换电阻,iN4148 短接
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 13:32:49 | 显示全部楼层
【10楼】 helloshi
8050 换电阻,iN4148 短接
----------------------
同意。我也感觉这样是可行的。

有人能画出更新后的电路吗?

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 14:05:35 | 显示全部楼层
可能是DZ1的问题.

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 14:13:27 | 显示全部楼层
我觉得jimo 在二楼的图腾柱驱动挺好,另外建议gate前串个10ohm电阻,这个电路肯定能正常工作!

对于老电路发热,同意莫老大的分析“发烫的原因我觉得是工作时3904与8050处于导通状态,电流从 8050的CE -> 1N4148 --> 10欧的R4 --> 3904. 所以,8050与3904 均非常热。而且容易烧坏。 ”

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 15:44:30 | 显示全部楼层
【8楼】 vincent.r  
----------------------
串个10K电阻就会消除上面的发热问题。

不过带来一个新问题:2SJ177是否能完全导通?

改成1K应该能解决 :)


编辑原因:电路改了也不行。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 15:57:17 | 显示全部楼层
【15楼】 vincent.r
串个10K电阻就会消除上面的发热问题。  
不过带来一个新问题:2SJ177是否能完全导通?  
改成1K应该能解决 :)  
---------
貌似原来的电路不能关断8050
试试下面的图:
------------------------------------------
试过了,串个1-10K电阻,8050仍是很热。

出0入12汤圆

发表于 2009-9-10 16:11:36 | 显示全部楼层
1n4148 电流 (24-5)/10=1.9A 怎能不坏。
8050坏的原因是bc结反偏太大。
没看到这个电路有多好。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 16:12:01 | 显示全部楼层
我将LM2575的资料都上传到楼主位。 看看那位能帮忙画一个最简化,但比较严谨的扩流图?

古唧啉在吗? 呵,感觉你应该能画得比较严谨 :)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 16:13:14 | 显示全部楼层
D1串个电阻直接接到Q2集电极呢,电阻估计几百欧就可以了

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 16:17:51 | 显示全部楼层
【15楼】 vincent.r  
串个10K电阻就会消除上面的发热问题。   
不过带来一个新问题:2SJ177是否能完全导通?   
改成1K应该能解决 :)   
---------
貌似原来的电路不能关断8050  
试试下面的图:  
------------------------------------------
试过了,串个1-10K电阻,8050仍是很热


是不是说的把【8楼】的图中8050的集电极断开再串电阻?
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 16:22:19 | 显示全部楼层
当然是将C断开后,再串10K电阻。

我感觉根据2575的内部图,是否简化到直接加一只2SJ177就行? 即3904与805的电路可以简化。


(原文件名:SNAG-0028.jpg)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 16:27:09 | 显示全部楼层
这个是LM2576构成的扩流的应用电路,可以参考
晕,没贴图片

LM2576构成的扩流的应用电路 (原文件名:2576.jpg)

出0入663汤圆

发表于 2009-9-10 16:32:23 | 显示全部楼层
简化成8050不行,耐压只有20V。3904电流稍小,不过2575只有52kHz的开关频率,问题应该不大,稍留余量可以用5551。
图应该不用画了吧,D1/Q2去掉就是。R1取4.7k感觉大了,可以用示波器看看关断波形够不够陡。不过其实管子不热说明问题不大。

出0入12汤圆

发表于 2009-9-10 16:36:18 | 显示全部楼层
不用仔细分析,看看8050的连接吧,这个电路直接否定,有这么连的吗?
请作者说说8050是怎么干活的。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-10 16:39:32 | 显示全部楼层
【22楼】 hy317

LM2576直接接个N-MOS就能扩流,那可真是神了。N-MOS做上臂不用bootstrap能工作?
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 16:40:43 | 显示全部楼层
【23楼】 gzhuli 咕唧霖

你建议的图是下面?

R2改成2K如何? R4 10欧不要了吧。

但有一个疑问: 2SJ177的G极电荷,如何能快速的释放掉?


(原文件名:2575.jpg)
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 16:45:08 | 显示全部楼层
【24楼】 kv2004
不用仔细分析,看看8050的连接吧,这个电路直接否定,有这么连的吗?
请作者说说8050是怎么干活的。
---------------------
楼主位的电路,去掉1N4148后,的确是能工作,而且工作得很好。

出0入16汤圆

发表于 2009-9-10 16:47:04 | 显示全部楼层
26楼图不好,Q2的BE反压过大,会烧Q2的
可以考虑用34063产生pwm和倍压来驱动N-MOSFET
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 16:52:45 | 显示全部楼层
【28楼】 Elex 阿甘
26楼图不好,Q2的BE反压过大,会烧Q2的
可以考虑用34063产生pwm和倍压来驱动N-MOSFET
------------------------
如果只是用2575, 有什么好招数?

