|
|
  |
Как рассчитать схему защиты по току мощного транзистора, или оценить необходимое время срабатывания защиты |
|
|
|
Aug 13 2013, 11:54
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 578
Регистрация: 27-06-08
Из: с Урала
Пользователь №: 38 578

|
Имею готовую схемотехнику СВЧ усилительного каскада на 20Вт(есть есть некоторый запас по мощности), 200МГц, 27В на транзисторе 2П998А. Эта схема всем хороша, кроме случая с ХХ нагрузки возникающих при ошибках работы оператора(потребителя). Эти ошибки приводят к порче блока. Вентиль не поставить т.к. нет места. Затвор трогать не охота, т.к. там термостабилизации, АРМ, последовательность включения и т.п.. Поэтому вижу только схему с ограничением максимального тока через транзистор.
Вопрос: Схема источника тока (ограничителя тока) работает по принципу интегратора и не может моментально сработать и ограничить ток через транзистор. Есть некоторые броски тока. Как оценить достаточность времени срабатывания защиты?
Параметры транзистора 2П998А Мощность ВЧ - 35Вт Максимальный ток стока 5А максимальная температура кристалла - 200градусов Мощность рассеивания 45Вт
Параметры схемы защиты: ограничивать ток на уровне 1,6А
Но можно не привязываться к типу транзистора. Мне главное понять принцип оценки мощности, тока, или времени срабатывания защиты..
|
|
|
|
|
Aug 13 2013, 12:53
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(serega_sh____ @ Aug 13 2013, 14:54)  Имею готовую схемотехнику СВЧ усилительного каскада на 20Вт(есть есть некоторый запас по мощности), 200МГц, 27В на транзисторе 2П998А. Эта схема всем хороша, кроме случая с ХХ нагрузки возникающих при ошибках работы оператора(потребителя). Эти ошибки приводят к порче блока. Вентиль не поставить т.к. нет места. Затвор трогать не охота, т.к. там термостабилизации, АРМ, последовательность включения и т.п.. Поэтому вижу только схему с ограничением максимального тока через транзистор. Ограничитель тока или схема защиты по току в принципе равноценны по результатам, вопрос в быстродействии. Идеально, когда источник тока или защита срабатывает мгновенно, но такого не бывает. СВЧ транзистор, как правило, вышибается за один период усиливаемого колебания. По идее время реакции защиты должно быть не более четверти периода усиливаемого сигнала, а это 5ns. Можно предположить, что источник тока должен быть построен на базе СВЧ-транзисторов. Раз есть запас по мощности, можно попробовать поставить в цепи стока (после развязки) последовательный мощный ограничивающий резистор.
|
|
|
|
|
Aug 13 2013, 19:21
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 578
Регистрация: 27-06-08
Из: с Урала
Пользователь №: 38 578

|
Цитата(Proffessor @ Aug 13 2013, 16:53)  СВЧ транзистор, как правило, вышибается за один период усиливаемого колебания. По идее время реакции защиты должно быть не более четверти периода усиливаемого сигнала, а это 5ns. Можно предположить, что источник тока должен быть построен на базе СВЧ-транзисторов. Раз есть запас по мощности, можно попробовать поставить в цепи стока (после развязки) последовательный мощный ограничивающий резистор. Откуда информация про четверть периода? А если будет усилитель на 10Гиг, то тоже нужно ограничивать в четверть периода? Мне Ваши выводы неясны. Я почему то думал, что в моём случае нужно, чтоб кристалл не перегрелся и тепловой пробой не получил. Но я не уверен. Поясните пожалуйста. А по мощности я неправильно выразился: Запас по мощности у транзистора есть (Я забираю 20Вт СВЧ мощности при КПДтранзистора-50%, а максимальная мощность рассеивания транзистора 45Вт. Максимальный ток стока 5А). Запаса по мощности и запаса по КПД у блока нет. Ухудшать КПД блока при помощи резистора в стоке не могу. Как оценить какое время срабатывания защиты необходимо? Есть какая нибудь рекомендация или пояснения почему именно столько
|
|
|
|
|
Aug 14 2013, 07:26
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(serega_sh____ @ Aug 13 2013, 22:21)  Откуда информация про четверть периода? А если будет усилитель на 10Гиг, то тоже нужно ограничивать в четверть периода? Мне Ваши выводы неясны. Лучший аргумент - кладбище погибших СВЧ-транзисторов. Совершенно очевидно, что чем меньше время реакции защиты, тем меньше вероятность летального исхода. Если Вам так дорог общий КПД, источник стабильного тока Вас не утешит: он берет на себя тепло так же, как и ограничивающий резистор. Я бы сделал так: датчик тока на резисторе 0,4 ом и на маломощном СВЧ-биполярном транзисторе и транзисторный мощный ключ на мощном СВЧ транзисторе, отсекающий ток стока выходного каскада. Резистор включен параллельно в промежуток база-эмиттер транзистора. При токе 1,6A на резисторе падает 0,6V, транзистор открывается и запирает мощный ключ. Схема защелкивается в триггерном режиме и перезапустить ее можно только снятием и повторной подачей питания. В промежутке между датчиком тока и ключом можно вставить быстрый компаратор, обычный триггер или триггер Шмитта. Но защита по току - это еще не все. При обрыве нагрузки на стоке возникают перенапряжения, которые с не меньшим успехом пробивают транзистор. На этот случай на выход ставят еще один датчик в виде пикового детектора, который управляет тем же силовым ключом. Все это описано в старинной книжке (Каганов. Транзисторные радиопередатчики.1976), стр.402-405, по которой я учился когда-то. Там же на рис.11-4 приведены схемы датчиков тока и пикового напряжения.
Сообщение отредактировал Proffessor - Aug 14 2013, 08:19
|
|
|
|
|
Aug 14 2013, 18:22
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 578
Регистрация: 27-06-08
Из: с Урала
Пользователь №: 38 578

|
Цитата(Sergey_vrn @ Aug 14 2013, 20:16)  А Вы уверены, что транзисторы сгорают от перегрузки по току, а не по напряжению? По току их тяжело убить. Я не уверен. А как определить? По фото это сделать можно? Просто рассматривал под микроскопом разные дохлые транзисторы от разных регулировщиков и производителей и все одинаково ломаются. Разрушаются с образованием нескольких локальных точек с разрушением микровзрывом. У меня нет никакой защиты по большому току: DC/DC + ёмкость + дроссель + ёмкость + индуктивность - транзистор. Энергии ёмкостей вполне достаточно для критического перегрева кристалла, а так же возбуда. Ограничивая ток мы, помимо прочего, подстрахуемся от самовозбуждения уменьшив напряжение питания а значит и усиление. И поэтому транзистор не сможет возбудится. Помоему всё логично.  Регулировщик говорит что горят со звуком. Тоненький, тихий, приглушенный щелчок. И всё. Спасибо Профессор за хорошую литературу. Мы тоже её читаем частенько.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|