Теплоотвод., Испльзование ПП в качестве радиатора. Опции

[Stanislav_S]

Возникла такая проблема. На силовом транзисторе необходимо долговременно рассеять порядко 4 Вт. Поскольку устройство достаточно специфическое, то применить для этого дела радиатор очень не хотелось бы ( это самый нежелательный вариант ). Поэтому вопрос, реально ли рассеять такую мощность, используя в качестве радиатора полигон ПП?, если реально, то как посчитать требуемую площадь полигона? Забыл добавить, плата будет заливаться компаундом - бакелитом. В общем нужна любая помощь в данном вопросе.

[sera_os]

Возникла такая проблема. На силовом транзисторе необходимо долговременно рассеять порядко 4Вт. ...реально ли рассеять такую мощность, используя в качестве радиатора полигон ПП?, если реально, то как посчитать требуемую площадь полигона?

4Вт... ИМХО напряжно может быть .
А теплопроводность бокалита хорошая? Если да, тогда реально.
Еще вопрос, какой компонент? В каком корпусе?

[Rex]

И сколько слоев в плате? В МПП можно использовать не только top-bottom, но и внутренние полигоны

[Stanislav_S]

4Вт... ИМХО напряжно может быть .
А теплопроводность бокалита хорошая? Если да, тогда реально.
Еще вопрос, какой компонент? В каком корпусе?

Насчет бакелита пока к сожалению ничего сказать не могу - в поиске. Транзистор скорее всего полевой в D2PAK.

И сколько слоев в плате? В МПП можно использовать не только top-bottom, но и внутренние полигоны

Для многослоек это понятно, но тут плата в 2 слоя.

[Vacuum]

Для многослоек это понятно, но тут плата в 2 слоя.

Даже два слоя бывают с разной толщиной меди.
И можно рядом кусок медной фольги припаять.

[NVade]

1) хорошая статейка http://www.micrel.com/_PDF/App-Hints/ah-17.pdf. - если взять полигон 7х7 см, то при перегреве в 100 градусов можно и 4 Вт снять на воздухе
2) Теплопроводность бакелита - 0,23 Вт/м*К - не подарок. Из него еще ручки для сковородок делают, чтобы не обжечься. У воздуха 0,025 - на порядок меньше, уже легче, появляется надежда. А если взять теплопроводящие изолирующие компаунды, в том числе и отечественные, скажем Номакон К с 0,8-2 Вт/м*К - то шансы возрастают.

[Stanislav_S]

Даже два слоя бывают с разной толщиной меди.
И можно рядом кусок медной фольги припаять.

Согласен, но сделать плату с толщиной меди положим 50мкм в наших краях не так просто. Фольга для единичного экземпляра прошла - бы, но для серийного не подходит, да и места нет.

1) хорошая статейка http://www.micrel.com/_PDF/App-Hints/ah-17.pdf. - если взять полигон 7х7 см, то при перегреве в 100 градусов можно и 4 Вт снять на воздухе
2) Теплопроводность бакелита - 0,23 Вт/м*К - не подарок. Из него еще ручки для сковородок делают, чтобы не обжечься. У воздуха 0,025 - на порядок меньше, уже легче, появляется надежда. А если взять теплопроводящие изолирующие компаунды, в том числе и отечественные, скажем Номакон К с 0,8-2 Вт/м*К - то шансы возрастают.

Да уж теплопроводность бакелита не радует.... Воздуха не будет точно, поскольку плата работает в очень тяжелых условиях и без компаунда нельзя. Насчет теплопроводных компаундов конечно хорошо, но в нашей местности их боюсь не достать, но в любом случае не подскажете ссылку на их производителя и продавцов?

[Vacuum]

Согласен, но сделать плату с толщиной меди положим 50мкм в наших краях не так просто. Фольга для единичного экземпляра прошла - бы, но для серийного не подходит, да и места нет.

Это во многих краях не просто. Для серийного, можно на плату кусок медного провода припаивать. Кто-то на каком-то форуме постил фото буржуйской фотовспышки.
И кроме того, если будет рядом не большой вентилятор, то температуру он существенно снизит.

[blackbit]

Если пользовать полигон ПП в качестве радиатора, то:

H=(K*S*(T2-T1) )/L, где

H - энергия, переданная за время (Дж/c);
К - удельная теплопроводность меди при комнатной температуре (385 Вт/(м*К);
S - площадь меди на рассчитываемой поверхности;
L - толщина меди;
T2 - температура горячей части поверхности (там где транзистор);
T1 - температура "холодной" части поверхности;

Энергия вам известна (через Вт). Толщина меди и требуемая разница температур, надеюсь, тоже. Остается только вывести площать S. Получите площать меди, которая сможет поглотить заданную тепловую энергию транзистора до установления момента термодинамического равновесия (ТР). Соотношение площади S и площади транзистора будет определять время до начала установления ТР. Так что.. а насколько будет "долговременным" рассеяние? Если постоянно, то вопрос еще куда с меди потом "тепло" сливать...

Кстати, если посеребрить этот печатный "радиатор", то отдача улучшится - у серебра 406 Вт/(м*К).

[dENIM]

Монтаж с обоих сторон?

Если сделать монтаж только с одной стороны, то на вторую сторону через термоинтерфейс можно приделать алюминиевую пластину (ну или на крайняк медную) с габаритами как у платы.

[Vacuum]

Монтаж с обоих сторон?

Если сделать монтаж только с одной стороны, то на вторую сторону через термоинтерфейс можно приделать алюминиевую пластину (ну или на крайняк медную) с габаритами как у платы.

А еще можно плату в масло.

[Stanislav_S]

Данный девайс предполагается устанавливать в шахту, поэтому компаундом плпта будет заливаться с двух сторон, поэтому применение вентилятора исключено, а с радиатором проблемы в том плане, что его надо как то изолировать от окружающего мира, поскольку в шахте очень часто на голову лъется вода и куча проводящей пыли

[Vacuum]

Данный девайс предполагается устанавливать в шахту, поэтому компаундом плпта будет заливаться с двух сторон,

А вы знаете что вам тут все давали советы как для обычной бытовой электроники?