担心BE的耐压不够,能否串一只比如1N5819快速二极管增加反压的能力?


(原文件名:2575.jpg)

出0入12汤圆

发表于 2009-9-10 16:58:13 | 显示全部楼层
8050,大家好好看看。

28楼还提到8050的BE反压,Q2 BE有可能有反压吗?

27楼,我相信,拿掉8050以后,照样能得到23v (楼主图 而不是 26楼图)。

22楼的也许能行。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 16:59:49 | 显示全部楼层
其实Q2应该可以不用的,只要反向就可以了,或者可以参考这个

(原文件名:未命名.jpg)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 17:00:16 | 显示全部楼层
22楼的MOS无法关断,导通时压降也太大。

26楼和29楼的MOS无法导通。

1楼的图是我改的,MOS用IRF4905,类似的方式的电路在产品上使用过没有问题,用示波器看看G极波形也是挺漂亮的
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 17:11:28 | 显示全部楼层
【30楼】 kv2004
8050,大家好好看看。
28楼还提到8050的BE反压,Q2 BE有可能有反压吗?
27楼,我相信,拿掉8050以后,照样能得到23v (楼主图 而不是 26楼图)。
22楼的也许能行。
-----------------------
呵呵,你直接画一个图出来,我让工作人员焊一个实际测试一下。

28楼还提到8050的BE反压,Q2 BE有可能有反压吗? --------- 同感,应该不会有反压。倒是输出由于直接接电机,会有反电动势。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 17:15:33 | 显示全部楼层
最简单是这样,但驱动波形会变差,大电流输出不知会否发热

(原文件名:2576.jpg)

出0入12汤圆

发表于 2009-9-10 17:19:22 | 显示全部楼层
再看一下,觉得楼主的8050确实有用,可以这样改改:
1 8050的ec端对调,这样增加pn结抗反偏的能力,或者改个Vcbo大点的npn
2 增加r4电阻 10K 并104电容,r1也要相应增大。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 17:26:05 | 显示全部楼层
楼主有这么好的分析仪器,让人羡慕。用示波器看下各点的波形就应该容易分析原因的。如4148上的波形,8050be,ce的波形,R1的波形,等等。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 17:27:17 | 显示全部楼层
【35楼】 kv2004  
1 8050的ec端对调,这样增加pn结抗反偏的能力,或者改个Vcbo大点的npn
2 增加r4电阻 10K 并104电容
-------------------------------
谢谢。能否将楼主位的电路用画笔修改成你的想法?

另: 1N4148如何处理才妥当,这是本帖子的重点。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 17:35:35 | 显示全部楼层
【35楼】 kv2004
1 8050的ec端对调,这样增加pn结抗反偏的能力,或者改个Vcbo大点的npn
---------------------------------------------------

如果ec端对调8050倒直是没用了

出0入663汤圆

发表于 2009-9-10 17:37:18 | 显示全部楼层
手头能画电路的只有Proteus,顺便模拟了一下:


(原文件名:PMOS PWM.png)

这么搞还是可以工作的,但是功耗太大。
为了快速开通和关断MOSFET,用了2个100R,2N5551导通电流达到120mA,连2个100R整个通路的功耗为24V * 120mA = 2.88W,不是很理想。要快速关断,还是得1楼那样的图腾柱。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 17:40:44 | 显示全部楼层
哎,为什么不用PWM调速?成本极低,简单又可靠!过流过压也好加

出0入12汤圆

发表于 2009-9-10 17:48:58 | 显示全部楼层

(原文件名:1.JPG)
这样4148,电流几毫安,q1的电荷瞬间可以用并的电容放掉。
8050反接,放大1倍,但提高了pn接反偏,还要查一下8050的Vebo是多少。

不知道这样行不
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 17:58:20 | 显示全部楼层
哈哈,谢谢大家上面的意见。

细看一下上面网友提供的图,发现【22楼】 hy317 的B图应该是可行的。

已经通知深圳采购员采购 2SK428,10A的,正好适合我们。 1N5822换成MRB20100, 某固定电阻换成电位器,应该就OK。

明天做一下这个实验。


(原文件名:SNAG-0031.jpg)
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 17:59:36 | 显示全部楼层
40楼】 guo132 :
哎,为什么不用PWM调速?成本极低,简单又可靠!过流过压也好加
---------------------------
这个直流马达控制电压就可以调速。 使用LM2575的电路也很简单 :)

