Помогите разобраться с схемой, Заряд аккумулятора Опции

[Буратино]

Необходимо сделать зарядное для пяти Ni-MH батарей T341-U1 270mAh 3.6V (три банки в каждой). При этом на зарядку они должны ставиться не всегда все вместе, но и по отдельности.

Делал зарядное ус-во на MC33340+LM317. Более подходящего и недорогого не находил. Получается нужно пять комплектов MC33340+LM317?
Спасибо.

[Herz]

Мотивы эти понятны, но, ограничивая импульсный ток, мы подвергаем полевик опасности выхода за ОБР. Поэтому, если автор возмёт более мощный ключ, токовая нагрузка на него должна быть допустимой. А логика переключения - быстрой.

[=AK=]

ограничивая импульсный ток, мы подвергаем полевик опасности выхода за ОБР.

Эта "опасность" надуманная, не имеющая в данном случае никаких реальных оснований.

Проблем, которые потенциально могли бы вывести полевик из строя, две:
1) заряд емкости нагрузки
2) статическое потребление нагрузки.
Поскольку статическое потребление не превышает 30 мА, то его можно исключить из рассмотрения: при медленном включении полевику с макс. рассеиваемой мощностью более 0.5 Вт от него вреда не будет, даже если бы полевик в течении часа держали в "полувключенном" состоянии. А проблема заряда емкости нагрузки решается как раз при замедлении включения полевика: чем медленнее включаем - тем лучше, тем легче режим работы полевика.

Поэтому рекомендация остается в силе: 100к в затворе, 100нФ между затвором и стоком. В принципе емкость можно и побольше поставить, работать будет надежнее. Просто 100 нФ - ходовой номинал, вполне достаточный для решения задачи.

[wim]

А проблема заряда емкости нагрузки решается как раз при замедлении включения полевика: чем медленнее включаем - тем лучше, тем легче режим работы полевика.

Затягивать время пребывания полевика в активном режиме не имеет смысла. Больше длительность - меньше допустимый ток. В данном случае для тока стока 1 А максимальная длительность импульса по графику SOA порядка 10 мс, так что время переключения надо, наоборот, уменьшить. А больше 1 А полевик не даст - у него там плоский участок характеристики.

[=AK=]

Затягивать время пребывания полевика в активном режиме не имеет смысла. Больше длительность - меньше допустимый ток. В данном случае для тока стока 1 А максимальная длительность импульса по графику SOA порядка 10 мс, так что время переключения надо, наоборот, уменьшить. А больше 1 А полевик не даст - у него там плоский участок характеристики.

Повторяю, статический ток нагрузки всего 30 мА, поэтому размахивать "одним ампером" абсолютно бессмысленно. Что же касается тока заряда емкостей нагрузки, то: чем медленнее включается транзистор, тем меньше ток заряда и тем лучше тепловой режим транзистора.

За 10 мс током 1А до 4 В зарядится емкость 2500 мкФ. Вряд ли у топикстартера емкость такой величины. Однако, если емкость действительно так велика, то надо увеличить время включения. Cкажем, до 1 сек - тогда, чтобы зарядить емкость, достаточно, чтобы через транзистор проxoдил ток всего 10 мА. Этого, надеюсь, достаточно, чтобы прекратились спекуляции на тему SOA?

При заряде емкости фиксированной величины режим полевика будет всегда тем легче, чем медленнее он включается. В емкость вкачивается определенная энергия, в процессе закачки на сопротивлении канала теряется часть этой энергии. Величина потерь фиксирована и не зависит от величины сопротивления "резистора" (т.е.полевика). Больше сопротивление - дольше идет процесс заряда - энергия потерь успевает абсорбироваться большей массой и даже, возможно, рассеяться. А при "ударном" заряде вся энергия мгновенно выделяется в канале полевика, создавая локальный перегрев.

