Полевой транзистор для ленты

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Имеется светодиодная лента с потреблением около 2А на 12В, ардуино нано и полевой транзистор КП737Г ( https://belchip.by/sitedocs/tranzistor/mosfet/kp737.pdf ).

Хотелось бы собрать ключ для ШИМ этой ленты. Нутром чую, что для этого не надо обвязка более одного транзистора и пары резисторов. Пошерстил инет, почитал даташит, но явного понимания выбора полевика не осталось в голове. Подскажите, подходит ли он? Как расчитать резисторы? 

Без расчетов собрал тестовый макет, где выход ардуины соединил с затвором через 200Ом, между затвором и истоком (кторый на общей земле) стоит 1кОм. Схема работает, но греется очень сильно транзистор (обжечься можно). Я так понимаю, что схема все таки неверна. 

Есть еще и BD241C. Может, хватит и его?

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Греется потому, что открывается неполностью. Можно попробовать повысить напряжение затвора или уменьшить резистор в затворе (ом до 10), но вообще-то, по-хорошему полевому транзистору нужен драйвер, а то у Вашего вон пороговое напряжение 2-4В.

Посмотрите вот здесь и про драйвер, и про резисторы, а со страницы 5 весьма толково написано как выбирать, на какие характеристики смотреть, и почему один походит, а другой - нет.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

ЕвгенийП пишет:

Греется потому, что открывается неполностью. Можно попробовать повысить напряжение затвора или уменьшить резистор в затворе (ом до 10), но вообще-то, по-хорошему полевому транзистору нужен драйвер, а то у Вашего вон пороговое напряжение 2-4В.

Почитал статью, спасибо, полезно. Про драйвер я понимал еще до самой идеи. Хотелось бы малой кровью)

Вы пишете, повысить напряжение, но у ардуины выход 5в (хотя, скорее меньше на какие сотые), а пороговое напряжение 2-4В. Может, наоборот уменшить? 

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Как насчет транзистора BD241C (https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BD241C-D.PDF) ? По напряжению и току нагрузки проходит. Вот только непонятно какой ток нужно использовать для его открытия/закрытия, т.е. понять, какой резистор использовать от ардуины к базе. Какая характеристика мне это расскажет? Ну и, как я понимаю, для надежного закрытия подтягивать к земле базу уже не имеет смысла? 

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Пороговое - это когда гейт только начинает приоткрываться. Что вы хотите добиться снижением напряжения - гарантированно его не открывать?

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

sadman41 пишет:

Пороговое - это когда гейт только начинает приоткрываться. Что вы хотите добиться снижением напряжения - гарантированно его не открывать?

Видимо, я неправильно читаю даташит. Колонки min и max я расшифровал как минимальное для открытия и максимальное, т.е. крайние значения в обе стороны - пороговые. Я не прав ? Почему тогда такая разбежка? И где тогда верхний предел (если такое термин вообще применим)? Разобраться охота, я не спец в этом. 

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

aiminkai пишет:

Видимо, я неправильно читаю даташит. Колонки min и max я расшифровал как минимальное для открытия и максимальное, т.е. крайние значения в обе стороны - пороговые. Я не прав ?

нет, не прав. Колонки мин и макс - это диапазон этого параметра на транзисторах из разных партий. Но смысл самого параметра остается одинаковым и для значения мин и для макс - это только самое начало открытия перехода. Для уверенного открытия тразистора на гэйт надо подавать существенно большее напряжение - как минимум на несколько вольт больше того. что указано в колонке макс

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

либо взять китайские logic-level MOSFET из распоследних IRLML (иногда можно наковырять на не совсем старых материнках, они вапще от 3.3В работают. 

Даже старый, надежный, проверенный IRL540 не всегда при 5В полностью открывается, казёл. 

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

Женя дал тебе ссылку на хорошую статью про полевые тр. Почитай.

1. Ты неправильно понимаешь даташит. Верхнего предела для гейта (мы говорим про N-тип) нет.

Если ты питаешь ленту от 12В - толучше всего на гейт 12 и подавать. Это можно сделать на одном транзисторе, но управление будет инверсным (0 - открыто, 1 - закрыто).