出0入12汤圆

发表于 2009-9-10 18:01:53 | 显示全部楼层
查了一下
VCBO 40  V
VCEO 25  V
VEBO 5.0  V
看来,我把ce颠倒的做法,不对。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 18:18:28 | 显示全部楼层
用PWM调速好点吧.这样直接可以在Mach3中设置主轴速度,电路也很简单,如果是我搞的话,硬件成本绝对比用LM2576低和可靠得多.而且调速比0%-100%,何乐而不为呢?
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 18:30:38 | 显示全部楼层
【45楼】 QJD_LZF
-------------------
将你的电路贴出来共享吧。谢谢。

这款机我们不准备在 mach3 中控制主轴速度。当然,大家可以自行DIY这个功能。我们在设计线路时,已经预留了这方面的控制信号接线。


注: 我们迟些的更高端点的机器,会使用变频马达,或伺服主轴。 并且,会使用运动控制卡。到时我们甚至将操作系统也集成了机箱内(像北京精雕那样)。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 18:45:36 | 显示全部楼层
楼主在42楼贴的图难道不怕GS击穿?难道那2SK的VGS比较高?感性负载GS不保护很容易穿的
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 18:49:20 | 显示全部楼层
【47楼】 888888888888
楼主在42楼贴的图难道不怕GS击穿?难道那2SK的VGS比较高?感性负载GS不保护很容易穿的
-------------------------
2SK248内部已经集成了比较完善的保护线路。

所以,我反而比较看好这个线路。明天实物焊接一下试试。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-10 19:26:14 | 显示全部楼层
【48楼】 armok 阿莫
2SK248内部已经集成了比较完善的保护线路。

所以,我反而比较看好这个线路。明天实物焊接一下试试。
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没发现K428内部有特殊的GS保护电路。

不知道这个图的来源是哪里,正常来讲LM2576直接带个NMOS是不能正常工作的:
1.LM2576的2脚是NPN射极开路输出,只能驱动NMOS导通,却无法控制其关断。
2.NMOS必须G高于S才能开通,当管子导通时,DS之间的电压差约等于0,LM2576内部的NPN集电极接1脚,和MOS的D接一起,此时G的电压还稍低于S,管子自然不会导通。这就是NMOS做上臂驱动时必须要有升压驱动电路的原因,很明显这个图没有。
3.电路刚通电时,K428的S极电压为0,LM2576 2脚输出近24V电压到K428的G极,此时Vgs > 20V,如果按手册数据,管子必穿无疑。当然,手册写的Vgss = 20V可能有余量……

修正一下第二点:
LM2576是NPN射极开路输出,K428导通时,S极的电压逐渐升高,由于GS结电容的原因,G极的电压也随之升高,此时LM2576内部NPN处于反偏状态,K428继续维持导通,无法关断,LM2576已经完全失去作用。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 20:57:42 | 显示全部楼层

(原文件名:SNAG-0035.jpg)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 20:59:56 | 显示全部楼层
老大看看这个
http://item.taobao.com/auction/item_detail-0db1-575ce1b0d34df899fb4818f0814c7736.htm
,我短消息过你的,有兴趣的话电话下,我剩下的连空PCB元件成本价都全转了,最近都没时间焊...
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 21:02:58 | 显示全部楼层
【51楼】 guo132
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抱歉,不感兴趣 :)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 21:15:25 | 显示全部楼层
支持ARMOK装2SK实验,结果惨败,记号

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 21:21:31 | 显示全部楼层
老大,你搜下我原来DIY雕刻机的贴,调速器我做过好几种类型的,你这种直接调压的不好,空转速度还行,一上负载速度变化非常大,马达力矩会变的很小的,最好的是闭环的,其次是PWM.成熟的实验过很多拉,况且你这没过流保护,一旦堵转,对马达碳刷冲击很大的,轻则功率器件损坏,大就马达卡S的,另外上W转的话反峰电压比较高的,续流管一定要加上,
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-10 23:12:50 | 显示全部楼层
【54楼】 guo132
老大,你搜下我原来DIY雕刻机的贴,调速器我做过好几种类型的,你这种直接调压的不好,空转速度还行,一上负载速度变化非常大,马达力矩会变的很小的,最好的是闭环的,其次是PWM.成熟的实验过很多拉,况且你这没过流保护,一旦堵转,对马达碳刷冲击很大的,轻则功率器件损坏,大就马达卡S的,另外上W转的话反峰电压比较高的,续流管一定要加上,
----------------------------------------------
1. 闭环的看来不可行,因为我们的只是直流电机。
2. 你的PWM方案在那里?
3. 我们通过LM2575,其实也可以算是PWM,只是使用了专用的电源芯片,而不是单片机。理论上专门芯片应该比单片机更可靠 :)
4. 我们前级是使用变压器,当电机堵转时,变压器受功率限制,产生一定的限流作用。如果超过了电源组的保险丝容量,就会烧断保险丝保护其它器件。
5. 50楼的器件内部已经有了续流二极管。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-10 23:17:32 | 显示全部楼层
google一下LM2575发现下面的图