поэтому применение вентилятора исключено, а с радиатором проблемы в том плане, что его надо как то изолировать от окружающего мира, поскольку в шахте очень часто на голову лъется вода и куча проводящей пыли

У вас оно в железном (взрывозащищенном?) корпусе будет? Его как радиатор и используйте. Оно будет отводить тепло на часто льющуюся воду и токопроводящую пыль.

[Stanislav_S]

А вы знаете что вам тут все давали советы как для обычной бытовой электроники?

Есл бы для бытовой, то я бы не спрашивал

У вас оно в железном (взрывозащищенном?) корпусе будет? Его как радиатор и используйте. Оно будет отводить тепло на часто льющуюся воду и токопроводящую пыль.

Увы этот заманчивый и легкий путь неустраевает закзчика

[Vacuum]

Есл бы для бытовой, то я бы не спрашивал

Так чего не сказали?

Увы этот заманчивый и легкий путь неустраевает закзчика

У компаундов, есть коэффицент теплопроводности. Вам на него нужно ориентироваться. К примеру допустить что ваша плата будет залита слоем компаунда толщиной в 5мм, вместе с люминевой пластиной и эта пластина будет прикручена к дну бака.

[dENIM]

Увы этот заманчивый и легкий путь неустраевает закзчика

и чем это мотивированно?

И собственно интересно, какие функции выполняет этот транзистор?
Если это конечно не производственная тайна

Сообщение отредактировал dENIM - Apr 10 2008, 15:59

[Stanislav_S]

и чем это мотивированно?
И собственно интересно, какие функции выполняет этот транзистор?
Если это конечно не производственная тайна

Мотивировано какимето там ТУ и еще чем то, в общем очень не желательно. Транзистор стоит в параллельном стабилизаторе напряжения.

[sera_os]

У вас девайс в металическом корпусе будет? Если да, тогда залить все к монахам, и за щет теплопроводности (хоть какой) компаунда - передавать тепло через метал корпуса наружу. Транзистор по возможности разместить поближе к металическомму корпусу. Еще вариант - компаунд с большей теплопроводностью.

[Vacuum]

Еще вариант - компаунд с большей теплопроводностью.

Вариантов не подскажите?

Мотивировано какимето там ТУ и еще чем то, в общем очень не желательно.

Передайте ему, что на корпус оно будет рассеивать тепло в любом случае. Вопросто только в том, какая будет разница температур между транзистором и корпусом: 10 градусов или 50 градусов.

[Stanislav_S]

У вас девайс в металическом корпусе будет? Если да, тогда залить все к монахам, и за щет теплопроводности (хоть какой) компаунда - передавать тепло через метал корпуса наружу. Транзистор по возможности разместить поближе к металическомму корпусу. Еще вариант - компаунд с большей теплопроводностью.

Вариант с теплопроводным компаундом был бы самый идеальный, но к сожалению я пока не нашел поставциков на Украине да и цена важна, поскольку бюджет крайне ограничен.

[sera_os]

Вариантов не подскажите?

К сожалению не скаже, с компаундами мало знаком, просто предложил как вариант для рассмотрения.

Передайте ему, что на корпус оно будет рассеивать тепло в любом случае. Вопросто только в том, какая будет разница температур между транзистором и корпусом: 10 градусов или 50 градусов.

Полностью согласен . Бывает для принятия "подходящего" конструкторского решения помогает разговор с заказчиком.

[Vacuum]

Вариант с теплопроводным компаундом был бы самый идеальный, но к сожалению я пока не нашел поставциков на Украине да и цена важна, поскольку бюджет крайне ограничен.

Просто масло залейте.

[blackbit]

А вы знаете что вам тут все давали советы как для обычной бытовой электроники?

Тогда давайте посоветуем компаунд на основе эпоксидной смолы (+добавки) с ультрадисперсным синтетическим алмазным порошоком в качестве наполнителя.
Ведь за всё надо платить, а он не хочет...

Просто масло залейте.

У трансформаторного масла теплопроводность 0.11..0.15 Вт/(м*К). Да и герметизация не дешевле обойдется. Тогда уж лучше Номакон, как тут уже советовали, модификации К3: 2Вт/(м*К).
http://www.dodeca.ru/nom_komp.htm

[Vacuum]

У трансформаторного масла теплопроводность 0.11..0.15 Вт/(м*К).

Фишка масла в том, что оно жидкое. А в жидкости есть конвенция. Масло будет течь и передавать тепло с транзюка, стенкам.

Да и герметизация не дешевле обойдется.

Если у него шахта с водой, то может быть без этого никак. У масла есть еще фича - можно открыть, и посмотреть что не работает.

Тогда уж лучше Номакон, как тут уже советовали, модификации К3: 2Вт/(м*К).
http://www.dodeca.ru/nom_komp.htm

Классная штука. А кто им на Украине торгует?

[Stanislav_S]

У трансформаторного масла теплопроводность 0.11..0.15 Вт/(м*К). Да и герметизация не дешевле обойдется. Тогда уж лучше Номакон, как тут уже советовали, модификации К3: 2Вт/(м*К).
http://www.dodeca.ru/nom_komp.htm

Насчет эпоксидки с добавками подумаю. Номаконовский компаунд хорош, попробую найти поставщика на Украине.

Классная штука. А кто им на Украине торгует?

Вот кстати в поисковике нашел, не Номакон конечно, но и не бакалит
http://www.elox.com.ua/items.php?cat=6&id=11

[Vacuum]

Насчет эпоксидки с добавками подумаю. Номаконовский компаунд хорош, попробую найти поставщика на Украине.
Вот кстати в поисковике нашел, не Номакон конечно, но и не бакалит
http://www.elox.com.ua/items.php?cat=6&id=11

Потребители герметиков и компаундов Силотерм:

* АЭС Украины, Российской Федерации, страны ближнего и дальнего зарубежья;
* СМУ;
* объекты ВПК;
* промышленные объекты;
* фирмы занимающиеся остеклением и перегородками.
Может на хозяйственных рынках есть?