Если ты не меняешь частоу ШИМ ардуино analogWrite() - там 500Гц, примерно - то при любом драйвере, хоть бы и на одном транзисторе, греться не должно. Rfhnbyjr d ueukt b zyltrct - pfdfkbcm!

2. Резистор гейт-земля нужен не для того, чтобы быстрее разрядить затвор, а для того, чтобы ДО включения контроллера определить потенциал гейта. 10К-20К - всегда полезны.

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

И про "лоджик левел". Неужто нет старых материнских плат от скончавшихся компов??? там от2 до 8 штук на каждой и выпаиваются они за 2 минуты феном.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Нету старых материнских плат, представь себе, есть такие люди)) 

Получается, все равно нужно городить "драйвер". Значит, докупать элементы. Похоже, раз уж все равно идти в магазин, то проще заменить на лоджик-левел. Например, https://belchip.by/sitedocs/tranzistor/mosfet/irl530n.pdf Норм же? Плюс резистор на затвор уменшу до 100Ом. Хочу именно TO-220. 

Про биполярный BD241C никто мне в этой теме не ответил. Можно ли им безболезненно заменить мой полевик? 

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

aiminkai пишет:

Про биполярный BD241C никто мне в этой теме не ответил. Можно ли им безболезненно заменить мой полевик? 

Да? Ну, значит, собирался, но как-то не сложилось.

В чистом виде, без дополнительной обвязки - нет.

Какой ток Вы можете выдать с пина в его базу? Ну, абсолютный максимум для пина - 40мА. Какой у BD241C коэффициент услиления по току? Смотрим даташит - 10-25. Ну и какой ток коллектора Вы можете получить? Умножаем 40мА * 10-25 = 400мА-1000мА. Это типа "как повезёт", потому забиваться надо на меньший, тем более. что в режиме насыщения коэфициент усиления обычно минимальный. А Вам надо 2А, как я понял.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Спасибо. Все понятно

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

aiminkai пишет:

Нету старых материнских плат, представь себе, есть такие люди)) 

Получается, все равно нужно городить "драйвер". Значит, докупать элементы. Похоже, раз уж все равно идти в магазин, то проще заменить на лоджик-левел. Например, https://belchip.by/sitedocs/tranzistor/mosfet/irl530n.pdf Норм же? Плюс резистор на затвор уменшу до 100Ом. Хочу именно TO-220. 

Про биполярный BD241C никто мне в этой теме не ответил. Можно ли им безболезненно заменить мой полевик? 

 

Не обижайся... нет, так нет... может выбросил? ;)

IRL530 - ОК, 100 Ом в гейт и 10К на землю, и никакой иной обвязки не обязательно. Если что-то конструируешь на матетке - ТО220 самое то! Вся smd мелочь - очень хороша, компактна, по теплоотводу на плату удобна, НО только после того, как начинаешь травить или заказывать платы.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

wdrakula пишет:

Не обижайся... нет, так нет... может выбросил? ;)

IRL530 - ОК, 100 Ом в гейт и 10К на землю, и никакой иной обвязки не обязательно. Если что-то конструируешь на матетке - ТО220 самое то! Вся smd мелочь - очень хороша, компактна, по теплоотводу на плату удобна, НО только после того, как начинаешь травить или заказывать платы.

Спасибо за ответ! 

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Закупил IRL530, сделал 100 Ом в гейт и 10К на землю - греется. Греется нормально, палец не удержать. Т.е. Ради эксперимента ардуину убрал, а на гейт подключил сразу с БП 12В, как на картинке. Греется точно так же. Может, так и должно быть? Ставить радиатор (колхозить)? Оч хотелось бы диммировать мою ленту...

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Еще заметил странную вещь. На макетной плате конструктора все норм по работе (кроме нагрева), потом я распаял на отдельную макетку. В выключеном состоянии заметно еле слабое свечение некотрых светодиодов в ленте. Дорожки пропаял ровно (хоть и близко они друг к другу), флюс спиртом смыл. Что может быть?