来自德国的网页

A Bit more out of a  LM2575 "Simple Switcher"

Who doesn't know the problem to generate a small voltage (e.g. 5V) out of a high one? Sine several years you go to the lab and find.... Switchmode regulators with integrated switches..... But none with more than 3 or 5 Ampere in general. If you find one, it's not easiely to apply and can't be buyed @ the next corner.

Why not try to "enhance" a Simpleswitcher (National Semiconductors)?
  

(原文件名:DCDC_LM2575_FET_Schem.jpg)
  
Working Principle:
  
The LM2575 works a regulator only and don't deliver any current to the load.
If the regulator switches "ON", you find a voltage at the output of it. This makes T4 switching on also.
The collector of T4 now is nearly GND and also the Gate of FET T3. This FET switches on (it's a P-FET!)
For T3 you can take everything what's called Power P-FET with low RDSON, a IRF9540 is a good choice.
(The lower the higher the price :-)

The "invention" of this circuit is the Gate turn off of T3.
In ON State, The Gate of T3 has nearly GND potential, D9 conducts and T5 is off.
If now the Regulator switch it's output OFF, then the Base of T4 is pulled low by R12 and no currents flow through T4.
Also the cathode of D9 is connected to Vcc via R13. The stored energy in the Gate capacity of T3 lets now pull T5's emiter lower then the base. Whats happens if the Base of a NPN transistor has higher voltage than the emiter? It conducts ! Now, T3's gate is directly connected to the source via T5 and the gate capacity can be discharged very fast.
This happens several times faster than if you only had R13 to discharge the gate capacity !

Where you get your losses now?

First, watch Diode D1. If the switch (T3) is opened (high impedance), this diode conducts and carray ALL the current!
So, lets have a duty cycle of 0.5 then the loss in D1 are: 0.5*Vd*Ia (Vd=voltage drop @ D1 and Ia=output current).
E.g.: Ia=8A, Vd=1V -> 0.5*8A*1V=4W of loss !!!!! Therefore, take a (Shottky) Diode with lower Vd ! (楼主位二极管发热的原因)

Second, the FET has losses:
1. In the full conduct state the RDSON. The IRF has a typical RDSON of 0.2 Ohm. If you have a duty cycle of 0.5 again and 8 A of output current, then the losses are: 0.5*8A*8A*0.2 Ohm =~6.4W of loss. To minimize this losses, take a FET with lower RDSON (higher cost).
2. If the FET is turned on and off, it "walks" through a state of gate-voltage dependent resistance.
In the Turn-On moment, this losses are smaller than in the turn-Off moment (because the current is smaller if the FET turns on than it is if it turns off, the current in a coil grow linear!)
Therefore, the "trick" with T5 was made to minimize this time and therefore also the losses.
Calculate this losses is a bit difficult, so it isn't explained here.... But believe it (or try it by remove T5 and D9:-)

What can you get out of this piece of electronics?

I tested this arrangement up to 8 A (look at the diagramm), but if you use other FET's and diodes, you will get MORE!
But with increasing current, the losses in D1 will grow rapidly so you have to replace it with a MOSFET, but this is a synchronus rectified SMPS and not discussed here :-)

But this circuit has an disadvantage:
It's not protected against overcurrent, so you should use a Fuse!
If you find a circuit to short protect it and get minimal losses, please mail me !

Also you should read the LM2575 Datasheet and the Application notes !

Something to the used parts:

For the LM2575 you can also use a LM2576.
Diode D9 can be any fast Diode with enough reverse voltage and low forward voltage (also you can use a shottky Diode).
Best to get and mount seems a BYW29 in TO220 package.
Be warned !!!! A simple 1N4007 wouldn't work!

  
The coil should have about 100&micro;, but look for maximum current and DC coil winding resistance !
The output capacitor should be a special LOW-ESR type (E.G. out of a PC- Power supply on the secondary site, Look at the voltage rating !)
  