[Stanislav_S]

Потребители герметиков и компаундов Силотерм:

* АЭС Украины, Российской Федерации, страны ближнего и дальнего зарубежья;
* СМУ;
* объекты ВПК;
* промышленные объекты;
* фирмы занимающиеся остеклением и перегородками.
Может на хозяйственных рынках есть?

Будем искать

[blackbit]

Фишка масла в том, что оно жидкое. А в жидкости есть конвенция. Масло будет течь и передавать тепло с транзюка, стенкам.

А у твердого компаунда кондукция.

Если у него шахта с водой, то может быть без этого никак. У масла есть еще фича - можно открыть, и посмотреть что не работает.

Есть такое. Открыть можно. Есть и другое - масло стареет со временем. Потом его сушить надо, да и вообще желательно по ходу контролировать. У меня знакомый делал такие пром. установки под это дело. Муторно.

[NVade]

Если верить интернету (http://www.svaltera.ua/news/p-8.pdf), то "официальным дистрибьютером Номакон на Украине является СВ АЛЬТЕРА (http://www.svaltera.ua/)". Правда не похоже, что они об этом знают ...
Сайт самого Номакона http://nterm.ru/, там можно по аське вопрос задать про представителей.
Сами мы компаунды не применяли, а вот подложки - да. Покупали через традиционных поставщиков вроде Симметрона или Промэлектроники. Симметрон есть и на Украине - можно попробовать.

[Vacuum]

А у твердого компаунда кондукция.

Конвенция круче.

Есть такое. Открыть можно. Есть и другое - масло стареет со временем. Потом его сушить надо, да и вообще желательно по ходу контролировать. У меня знакомый делал такие пром. установки под это дело. Муторно.

Это да. Но если есть высокие напряжения. Из того что я понял, если напряжения низкие (десятки киловольт) то сушить не обязательно. Может быть даже лужа из воды на дне бочки. (если не переворачивать)

[VXDRV]

Мотивировано какимето там ТУ и еще чем то, в общем очень не желательно. Транзистор стоит в параллельном стабилизаторе напряжения.

Переделайте схемотехнику вашего стабилизатора. Поставьте импульсный - ничего рассеивать не надо будет (ну меньше во всяком случае) + экономия энергии. Опишите подробнее - может и не надо будет ничего рассеивать.

[Stanislav_S]

Переделайте схемотехнику вашего стабилизатора. Поставьте импульсный - ничего рассеивать не надо будет (ну меньше во всяком случае) + экономия энергии. Опишите подробнее - может и не надо будет ничего рассеивать.

Схемотехнику переделать затруднмтельно, поскольку устройство питается от переменного тока, хотя если подскажете схему импульсного преобразователя тока в напряжение буду благодарен.

[sera_os]

Схемотехнику переделать затруднмтельно, поскольку устройство питается от переменного тока, хотя если подскажете схему импульсного преобразователя тока в напряжение буду благодарен.

Так Вы опишите задачу, посмотрим что можно будет сделать .

[Stanislav_S]

Так Вы опишите задачу, посмотрим что можно будет сделать .

Так задача простая, блок питается от трех трансформаторов тока, поэтому и нужен преобразователь тока в напряжение и для этой цели я и применил параллельный стабилизатор.

[Herz]

Конвенция круче.

Конвенция однозначно круче, но имелась в виду, видимо, конвекция.

Схемотехнику переделать затруднмтельно, поскольку устройство питается от переменного тока, хотя если подскажете схему импульсного преобразователя тока в напряжение буду благодарен.
Так задача простая, блок питается от трех трансформаторов тока, поэтому и нужен преобразователь тока в напряжение и для этой цели я и применил параллельный стабилизатор.

Ох не ту, вы проблему решаете.... Это из серии героического преодоления трудностей, самим же и созданных. Мне приходилось участвовать в разработке взрывозащищённого шахтного оборудования. Опыт говорит о том, что задачи ещё какие непростые... Настолько, что подсказками на форуме их не решить, ИМХО, если в этой области знаний маловато.
Но совет переделать схему стабилизатора - самый разумный. Покажите, как он устроен у Вас сейчас.

[vlvl@ukr.net]

Согласен, но сделать плату с толщиной меди положим 50мкм в наших краях не так просто. Фольга для единичного экземпляра прошла - бы, но для серийного не подходит, да и места нет.

Увеличьте толщину проводящего слоя за счет олова и напаяк на слой

Мотивировано какимето там ТУ и еще чем то, в общем очень не желательно. Транзистор стоит в параллельном стабилизаторе напряжения.

У Вас случайно транзистор не работает в линейном режиме?

[Herz]

Увеличьте толщину проводящего слоя за счет олова и напаяк на слой

И что это даст?

У Вас случайно транзистор не работает в линейном режиме?

А в каком ещё режиме он может работать в линейном стабилизаторе?

[vlvl@ukr.net]

И что это даст?

А в каком ещё режиме он может работать в линейном стабилизаторе?

Это даст жалкое подобие радиатора и не более. Мы увеличим объем теплоотвода.
Чето я не видел про линейный стабилизатор, когда писал. Про параллельный видел, а линейный нет.

[Stanislav_S]

Конвенция однозначно круче, но имелась в виду, видимо, конвекция.
Ох не ту, вы проблему решаете.... Это из серии героического преодоления трудностей, самим же и созданных. Мне приходилось участвовать в разработке взрывозащищённого шахтного оборудования. Опыт говорит о том, что задачи ещё какие непростые... Настолько, что подсказками на форуме их не решить, ИМХО, если в этой области знаний маловато.
Но совет переделать схему стабилизатора - самый разумный. Покажите, как он устроен у Вас сейчас.

Скажем так устройство напрямую не предназначено для установки на шахтах ( кроме того шахта не угольная и требования там не такие как на угольных), оно больше для карьеров. Действительно технические проблемы тут - это самые легкие проблемы, а вот остальные, учитывая бюракратию и взятки куда круче, но это тема отдельного разговора. Стабилизатор простейший, устроен пока вот так ( это пока "макетный" вариант).