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Он (IRL530) довольно старый и имеет достаточно большое сопротивление открытого канала, полОма, памойму.  Мощность, которая на нем рассеивается сам пащитаешь?  И сколько он может рассеять без радиатора не превращаясь в расплав? 

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Не уверен, что посчитаю правильно.  Поможешь? 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

aiminkai пишет:

Не уверен, что посчитаю правильно.  Поможешь? 

Падение напряжения между стоком и истоком  умножаем на ток......

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Просто мерять напругу прямо на ножках? Как-то инеты пишут, что это все сложнее. Ладно, соглашусь с вами. 

Потом что мне с этим всем делать)

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

I квадрат (2А * 2А) умножить на сопротивление канала (0.5 Ома) = 2Вт.  Без корпуса он рассеивает Ватт 5, поэтому греется, но не сильно.  Потери тепла растут пропорционально четвертой степени температуры, поэтому, чем горячее тело (MOSFET) тем активней оно теряет тепло, где-то в районе 65 гра (грубо) наступает термодинамическое равновесие, так что правильно он горячий. 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

aiminkai пишет:

Просто мерять напругу прямо на ножках? Как-то инеты пишут, что это все сложнее. Ладно, соглашусь с вами. 

Потом что мне с этим всем делать)

Умножать

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

aiminkai пишет:

Просто мерять напругу прямо на ножках? Как-то инеты пишут, что это все сложнее. Ладно, соглашусь с вами. 

Потом что мне с этим всем делать)

Потом скачать из тырнетов савецкий учебник физики за 7-8 класс и читать раздел "Электричество и магнетизьм"

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Мужики, ну для вас, понятно, я задаю слишком детские вопросы. Можно хоть выучить учебник школьный, но от этого уверенности в области применения не добавится. Вы же уже почти все мне растолковали, давайте дожмем. Или зачем было все это начинать?

Узнал я мощность рассеивания транзистора. Дальше что? 2Вт это меньше 5Вт, почему же он такой горячий? Сколько ему осталось до расплава? Как лучше сделать радиатор?

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

ты #21 полностью прочти.  Можно так оставить, можно прикрутить к нему пластинку вырезанную из консервной банки, будет баще, если ее гармошкой сложить.  И не засовывать канструкцею в герметичную коробочку малого обьема. и сё.  Чуствовать себя плохо он начнет, когда Т за 100 гра перевалит.  До этой температуры можно вапще не морочица.

я себе в китае выписал от такие и живу теперь хорошо. 

https://ru.aliexpress.com/item/10-220-21/32856801414.html?spm=a2g0v.sear...

а без них, как без пузыря на ужин. 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

DetSimen пишет:

I квадрат (2А * 2А) умножить на сопротивление канала (0.5 Ома) = 2Вт.  Без корпуса он рассеивает Ватт 5, поэтому греется, но не сильно.  Потери тепла растут пропорционально четвертой степени температуры, поэтому, чем горячее тело (MOSFET) тем активней оно теряет тепло, где-то в районе 65 гра (грубо) наступает термодинамическое равновесие, так что правильно он горячий. 

Я бы так категорично про 0.5 Ома не говорил.........

Выходные характеристики говорят о том
что при токе 2 Ампера падение исток-сток ( при затворе 4 Вольта)
будет 0.2 Вольта
Мощьность 0.2 х 2 = 0.4 Ватта, а не 5......

И это в импульсе.
Значит скорее всего у нашего коллеги или фронты затянуты,
или на затвор 5 Вольт не доходит,
или он диоды без балластного резистора включает,
как лампочку согласно его картинке.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Без резистора включаю. Схема ровно как на картинке с лампочкой (ну в идеале на затвор идет от ардуины 4В, как вы и говорите). А что за балластный резистор? 

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

согласен с trembo, иногда полезно глазеть в даташиты. :)

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Я вот не уверен на счет температуры. Он очень горячий, может и за 100. знать бы наверняка, а то буду колхозить радиаторы, а дело то совсем в другом

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

DetSimen пишет:
Потери тепла растут пропорционально четвертой степени температуры, поэтому, чем горячее тело (MOSFET) тем активней оно теряет тепло, где-то в районе 65 гра (грубо) наступает термодинамическое равновесие, так что правильно он горячий. 