FAQ:

Question:
You can also us a SG3525 or aequivalent?
Answer:
Yes, but in the LM2575 is all you need ! Only a small amount of external parts are needed and you can save board size!
Question:
Can I also take a N-FET, they have a lower RDSON?
Answer:
NO! To turn on a N-FET you need a higher voltage @ the gate. But where to get it?

  

Question:
Why do you use the LM2576?
Answer:
This part I found in higher count in my drawer :-) But you can also take a LM2575. It doesn't ,matter.
  
  


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出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 00:36:32 | 显示全部楼层
【50楼】 armok 阿莫

我看到的K428手册是这样的:点击此处下载 ourdev_479593.pdf(文件大小:246K) (原文件名:2SK428.pdf)

手册截图 (原文件名:2SK428.png)

当中并没有提到DS间有保护二极管。


【56楼】 kalo

我看1楼的图是改进自56楼的图。

不过armok所说的8050极度发热,就真的没想明白。
按道理极度发热的应该是3904:3904饱和导通时R4上的电压至少有7-8V,可算出电流有700-800mA,DZ1/D1/R4/3904都应该热。
而3904导通时,8050的BE结其实是反偏的,根本不会导通。
在3904关断后,J177的G极相对于S极是负压,使8050的BE结通过R1正偏导通,加快泄放G极电荷,这个能量很小,不会令8050发热。

焊开D1后电路工作正常,所有东西都不热,就更怪异了,因为此时3904导通的主要电流路径是DZ1 -> 8050 EB -> R4 -> 3904 CE,其中8050因Vebo较低反向击穿形成电流通路。
这时候电流基本上还是几百mA,DZ1/8050/R4/3904都应该热,8050更应该是烧掉才对。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-11 00:42:50 | 显示全部楼层
【57楼】 gzhuli 咕唧霖
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我在一份资料里看到,2SK428 比较旧,新款的型号是2SK4204LS, 它的数据手册是:

点击此处下载 ourdev_479595.pdf(文件大小:278K) (原文件名:2SK4204LS.pdf)


2SJ177也有类似的结构。


(原文件名:SNAG-0036.jpg)





我对比了 【56楼】 kalo 提供的德国的网友,发现与楼主位网友画的基本一致,只是在GS间差了一个15V的稳压管。



发热的是3904. 由于两个管焊得比较近,所以8050也感觉较热。但3904热坏时会有冒烟 :)   拆掉1N4148后,工作就全部正常了。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 00:57:02 | 显示全部楼层
这个电路基本正确,但不能使用在电源高于15V的场合。
我觉得发热的应该是DZ1、1N4148和R4。
使用DZ1的原因是因为2SJ177的栅源耐压不是很高,只有20V,稳压管起保护作用。
但是当电源高于15V,特别像现在这样是24V时,当3904打开,则DZ1+1N4148+R4+3904导通,此时的电流为24-15-0.7-0.3(3904CE压降)/10欧(R4)=0.8A。
此时,DZ1的功率=0.8A*15V=12W,1N4148功率为0.8A*0.7V=0.56W,R4功率为0.8A*0.8A*10欧=6.4W
当然由于电路是工作在脉冲状态,实际功率要乘以占空比,但是即便是50%的占空比,DZ1的功率也将达到6W,4148达到0.28W,R4达到3.2W,通常要使器件发热不厉害,都是半功率使用,而现在这样的功率肯定将造成极大的发热。

建议换栅源耐压高的mos管,去掉DZ1即可。
另外mos管的栅极最好接个10欧电阻。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 01:09:27 | 显示全部楼层
【58楼】 armok 阿莫
发热的是3904. 由于两个管焊得比较近,所以8050也感觉较热。但3904热坏时会有冒烟 :)   拆掉1N4148后,工作就全部正常了。
--------------------------
呵呵,57楼分析没错。
估计你用那款8050(市面上的8050感觉参数很乱,Vceo有20V有25V的,不同厂参数有细微出入)BE反向击穿电压较高,实际上充当了一个6-7V的稳压管,使3904上的电流降下来了,所以都不热了。
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-11 01:17:03 | 显示全部楼层
【60楼】 gzhuli 咕唧霖
1楼的电路你可以试试调低电压,估计一是电压不容易下来,二是J177会发热。
-------------------------
楼主位的电路去掉了1N4148后,电压的调节非常好。具体表现在:

接上我们的直流电机,从最高速1万转,一直可以调到肉眼看到主轴慢慢的转。 再稍向上调到主轴1250转,用手拿着布也无法将电机堵停,证明电机的力量很大。

无论是电机调整,或低速时,楼主位的电路(去掉1N4148)的任何零件均不发热,性能感觉很好。



我是让同事焊接的。他已经校对了一整晚,焊错的可能性不大。如果你有兴趣,我可以让他焊一只快递给你测试。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 01:18:16 | 显示全部楼层
看了阿莫58楼的留言,查了下3004的Ic电流,标称值为10mA,这里满功率达到800mA,肯定受不了,3904应该用于较高频率的场合,建议把3904换成8550.