Эскизы прикрепленных изображений

 

[vlvl@ukr.net]

Скажем так устройство напрямую не предназначено для установки на шахтах ( кроме того шахта не угольная и требования там не такие как на угольных), оно больше для карьеров. Действительно технические проблемы тут - это самые легкие проблемы, а вот остальные, учитывая бюракратию и взятки куда круче, но это тема отдельного разговора. Стабилизатор простейший, устроен пока вот так ( это пока "макетный" вариант).

1.Надо бы в этой схеме резюк поставить в качестве нагрузки для транса.
2.Перейти к импульсному преобразователю, правда кудато нуно будет энергию лишнюю отдавать, или гасить на резюке, или преобразовывать и отдавать в нагрузку.

[Stanislav_S]

1.Надо бы в этой схеме резюк поставить в качестве нагрузки для транса.
2.Перейти к импульсному преобразователю, правда кудато нуно будет энергию лишнюю отдавать, или гасить на резюке, или преобразовывать и отдавать в нагрузку.

Резистор в качестве нагрузки конечно заманчиво, но увы не реализуемо, потому как девайс работает в широком диапазоне входных токов 10 - 200А ( трансформатор тока 1:500, на вторичке будет 0,02 - 0,4А ) поэтому резистор тут буде не совсем уместен, да и мощность которую нужно рассеивать никуда не денется, да и по цене это будет гораздо дороже чем один транзистор пусть и с радиатором.

[Herz]

Скажем так устройство напрямую не предназначено для установки на шахтах ( кроме того шахта не угольная и требования там не такие как на угольных), оно больше для карьеров. Действительно технические проблемы тут - это самые легкие проблемы, а вот остальные, учитывая бюракратию и взятки куда круче, но это тема отдельного разговора. Стабилизатор простейший, устроен пока вот так ( это пока "макетный" вариант).

Вариант, мягко скажем, не оптимальный... , во всяком случае, на первый взгляд. Давайте разберёмся с общими требованиями.
1. Где у Вашей схемы выход? Там же, где и вход? Или - сток VT2?
2. Как к стабилизатору подключаются трансформаторы тока? Почему их, кстати, три?
3. Почему питание обусловленно именно трансформаторами тока?
4. Что питать, собственно нужно: ток потребления, напряжение, допуски?

[LVV]

пока не нашел поставциков на Украине

http://www.nterm.ru/

[Stas]

Когда то давным давно великим Сеймуром Креем была создана ЭВМ , вся логика которой, была собрана на ЭСЛ серии 10k/100k, отличающейся высоким потреблением и соответственно с значительным тепловыделением. Платы с логикой были установлены в стойки (шкафы). Ключевая особенность конструкции - жидкостное охлаждение стойки с платами. Сами платы содержали внутренние теплопроводящие слои (100 - 300 мкм), которые выходили на омедненные торцы печатных плат, которые крепились к охлаждаемым рамкам.
Все технологии - осаждение меди на внутренних слоях, метализация торцов - делает каждый серьезный производитель плат.
Я вот тоже в новом приборе думаю завести внутренний слой земли с выходом на торцы печатных плат, надо от двух BGA под заливкой, температуру отводить на корпус...

[Herz]

Когда то давным давно великим Сеймуром Креем была создана ЭВМ , вся логика которой была собрана на ЭСЛ серии 10k/100k, отличающейся высоким потреблением и соответственно с значительным тепловыделением. Платы с логикой были установлены в стойки (шкафы). Ключевая особенность конструкции - жидкостное охлаждение стойки с платами. Сами платы содержали внутренние теплопроводящие слои (100 - 300 мкм), которые выходили на омедненные торцы печатных плат, которые крепились к охлаждаемым рамкам.
Все технологии - осаждение меди на внутренних слоях, метализация торцов - делает каждый серьезный производитель плат.
Я вот тоже в новом приборе думаю завести внутренний слой земли с выходом на торцы печатных плат, надо от двух BGA под заливкой температуру отводить на корпус...

Всё это, конечно, интересно и познавательно, но для данной задачи вряд ли актуально.

Сообщение отредактировал Herz - Apr 17 2008, 13:25

[vlvl@ukr.net]

1.Надо бы в этой схеме резюк поставить в качестве нагрузки для транса.

Сорри, оговорился, для силового транзистора.

[Stanislav_S]

Вариант, мягко скажем, не оптимальный... , во всяком случае, на первый взгляд. Давайте разберёмся с общими требованиями.
1. Где у Вашей схемы выход? Там же, где и вход? Или - сток VT2?
2. Как к стабилизатору подключаются трансформаторы тока? Почему их, кстати, три?
3. Почему питание обусловленно именно трансформаторами тока?
4. Что питать, собственно нужно: ток потребления, напряжение, допуски?

1. Вход предохранитель.
2. Подключается через три диодных моста, три потому что три фазы.
3. Потому что через устройство должны проходить три провода без всяких подключений к ним.
4 Питать схему контроля тока через каждую фазу, потребление +5В, 60 ма.
5. Схема ограничена ценой в 20-25$
6. Размер платы тоже сильно ограничен.

[wim]

1. Вход предохранитель.
2. Подключается через три диодных моста, три потому что три фазы.
3. Потому что через устройство должны проходить три провода без всяких подключений к ним.
4 Питать схему контроля тока через каждую фазу, потребление +5В, 60 ма.
5. Схема ограничена ценой в 20-25$
6. Размер платы тоже сильно ограничен.

Что-то здесь не так - если устройство питается источником тока и минимальная величина его 20 мА - откель возьмётся 60? Или это от каждой фазы берётся по 20 мА?
Вообще, для такой задачи подошёл бы ШИМ-контроллер с ключом (без дросселя, поскольку устройство питается постоянным током). Заряд, накопленный выходным конденсатором в интервале, когда ключ замкнут, равен заряду, отдаваемому в нагрузку в интервале, когда ключ разомкнут. Из правила баланса заряда следует - выходное напряжение пропорционально питающему току, умноженному на коэффициент заполнения. Т.е., при изменении питающего тока ШИМ-контроллер будет поддерживать постоянное напряжение на выходе, регулируя коэффициент заполнения. Проблема в том, что нужно двадцатикратное перекрытие коэффициента заполнения.