Четвертая степень - это когда можно пренебречь конвективным теплообменом, т.е. в случае черного цвета, высокой температуры и отсутствия оребрения. 65С - температура недостаточно высокая, чтобы конвекцией можно было пренебречь.

Ну и вообще, термодинамическое равновесие может наступать при любой температуре, либо не наступать вовсе.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

aiminkai пишет:

Без резистора включаю. Схема ровно как на картинке с лампочкой (ну в идеале на затвор идет от ардуины 4В, как вы и говорите). А что за балластный резистор? 

Посмотрите типовую схему включения светодиода.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

по одиночному светодиоду понятно, а вот в ленте же другая песня, там эти резисторы уже стоят, только соединяй хвосты с БП

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Вы хоть не путайтесь в показаниях: в посте №27 Вы пишете, что резисторов нет.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Не путаюсь. Я не ставил резисторы. В светодиодной ленте же стоят резисторы от производителя, чтобы только БП подрубить и пользоваться.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Никого не волнует, где именно конструктивно стоят резисторы, и кто их туда поставил - Вы или производитель (если они стоят). Важно лишь - есть они в схеме или нет.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Значит, резисторы стоят. 5 вольт доходит. Что может завалить фронты? Как убрать нагрев? 

 

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Чтобы лечить болезнь, надо поставить диагноз.

Пока что предположения, насколько я понимаю, два: большое падение напряжения в открытом состоянии и пологие фронты. Собственно, нужно посмотреть осциллографом, что там творится.

sva_khv
Offline
Зарегистрирован: 19.12.2016

Уточните - вы померили напряжение на выводах транизистора и ток через него когда лента светиться?

Если померили - ФАКТИЧЕСКИЕ значения в студию.

Если  если не измеряли,  измерте, интересно что по факту.

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Включить "навсегда" просто подав на затвор 5 Вольт.
Если не будет греться - значит фронты.
Проставить хотя-бы 555 таймер драйвером затвора.
Или что посильнее.

Если греется.....
Подать 10-12 Вольт на затвор.
Заменить полевик.
Поставить второй, третий, четвёртый в параллель.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Фактические значения:
U исток сток =0.33 В, I исток сток =2,15 А, U затвор сток = 4.85 В.
Диагноз стал ближе. Я подключил точно такую ленту, но целостную, транзистор не грелся так сильно. Моя же лента в проекте порезана на 40 частей, куски приклеены параллельно на стекло, спаяны хвостиками на шлейфы питания и земли на обратной стороне стекла. Места пропайки чистил спиртом после флюса.
Добыть осциллограф нет возможности. Есть варианты, что это?
Жалко же выбрасывать 10 м ленты и все переделывать. Придумать только как, не разрезанную приклеить змеёй - хрень получится...

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

aiminkai пишет:

Я вот не уверен на счет температуры. Он очень горячий, может и за 100. знать бы наверняка, а то буду колхозить радиаторы, а дело то совсем в другом

Термопара, пальцы не очень точный физический инструмент, все что выше 50гр.С для нас очень горячо, дальше пошли градации, как быстро появится ожог или выгорит мясо.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Вообще-то странно, что две "одинаковые" ленты ведут себя по-разному. Сразу появляется сомнение в их одинаковости. Так что одно из предположений - ошибка монтажа. Думаю, первое что надо сделать - это проверить превильность монтажа.

По приведенным Вами данным, рассеиваемая мощность 0.7 Вт. Это вполне нормально и закономерно приводит к температуре, которую на ощупь можно охарактиризовать как "очень горячо". Кстати, предельная температура у него 175 градусов. Но я бы все равно поставил теплоотвод. Тем более, что при понижении температуры у него уменьшается сопротивление, а, следовательно, и рассеиваемая мощность.

sva_khv
Offline
Зарегистрирован: 19.12.2016

aiminkai пишет:
Фактические значения: U исток сток =0.33 В, I исток сток =2,15 А, U затвор сток = 4.85 В. ...