另外去掉4148的副作用是mos管的驱动波形的下降沿将会变得很缓,因为mos管的栅极将没有对地泄放通路,这样会导致mos管发热,不能去掉。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 01:18:23 | 显示全部楼层
鉴于大部分Low RDSON的PMOS管Vgs都在20V左右,1楼和56楼的电路均不适用于输入电压超过20V的场合,否则3904继续发热。

倒是有个新思路:可以将1楼第一个图的R4换成个9V稳压管,那就皆大欢喜了,稍稍牺牲一点开通速度而已。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 01:23:47 | 显示全部楼层
【61楼】 armok 阿莫

是的,会工作得很好,此时8050会按56楼的原理继续工作,我在60楼的分析不对。 :)
不过8050经常处于反向击穿状态,还是不太好,可能影响寿命。
可以试试63楼的方法。

【62楼】 xmysz

有的8050耐压只有20V,LZ位的电路供电电压24V,所以3904换成8050并不可靠。

我也是建议把3904换成电流更大的管子,例如5551。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 01:24:21 | 显示全部楼层
原来咕唧霖57楼已经分析过了,赞同!

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 01:26:49 | 显示全部楼层
5551的驱动电流太小了。
不过R4换9V稳压管倒是好办法,DZ1可以不要了,就靠9V稳压管保证mos管的栅压,同时还不牺牲波形。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 01:29:54 | 显示全部楼层
5551有600mA的驱动电流,足够了。8050也才700而已。

总结一下,1楼网友的图改进如下:
R4换成6V-9V的稳压管,DZ1去掉,此时电流不大,3904可以不用换,不过由于有6V-9V稳压管,换8050也可以。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 01:33:00 | 显示全部楼层
对的,5551够了,我看错了。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 02:04:29 | 显示全部楼层
看了下咕唧霖的分析,阿莫提到去掉4148工作良好,倒是真的,因为4148去掉以后,8050的be结反偏,充当了一个稳压管,靠这个是可以将mos管栅极的电荷放掉的,这样一来,整个电流就降下来了,(24v-15v-6v-0.3v)/10欧=0.27A,此时:
DZ1功率0.27*15=4。05W,8050功率0.27*6=1.62W,R4功率=0.27*0.27*10=0.729W,3904功率0.27*0.3=0.081W
我估计此时DZ1会烧掉,那么就靠2sj177内部的栅极保护管起作用,相当于20V稳压管,则此时8050的be结不再会被击穿,或者击穿后也不会有多大电流,因为20V+6V已经大于24V,所以各个器件都不会发热了。

阿莫可测试一下DZ1,看看是否已经坏掉。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 04:50:32 | 显示全部楼层
想起在这里有关于MOS的驱动的讨论。其中两幅图相信比较有用。

【6楼】N-MOS


【16楼】P-MOS

出10入120汤圆

发表于 2009-9-11 07:29:31 | 显示全部楼层
楼上两幅电路图明显是低频驱动,不适合做PWM。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 08:22:57 | 显示全部楼层
【67楼】 gzhuli 咕唧霖
总结一下,1楼网友的图改进如下:
R4换成6V-9V的稳压管,DZ1去掉,此时电流不大,3904可以不用换,不过由于有6V-9V稳压管,换8050也可以。
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此法要求电源要稳定才可,如电源高于30V可能会烧坏MOS,而低于20V MOS可能会导通不完全而发热。

我认为MOS驱动还是图腾柱好,1楼的图与楼主位的图零件个数是一样的,可惜没人去尝试
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 楼主| 发表于 2009-9-11 08:34:50 | 显示全部楼层
咕唧霖看来比较推荐1楼的线路,并且分析得比较透彻。

迟些我整理一下资料,然后让同事按1楼的线路焊接测试。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 13:04:12 | 显示全部楼层
1楼的电路图不能显示了,请阿莫更新一下链接
http://download.ourdev.cn/bbs_upload943894/files_12/ourdev_422203.JPG
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-11 13:40:22 | 显示全部楼层
是1楼引用了直接地址。我们的防盗链一变更,就无法看到图片的了。现在已经修正。