[Прохожий]

Вообще, для такой задачи подошёл бы ШИМ-контроллер с ключом (без дросселя, поскольку устройство питается постоянным током).

Простите, если я правильно понял, то ток либо колоколообразный с частотой 100 Гц, если питание осуществляется от одной фазы, либо пульсирующий с частотой 300 Гц, если питание производится от всех трансформаторов через трехфазный выпрямитель.
Если предположить, что нагрузка по фазам может быть распределена неравномерно (по одной фазе потребляется 1 А, а по другой 101 А, то входной ток постоянным считать нельзя.

[wim]

Простите, если я правильно понял, то ток либо колоколообразный с частотой 100 Гц, если питание осуществляется от одной фазы, либо пульсирующий с частотой 300 Гц, если питание производится от всех трансформаторов через трехфазный выпрямитель.
Если предположить, что нагрузка по фазам может быть распределена неравномерно (по одной фазе потребляется 1 А, а по другой 101 А, то входной ток постоянным считать нельзя.

Если частота коммутации ШИМ значительно превышает частоту сети, то на одном интервале коммутации ток можно считать постоянным. При питании от 3 фаз все три источника тока соединены паралллельно, токи суммируются, и, даже в случае их неравномерного распределения, на одном интервале коммутации ток всё равно будет почти постоянным. Конечно, могут быть кратковременные броски тока, но на них можно поставить параллельный стабилизатор, который будет включаться именно при таких оказиях.

[Stanislav_S]

Имеется в виду, что ток потребляется от одной фазы, то есть если 20ма от одной фазы, то суммарный ток 60ма. перегрузки по току и перекос фаз будет довольно часто, поскольку защищаемый объект как правило мощный двигатель работающий в довольно тяжелом режиме. Насчет ШИМ интересный вариант я его рассматривал , но поскольку такое никогда не делал - не решился пробовать. Да и по цене неизвестно как оно будет и устойчивость этой схемы пока не понятна, наверняка тут будут подводные камни.

[Прохожий]

Если частота коммутации ШИМ значительно превышает частоту сети, то на одном интервале коммутации ток можно считать постоянным. При питании от 3 фаз все три источника тока соединены паралллельно, токи суммируются, и, даже в случае их неравномерного распределения, на одном интервале коммутации ток всё равно будет почти постоянным. Конечно, могут быть кратковременные броски тока, но на них можно поставить параллельный стабилизатор, который будет включаться именно при таких оказиях.

На мой взгляд, здесь все зависит от сети. К примеру, если там присутствует асинхронник с КЗ ротором, то токи могут превышать указанные автором на порядок. Особенно при тяжелом старте. Форма этих токов труднопредсказуема. Высших гармоник там достаточно много. Или осветительная сеть с обычными балластными дросселями и стартерами.
По моему, простой параллельный стабилизатор здесь будет "слабым звеном". На мой взгляд, задача интересна тем, что необходимо придумать некий импульсный "утилизатор" тока произвольной формы с последующим преобразованием накопленного к приемлемой форме.

[Stanislav_S]

На мой взгляд, здесь все зависит от сети. К примеру, если там присутствует асинхронник с КЗ ротором, то токи могут превышать указанные автором на порядок. Особенно при тяжелом старте. Форма этих токов труднопредсказуема. Высших гармоник там достаточно много. Или осветительная сеть с обычными балластными дросселями и стартерами.
По моему, простой параллельный стабилизатор здесь будет "слабым звеном". На мой взгляд, задача интересна тем, что необходимо придумать некий импульсный "утилизатор" тока произвольной формы с последующим преобразованием накопленного к приемлемой форме.

А чем будет плох простой стабилизатор, кроме конечно повышенного тепловыделения? Насчет ШИМа еще не понятно отчего питать контроллер?

[Прохожий]

... Да и по цене неизвестно как оно будет и устойчивость этой схемы пока не понятна, наверняка тут будут подводные камни.

Про цену можете не беспокоиться - уложиться в указанную Вами сумму вполне реально.
Другое дело - сам принцип. Здесь, безусловно, надо крепко подумать.
Подход коллеги wim-а, в общем-то, правильный. Но за одно преобразование, на мой взгляд, красоты добиться не получится. Хорошо бы, чтобы параллельный стабилизатор, предложенный им, был импульсным накопителем энергии, поступающей в виде тока от трансфоматоров. Тогда греться ничего не будет.

А чем будет плох простой стабилизатор, кроме конечно повышенного тепловыделения?

Этим, собственно, и плох. Повышенное тепловыделение - гадость конкретная. Представьте себе, что окружаюшая прибор среда и так нагрета до 60 - 70 градусов. Тогда перегрев радиатора в 30 градусов приведет к тому, что внутри Вашего прибра температура приблизится к 100 градусам, что для полупроводников крайне плохо. А для электролитов и керамики вообще пипец.

Насчет ШИМа еще не понятно отчего питать контроллер?

Здесь проблем нет - все современные контроллеры имеют цепи старта с малым потреблением менее миллиампера. Типа заряжаем емкость->запускаем контроллер->подхватываем его, когда он начал "жрать" частью полученной в этом процессе энергии в виде напряжения, скажем.

Сообщение отредактировал Прохожий - Apr 17 2008, 16:42

[vitan]

Может, Вам подойдет это?

[Omen_13]

Подход коллеги wim-а, в общем-то, правильный. Но за одно преобразование, на мой взгляд, красоты добиться не получится. Хорошо бы, чтобы параллельный стабилизатор, предложенный им, был импульсным накопителем энергии, поступающей в виде тока от трансфоматоров. Тогда греться ничего не будет.