Это с "целой" или "порезаной" лентой? Если есть разница при подключении целои и порезаной (при одинаковом кол-ве светодиодов) - подключи эти ленты без транзистора и померяй ток просто от 12В. И  в зависимости от результата дальше копай.

 

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Это с порезанной ленты данные, с целой не мерял. Приду домой - сниму показания. 

Монтаж проверял, ошибиться там, на мой взгляд, сложно. Получается много таких петелек земли и питания от каждого кусочка ленты к общим толстым проводам (шинам) земля и питание на обратной стороне стекла. Между собой не звонятся. Подключение в схему приходит к середине этих шин. Но как бы согласен... Намекает все именно на монтаж. А ну и с разница между лентами - в проекте это две ленты теплый и холодный свет, в тесте две холодного. 

Теплоотвод я уже заколхозил, нашел кусок алюминевой заглушки и через термопасту прикрутил болтиком. Стало лучше. Но все равно волнуюсь, мот там принципиально что-то не так.

 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

По графикам падение и ток сходятся.
2.15 х 0.33 = 0.71 Ватта

Для статитики очень неплохо.
Подержите 5 минут статику, замерьте тепературу ( пальцами?)

Подайте динамику, замерьте снова температуру.
Разница большая?

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

Ладно. Придется вспомнить золотое детство и отсутствие приборов.

1. Температура "горячо" от "очень горячо" отличается "шипением" мокрого пальца (для сохранения куртуазности не использую термин "плевка") ;). Если "шипит" - больше 100 гр.

2. Скорее всего меньше. Если тебя это напрягает (транзистору - вообще безразлично до.... там Андриано сказал, до скольки градусов), то ставь радиатор. Из расчета в неподвижном воздухе, очень грубо (Андриано меня простит!) - 10 Вт*К/кв.м = 1 мВт*К/кв.см.

Что там, примерно 1 Вт рассеять надо? Желаемая Т, ну пусть 50, а температура воздуха внутни прибора пусть 30. Тогда площадь радиатора = 1 / 0.1 / 20 = 50 кв.см, да на две стороны - получаем квадратик жести 5х5 см. Перестрахуйся и сделай больше. Или купи "фирменный" радиатор с сопротивлением меньше 20гр/Вт. Спойлер: это любой, ну почти любой, что с ребрами ;)

3. Напоминаю, (и возможно в готовящайся раздел "ликбез" нужно добавить) про осцилограф из компа. Любой комп имеет микрофонный, а лучше линейный (не у всех) вход. Сигнал нужно ограничить по амплитуде до 2В и развязать конденсатором. Про это написано куча статей в Инете и там же ссылки на программы осцилографа. Вполне приличный "показометр" для частот до 40КГц.

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Хорошая мысль про плевок) Не додумался бы без подсказки до такого анализа диапазона.

Про осциллограф не слышал, изучу эту возможность. 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

aiminkai пишет:

Хорошая мысль про плевок) Не додумался бы без подсказки до такого анализа диапазона.

А ещё лучше - про копеечный мультиметр DT838 в комплект которого входит термопара и который умеет измерять тмепературу.

Ну, или на худой конец любая ардуина и далласовский датчик - термометр делается за минуту из примера к библиотеке датчика.

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

ЕвгенийП пишет:

А ещё лучше - про копеечный мультиметр DT838 в комплект которого входит термопара и который умеет измерять тмепературу.

Ну, или на худой конец любая ардуина и далласовский датчик - термометр делается за минуту из примера к библиотеке датчика.

Это не наш метод, опытный металлист определяет температуру по свечению заготовки, я вот по сверканию струи умел раньше, +-10гр. ~1%.))))
А про определение уровня выше-ниже Т  кипения, даже в голову не пришло написать, думал это все знают.))))

aiminkai
Offline
Зарегистрирован: 29.03.2018

Я не опытный металлист) и даже не металлист)) и даже не схемотехник) Потому и не знал. Моя область работы не подрозумевает больших температур, а хобби вот только сейчас привело к такому вопросу.