我已经让同事重新按咕唧霖及各位的建议画图。

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 13:47:12 | 显示全部楼层
【72楼】 shinehjx
此法要求电源要稳定才可,如电源高于30V可能会烧坏MOS,而低于20V MOS可能会导通不完全而发热。

我认为MOS驱动还是图腾柱好,1楼的图与楼主位的图零件个数是一样的,可惜没人去尝试
---------------------------------------------
1楼的图腾柱形式低压没问题,但现在电源电压高于24V,已经超过GS耐压,还是不能用,加完限压电路后低压也就有同样的问题。楼主位的图实际上和图腾柱效能一样。

按雕刻机的工作电压范围160V-260V来算,24V输入电压的变化范围是17.5-28.4之间,选用9V稳压管代替R4,MOS的驱动电压在8.5-19.4之间,低压时开通电压还是足够的,只是市电电压高于260V时VGS可能会超标,此时J177的GS保护二极管启动,3904会发热。

【73楼】 armok 阿莫

Sorry,我写错了,我所说的1楼是楼主位
1楼的图腾柱直接接Vin和GND,24V时J177的栅极电压会超标。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 14:24:53 | 显示全部楼层
【76楼】 gzhuli 咕唧霖
1楼的图腾柱形式低压没问题,但现在电源电压高于24V,已经超过GS耐压,还是不能用,加完限压电路后低压也就有同样的问题。楼主位的图实际上和图腾柱效能一样。

按雕刻机的工作电压范围160V-260V来算,24V输入电压的变化范围是17.5-28.4之间,选用9V稳压管代替R4,MOS的驱动电压在8.5-19.4之间,低压时开通电压还是足够的,只是市电电压高于260V时VGS可能会超标,此时J177的GS保护二极管启动,3904会发热。

【73楼】 armok 阿莫

Sorry,我写错了,我所说的1楼是楼主位。
1楼的图腾柱直接接Vin和GND,24V时J177的栅极电压会超标。
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楼主位的图实际上和图腾柱效能一样?如果R4=10,可以说是一样的,R4换大或换成稳压管就不一样了。

楼主位如果选用9V稳压管代替R4,当电压过高时VGS可能会超标,此时J177的GS保护二极管启动,9V或GS保护二极管或3904可能就挂掉了。至少R4是不可以省的,否则电压过高就会烧管。

看来你也是没有完全看清1楼的电路,J177的栅极电压有DZ1和8050BE结保护,理论上VGS最大只能是15+0.7=15.7V,就算电源是30V也不会超标
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 楼主| 发表于 2009-9-11 14:29:25 | 显示全部楼层
【76楼】 gzhuli 咕唧霖
Sorry,我写错了,我所说的1楼是楼主位。
1楼的图腾柱直接接Vin和GND,24V时J177的栅极电压会超标。
-------------------------------------
晕 ....

真折腾啊。这样吧,麻烦你帮我将楼主位的电路,你推荐的版本帮我画一下。你的理论比较强,我直接让同事焊一只测试。

谢谢。呵呵,下次到广州,约上你与 roasn 吃大餐。




补充回复一下。楼主位的电路,如果有1N4148时,3904特别热,8050也热,但电路仍能工作,即仍能调整电压。

去掉1N4148,电路可正常工作,3904与8050也不发热。

刚才测量了一下,去掉1N4148后,DZ1 15v稳压管没有坏,3904与8050也没有烧坏。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 14:41:44 | 显示全部楼层
干吗把P沟道当N沟道设计啊,我也来画一个,简单的要死

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 14:52:08 | 显示全部楼层
等LS的图

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 15:24:07 | 显示全部楼层
其实楼主位的电路就是1楼电路的简化型,因为1楼的2n5401是没有放大作用的,就相当于一个二极管。

ps:阿莫能否拿示波器测试一下,去掉4148后,当3904打开时,8050的be反偏电压是多少?3904的ce压降又是多少?

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 15:27:25 | 显示全部楼层
那就用分立元件画画看

这个图试验看,这个图应该可以省去稳压管了吧,栅极驱动电压+12V,如果阿莫没有时间,我明天可以试验下看



(原文件名:大师傅士大夫.jpg)
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-11 15:36:38 | 显示全部楼层
【82楼】 jj3055
不过想了下,这个电路还是专用PWM控制教好,一片ATTINY13控制PWM就可以搞定了,成本比2576便宜
----------------------
我倒喜欢使用2575,也满足我们这台雕刻机一直规划的定位: 这是一台DIY机,缺省出厂时,尽量不使用单片机。

你就帮忙画一个2575的电路吧。重点参考楼主位。因为所有零件我们都有 :)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 16:23:06 | 显示全部楼层
电路更新到82楼