В общем-то идея бредовая, если не годится сильно не бить!
ТТ не любят ХХ и нормально КЗ, что общеизвестно. Тогда надо на выход выпрямителя поставить закорачивющий ключ и емкостной накопитель через диод. Контролируя напряжение на конденсаторе компаратором с гистерезисом включаем и выключаем закорачивающий ключ. Т.к. это ключевой режим то выделяемая мощность минимальна, напряжение на конденсаторе будет пилообразное (разряжаться через ключ конденсатору не даёт диод).
Вопросы реализации естественно есть, но идея такая

[Прохожий]

В общем-то идея бредовая, если не годится сильно не бить!

На мой взгляд - идея здравая. Бить абсолютно незачем. Типовой релейный стабилизатор. (Надо будет смоделировать, если автор не против... ).
Они достаточно просты, но и качество выходного напряжения тоже не очень. Но если кому надо качество, то поставит на выходе LС фильтр и КРЕНку с малым падением напряжения. Или понижающий стабилизатор.

[Stanislav_S]

Насчет релейной схемы интересно, надо бы промоделировать. Сделать хорошее питание после него не проблема, поставить LDO и фильтр., да и особо хорошего и не надо. В общем спасибо за идею!

[Herz]

Ну вот, пока отсутствовал, всё уже насоветовали. Именно релейную схему и хотел предложить. Но не с параллельным ключом, как советовал Omen_13, а с последовательным. Дело в том, что если устройство предназначается для контроля токов, то со вторичной обмотки ТТ должен сниматься информационный сигнал, кроме напряжения для питания схемы. В случае с параллельным ключом измерения потребуется синхронизировать с коммутацией ключа, иначе точности не добиться. Кроме того, даже в ключевом режиме максимально коммутируемый ток может быть достаточно большими и потребуется мощный ключ. О КПД такого решения даже говорить не приходится.

[Stanislav_S]

Ну вот, пока отсутствовал, всё уже насоветовали. Именно релейную схему и хотел предложить. Но не с параллельным ключом, как советовал Omen_13, а с последовательным. Дело в том, что если устройство предназначается для контроля токов, то со вторичной обмотки ТТ должен сниматься информационный сигнал, кроме напряжения для питания схемы. В случае с параллельным ключом измерения потребуется синхронизировать с коммутацией ключа, иначе точности не добиться. Кроме того, даже в ключевом режиме максимально коммутируемый ток может быть достаточно большими и потребуется мощный ключ. О КПД такого решения даже говорить не приходится.

пока эта проблема решается установкой второго измерительного ТА.

[Herz]

пока эта проблема решается установкой второго измерительного ТА.

Второй ТА - это тоже ТТ? Избыточно, на мой взгляд. Кстати, надеюсь, Вы используете для выпрямления не 3 обычных моста, а трёхфазный мост Ларионова. Это логичнее.

[Прохожий]

Ну вот, пока отсутствовал, всё уже насоветовали. Именно релейную схему и хотел предложить. Но не с параллельным ключом, как советовал Omen_13, а с последовательным. Дело в том, что если устройство предназначается для контроля токов, то со вторичной обмотки ТТ должен сниматься информационный сигнал, кроме напряжения для питания схемы. В случае с параллельным ключом измерения потребуется синхронизировать с коммутацией ключа, иначе точности не добиться. Кроме того, даже в ключевом режиме максимально коммутируемый ток может быть достаточно большими и потребуется мощный ключ. О КПД такого решения даже говорить не приходится.

Т. е. Вы говорите о том, что ТТ нагружен на токоизмерительное сопротивление все время?
Да и насчет КПД поспорить можно... Смотря какой к-т трансформации.

[Stanislav_S]

Второй ТА - это тоже ТТ? Избыточно, на мой взгляд. Кстати, надеюсь, Вы используете для выпрямления не 3 обычных моста, а трёхфазный мост Ларионова. Это логичнее.

Нет использую обычные, посеольку так удобно разводить.

[Herz]

Т. е. Вы говорите о том, что ТТ нагружен на токоизмерительное сопротивление все время?
Да и насчет КПД поспорить можно... Смотря какой к-т трансформации.

Да, я так предполагал. Оказывается, для измерений используется совсем другой набор ТТ. Сэ ля ви, как говорится. О КПД давайте поспорим, если хотите. Коэффициент трансформации приводился. Что-то не вижу, как от него зависит КПД собственно стабилизатора.

[wim]

В общем-то идея бредовая, если не годится сильно не бить!
ТТ не любят ХХ и нормально КЗ, что общеизвестно. Тогда надо на выход выпрямителя поставить закорачивющий ключ и емкостной накопитель через диод. Контролируя напряжение на конденсаторе компаратором с гистерезисом включаем и выключаем закорачивающий ключ. Т.к. это ключевой режим то выделяемая мощность минимальна, напряжение на конденсаторе будет пилообразное (разряжаться через ключ конденсатору не даёт диод).
Вопросы реализации естественно есть, но идея такая

ТТ - это всё тот же трансформатор, что общеизвестно, разница с ТН только в том, что вольт-секунды определяются не первичной, а вторичной стороной. А что означает "ТТ не любит ХХ"? То, что напряжение на вторичной обмотке зависит от нагрузки и при отсутствии оной оно теоретицки ничем не ограничено? Дык для этого можно поставить ограничитель. Вот с параллельным ключом таки не понял - ток через потечёт мимо нагрузки, т.е. всё равно будет рассеиваться в виде тепла?

Имеется в виду, что ток потребляется от одной фазы, то есть если 20ма от одной фазы, то суммарный ток 60ма. перегрузки по току и перекос фаз будет довольно часто, поскольку защищаемый объект как правило мощный двигатель работающий в довольно тяжелом режиме. Насчет ШИМ интересный вариант я его рассматривал , но поскольку такое никогда не делал - не решился пробовать. Да и по цене неизвестно как оно будет и устойчивость этой схемы пока не понятна, наверняка тут будут подводные камни.

Мы тут советы советуем, а Вам, я так понимаю, надо девайс запускать в работу. Напайте побольше медных пластинок на полигоны, чтоб увеличить эффективную площадь радиатора - может этого и хватит.

[vlvl@ukr.net]

Мы тут советы советуем, а Вам, я так понимаю, надо девайс запускать в работу. Напайте побольше медных пластинок на полигоны, чтоб увеличить эффективную площадь радиатора - может этого и хватит.

Поставьте нагрузочный резистор для силового транзистора, тогда уменьшите его перегрев и распределите выделяемую энергию между транзюком и резистором, это если просто. Если грамотно подобрать режим работы стабилизатора, то и потери на транзисторе можно снизить.

Сообщение отредактировал vlvl@ukr.net - Apr 18 2008, 07:19

[Herz]

ТТ - это всё тот же трансформатор, что общеизвестно, разница с ТН только в том, что вольт-секунды определяются не первичной, а вторичной стороной. А что означает "ТТ не любит ХХ"? То, что напряжение на вторичной обмотке зависит от нагрузки и при отсутствии оной оно теоретицки ничем не ограничено? Дык для этого можно поставить ограничитель. Вот с параллельным ключом таки не понял - ток через потечёт мимо нагрузки, т.е. всё равно будет рассеиваться в виде тепла?

Вот именно.

Мы тут советы советуем, а Вам, я так понимаю, надо девайс запускать в работу. Напайте побольше медных пластинок на полигоны, чтоб увеличить эффективную площадь радиатора - может этого и хватит.

Да не поможет это ничем. 4Вт тепла для транзистора без радиатора, без обдува, на плате, с обоих сторон залитой бакелитом, - это очень много. Там хоть вся платка будет медной, ручаюсь, что в таком режиме устройство не проработает и часа. Часть тепла на полигоны перейдёт, но от них тоже отвести его нужно. Бакелит этого не позволит. Можно даже посчитать, как быстро транзистор накроется. По этой же причине до лампочки всякие напайки, увеличение толщины олова и пр. Нужно увеличивать эффективную площадь рассеивания тепла и теплопередачу, а не объём металла, который всё равно теплоизолирован. Он лишь оттянет конец на несколько десятков секунд максимум.
Да и к чему все эти "припарки ", чтобы утилизировать бесполезную энергию?

[wim]

Да не поможет это ничем. 4Вт тепла для транзистора без радиатора, без обдува, на плате, с обоих сторон залитой бакелитом, - это очень много. Там хоть вся платка будет медной, ручаюсь, что в таком режиме устройство не проработает и часа. Часть тепла на полигоны перейдёт, но от них тоже отвести его нужно. Бакелит этого не позволит. Можно даже посчитать, как быстро транзистор накроется. По этой же причине до лампочки всякие напайки, увеличение толщины олова и пр. Нужно увеличивать эффективную площадь рассеивания тепла и теплопередачу, а не объём металла, который всё равно теплоизолирован. Он лишь оттянет конец на несколько десятков секунд максимум.
Да и к чему все эти "припарки ", чтобы утилизировать бесполезную энергию?

Я предлагаю не объём увеличить, а площадь, т.е. напаять медяшки перпендикулярно полигону, т.е. сделать его "ребристым". 4 Вт - это не так уж много, если допустить нагрев кристалла до 100 гр., при тем-ре о.с. +50 получается тепловое сопротивление 12,5 гр.Ц/Вт. По размеру это - радиатор-клипса для корпуса TO220. Кстати, может автору чего-нить такое использовать?

Прикрепленные файлы

 heatsink_sem.pdf ( 319.96 килобайт ) Кол-во скачиваний: 81

 

[Herz]

Я предлагаю не объём увеличить, а площадь, т.е. напаять медяшки перпендикулярно полигону, т.е. сделать его "ребристым". 4 Вт - это не так уж много, если допустить нагрев кристалла до 100 гр., при тем-ре о.с. +50 получается тепловое сопротивление 12,5 гр.Ц/Вт. По размеру это - радиатор-клипса для корпуса TO220. Кстати, может автору чего-нить такое использовать?

Дык, а толку?! Если эти рёбрышки будут под слоем бакелита, о каких 12,5 можно говорить? А наружу, как я понимаю, автор ничего выносить не может.

[Stanislav_S]

Дык, а толку?! Если эти рёбрышки будут под слоем бакелита, о каких 12,5 можно говорить? А наружу, как я понимаю, автор ничего выносить не может.

В принципе вынести радиатор могу, но это самый последний вариант, если ничего больше не выйдет. Заказчику очень хотелось бы избежать радиатора.

[wim]

Дык, а толку?! Если эти рёбрышки будут под слоем бакелита, о каких 12,5 можно говорить? А наружу, как я понимаю, автор ничего выносить не может.

А в воздухе увеличение "ребристости" радиатора даст эффект?
Количество тепла, передаваемое через радиатор в окружающую среду, примерно пропорционально его площади, хоть он в бакелите, хоть в воздухе. 12,5 я привёл как пример, что всё не так ужасно, как может показаться на первый взгляд. Конечно, пластины радиатора надо выдвигать как можно ближе к стенкам корпуса.

[Herz]

А в воздухе увеличение "ребристости" радиатора даст эффект?
Количество тепла, передаваемое через радиатор в окружающую среду, примерно пропорционально его площади, хоть он в бакелите, хоть в воздухе.

И обратнопропорционально тепловому сопротивлению радиатор-среда, которое бакелит увеличит неслабо, отделив окружающую среду от радиатора.

12,5 я привёл как пример, что всё не так ужасно, как может показаться на первый взгляд.

Вот-вот, ещё ужаснее. Хотите- поставьте эксперимент.

[Omen_13]

Вот с параллельным ключом таки не понял - ток через потечёт мимо нагрузки, т.е. всё равно будет рассеиваться в виде тепла?

Если чисто умозрительно прикинуть мощность которая будет выделяться на транзисторе работающем в линейном и ключевом режиме то ключевой предпочтительней. Тепло будет, но существенно меньше - сравните падение напряжения на открытом транзисторе с необходимыми +5В

[wim]

И обратнопропорционально тепловому сопротивлению радиатор-среда, которое бакелит увеличит неслабо, отделив окружающую среду от радиатора.