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 16:26:20 | 显示全部楼层
楼主概念错,图腾柱输出时两个NPN做推挽,中文叫准互补输出,如果NPN+PNP不叫图腾柱,中文叫互补推挽,E文对应不知道音译

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 16:28:54 | 显示全部楼层
驱动直接用IR2106,用上臂,不用下臂,功率管用N管,IRFZ44,20N06,19N10之类就OK。
IR2106上臂的自举电源,上电时可以通过输出电容/负载冲电,工作时可以在续流时冲电。
也可以考虑用LM2575 N片并联的方案,独立电感及续流二极管,共电容,共反馈。
上个随手画的图,用的是UC3843 输出可高可低,纯降压模型时 把虚线框内的元件去掉,U1-3接地。
框架应该无问题,元件参数不保证正确。

(原文件名:KTDY.jpg)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 16:29:56 | 显示全部楼层
其实我觉得应该去掉DZ1,也就是那个稳压管......那个地方导通了?

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 17:31:55 | 显示全部楼层
嗯,82楼jj3305的图挺好,够简洁,阿莫可以试试。(不过MOS的DS画反了)

出0入663汤圆

发表于 2009-9-11 17:50:46 | 显示全部楼层
【85楼】 888888888888
楼主概念错,图腾柱输出时两个NPN做推挽,中文叫准互补输出,如果NPN+PNP不叫图腾柱,中文叫互补推挽,E文对应不知道音译
-----------------------------------
图腾柱是一个NPN一个PNP的,属于纯乙类互补推挽。准互补是两个NPN输出,前面用一个NPN一个PNP组成达林顿来模拟互补(达林顿的极性跟前面的管子),所以叫准互补。

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:14:47 | 显示全部楼层
嗯,82楼jj3305的图挺好,够简洁,阿莫可以试试。(不过MOS的DS画反了)

**************************************

聪聪茫茫、临时画的。PROTEL里捡来就用没注意,上次画MOS耳放图也被人指出来了
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-11 20:18:55 | 显示全部楼层
【90楼】 jj3055

聪聪茫茫、临时画的。PROTEL里捡来就用没注意,上次画MOS耳放图也被人指出来了
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有 gzhuli 咕唧霖的推荐,就它了!

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:28:41 | 显示全部楼层
470R的两个电阻用1/2W的,如果驱动不良,这两个电阻可以小点,到时最好用示波器观察下各处波形,如果有过冲只类存在,我可以改进下电路,为了简化,有些东西被我省了

这个是我临时想出来的,能不能用是个问题。明天有空的话我也实验一下

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:38:54 | 显示全部楼层
82楼的图完全没有问题的,是量产电路。
当然,最好mos管栅极加10欧电阻保护下

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:52:10 | 显示全部楼层
我不太懂MOS的驱动,我觉得去掉那个15V的稳压管也行

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:52:18 | 显示全部楼层
是否可以参考STK500的图纸,把1N4148用8050代替

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:52:21 | 显示全部楼层
我本来还想加100欧的,但考虑这东西也不是搞高压的,DV/DT不会太大,所以省了,到时用示波器观察下加与不加的区别,我明天用空的话场效应管用IRF9640试验。

这个图可以把栅极电压限制在12V,省去稳压管限压,稳压管这东西我一直不敢用的,可靠性太差
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出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2009-9-11 20:54:16 | 显示全部楼层
【96楼】 jj3055
----------------
哈哈,你明天测试完后,再画一个完整的电路,将三极管的型号也标出来。

我准备坐享其成了,哈哈。。。


另:你的基准源要不要外壳? 我们的雕刻机第二个正式作品: 为网站逻辑分析仪塑料外壳开孔 录像稍后公布 。我刚才雕了一会,有点瘾了。如果你的基准源要外壳,也可以雕刻出来 :)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:55:43 | 显示全部楼层
我不太懂MOS的驱动,我觉得去掉那个15V的稳压管也行

*****************8

这个电路的电源是24V的,如果没有这个稳压管,24V电压加在MOS管栅极,这样不好,N型的功率MOS管一般用+12V和-5V驱动的,P型反一下

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:55:53 | 显示全部楼层
jj3055没画我还没想起来,下面是我们公司一款产品的量产的电路图:

(原文件名:drv.GIF)

出0入0汤圆

发表于 2009-9-11 20:57:49 | 显示全部楼层
基准源我不打算做外壳了,实在没时间了,最近工作太忙了,做了外壳成本又增加了,不利于“普及”


楼上的图没有



草,,,,跟我的一样,哈哈
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