Вот-вот, ещё ужаснее. Хотите- поставьте эксперимент.

Почему ужаснее? Тут в #6 привели данные - у бакелита теплопроводность на порядок выше, чем у воздуха.

Если чисто умозрительно прикинуть мощность которая будет выделяться на транзисторе работающем в линейном и ключевом режиме то ключевой предпочтительней. Тепло будет, но существенно меньше - сравните падение напряжения на открытом транзисторе с необходимыми +5В

Я умозрительно не умею (для этого надо иметь очень мощный моск). Я вот карандашиком на бумажке вывел формулу для варианта, когда нагрузка подключается последовательно с ключом:
Vo=D*Iin*Ro, где Vo и Ro - выходное напряжение и сопротивление нагрузки, Iin - входной ток, D - коэффициент заполнения импульсов.
Из каковой формулы следует принципиальная возможность поддержания постоянного выходного напряжения путём изменения коэффициента заполнения. Ну и мощность потерь в ключе можно посчитать: (Vo/Ro)*Iin*Rdson.

[Omen_13]

Я умозрительно не умею (для этого надо иметь очень мощный моск). Я вот карандашиком на бумажке вывел формулу для варианта, когда нагрузка подключается последовательно с ключом:
Vo=D*Iin*Ro, где Vo и Ro - выходное напряжение и сопротивление нагрузки, Iin - входной ток, D - коэффициент заполнения импульсов.
Из каковой формулы следует принципиальная возможность поддержания постоянного выходного напряжения путём изменения коэффициента заполнения.

И куда ток от ТТ потечёт в момент закрывания транзистора в вашем случае? Через ограничитель? Какая на нем мощность будет выделяться?
На всякий случай напоминаю - если ТТ включить без нагрузки происходит КЗ вторичной обмотки

[wim]

И куда ток от ТТ потечёт в момент закрывания транзистора в вашем случае? Через ограничитель? Какая на нем мощность будет выделяться?
На всякий случай напоминаю - если ТТ включить без нагрузки происходит КЗ вторичной обмотки

Да, нехорошо получится, параллельный ключ тож нужен. Собственно, это Ваш вариант и есть.

[Omen_13]

wim,
Как реализовать ОС - ШИМ или релейный с гестерезисом пусть автор решает

[Vokchap]

На всякий случай напоминаю - если ТТ включить без нагрузки происходит КЗ вторичной обмотки

Это как понимать нужно? С искажением смысла или бэз. И что считается нагрузкой ТТ.
На самом деле на это я уже много нервов убил в соседней ветке, поэтому спорить не буду.

[Прохожий]

Это как понимать нужно? С искажением смысла или бэз.

Имелось в виду, что у ТТ при оборванной вторичной обмотке будет расти выходное напряжение и в итоге пробьет последнюю...
Видимо, так...
Хотя, на самом деле, все несколько иначе. Обычных ТТ с к-том трансформации 1:40 или 1:50 - это не касается. А вот лабораторных или малых ТТ с к-том 1:1000 или еще больше - касается.
Хотелось бы уточнить, какой к-т трансформации у автора проекта.

Сообщение отредактировал Прохожий - Apr 18 2008, 15:55

[Stanislav_S]

Вот прикинул на скорую руку релейный регулятор. В симуляторе даже работает

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Omen_13]

Моё, сугубо моё личное мнение (пусть даже я очень глубоко заблуждаюсь - не пытайтесь переубедить, обсуждение этих вопросов было долгим): В общем случае ТТ является источником тока с параметрами близкими к идеальному. Поэтому нормальный режим работы будет КЗ на выходных клеммах или близкое к этому (т.е. сопротивление). Режим ХХ приведёт к появлению на выходе ТТ напряжения которое пробивает изоляцию вторичной обмотки = аварийный режим. Схема включения ТТ классическая - провод потребителя (первичная обмотка) проходит через ТТ (вторичная обмотка), к выходным клеммам вторичной обмотки подключается нагрузка (амперметр, резистор или т.п.).

ПС Про обратимость ТТ и ТН в курсе. Ньюансы и т.п. не затрагиваю. О терминологии спорить не буду. Свои заблуждения не навязываю...

Stanislav_S, включение нормально проходит?

[Vokchap]

Вот прикинул на скорую руку релейный регулятор.

Почему гистерезис заведен на неинвертирующем входе, может на опору лучше сделать? Питание компаратора возможно лучше перенести на выход линейного стабилизатора.

[Прохожий]

Stanislav_S, включение нормально проходит?

Присоединяюсь к вопросу, поскольку, хорошо бы драйвер на основе комплиментарного эмиттерного повторителя между компаратором с ОК и затвором ПТ...

[Stanislav_S]

Stanislav_S, включение нормально проходит?

Да нормально, правда во время работы иногда схема затыкается и естественно происходит выброс напряжения, поэтому попробую промоделировать в MicroCap, он больше внушает доверия. Кстати кто - нибудь посаветует дешевые двухамперные SMD диоды? Такие чтоб без проблем можно было купмть, обычно ставлю Шотки, но они все же у нас дороговатые.

[Прохожий]

Питание компаратора возможно лучше перенести на выход линейного стабилизатора.

Возможен "тянитолкай" при запуске. Лучше вообще отдельную цепь питания сгородить для компаратора. Типа как в телефонии - источник тока, нагруженный на стабилитрон.

[GrayCat]

Есть красивое решение в "Мурз "Радио" 1999-№11-стр.39: "Импульсный стабилизатор конденсаторного блока питания": на аналоге динистора. Принцип работы почти такой же, как тут обсуждали ранее: шунтирование входа после "заливки" нужной порции заряда в накопительный конденсатор в начале полуволны. Конденсаторный балласт по своим свойствам подобен выходу ТТ в смысле того что является источником тока, так что такой вариант тоже может подойти. Единственное требование такой схемы: входной ток должен прерываться, чтобы "динистор" мог закрыться. Это соблюдается при "однофазном" питании, при трехфазке мридется что-то придумать. Например, просто 3 таких схемы с каждого выпрямителя на общий накопительный конденсатор...