[SKov]

Величина потерь фиксирована и не зависит от величины сопротивления "резистора" (т.е.полевика).
Больше сопротивление - дольше идет процесс заряда - энергия потерь успевает

Вы, конечно, правы, и вообще непонятно, о чем спор. Но из вредности хочу привязаться к отквоченному утверждению.
Оно не совсем точно. Полевик открывается относительно медленно, и его сопротивление, очевидно, меняется во времени и очень значительно.
КПД этого "заряжателя емкости" в каждый момент времени очень разное. (КПД - в переводе - рассеиваемая мощность )
Пример. Предположим, что напряжение на конденсаторе меняется линейно,
т.е. сопротивление полевика меняется таким образом, что заряд идет постоянным током. Тогда в начальный момент времени КПД самое плохое и в процессе заряда плавно увеличивается до самого хорошего. Это значит, что ваше утверждение о постоянстве величины
потерь - несколько сомнительно. Согласны?

[=AK=]

Про спекуляции это лишнее. Я Вам ничего плохого не сказал (и даже не подумал).

Не принимайте все только на свой счет. Вы были не первый, кто неуместно высказался о SOA.

Оно не совсем точно. Полевик открывается относительно медленно, и его сопротивление, очевидно, меняется во времени и очень значительно.
КПД этого "заряжателя емкости" в каждый момент времени очень разное. (КПД - в переводе - рассеиваемая мощность )
Пример. Предположим, что напряжение на конденсаторе меняется линейно,
т.е. сопротивление полевика меняется таким образом, что заряд идет постоянным током. Тогда в начальный момент времени КПД самое плохое и в процессе заряда плавно увеличивается до самого хорошего. Это значит, что ваше утверждение о постоянстве величины потерь - несколько сомнительно. Согласны?

Не согласен.
Я утверждаю, что при заряде конденсатора через резистор - на резисторе рассеивается некоторая энергия.
Я утверждаю, что величина этой энергии не зависит от сопротивления резистора. На резисторе 0.01 Ом будет потеряно ровно столько же, сколько на резисторе 100 МОм. А если резистор зделать переменным и быстро крутить его в процессе заряда, величина потерянной энергии не изменится. Она не зависит от сопротивления. Зато она зависит от емкости.

[rezident]

Я утверждаю, что при заряде конденсатора через резистор - на резисторе рассеивается некоторая энергия.

Может не стоит увлекаться? Кроме интегрального параметра в виде энергии, нас интересует еще и статистический процесс рассеивания этой энергии в окружающую среду через тепловыделение. К сожалению, нельзя мгновенно рассеять неопределенно большую энергию. Теплопроводность материала корпуса и окружающей среды имеет конечную величину. Видимо поэтому вам и напоминают о SOA.
На самом деле (как я уже указал выше) в данном случае самыми существенным параметрами (самым "узким" местом) для данной схемы являются максимальный импульсный ток MOSFET и сопротивление его открытого канала. Расчетный импульсный ток через ключ в ней может превышать максимальный допустимый для данного MOSFET. Вот и вся причина. Либо MOSFET с большим допустимым импульсным током (≥8-9А, скажем) нужно ставить (при том же сопротивлении открытого канала), либо принудительно ограничить импульсный ток, включив в цепь питания балластный резистор.

[=AK=]

Может не стоит увлекаться? Кроме интегрального параметра в виде энергии, нас интересует еще и статистический процесс рассеивания этой энергии в окружающую среду через тепловыделение. К сожалению, нельзя мгновенно рассеять неопределенно большую энергию. Теплопроводность материала корпуса и окружающей среды имеет конечную величину.

Сформулируйте внятно, что вы пытаетесь оспорить. Пока что я вижу, что вы - в лучшем случае - ломитесь в открытые ворота.

Есть два крайних способа, как поступить с этой энергией:
1) Мгновенно выплеснуть ее в проводящий канал полевика. При этом та незначительная масса материала, которая составляет проводящий канал, должна "всосать" эту энергию и не выйти из строя.
2) Выделять ее как можно более долго и постепенно.
Все остальные варианты находятся между ними.

Пока что все "возражения" сводились к тому, что "надо бы побыстрей" - без понимания того, что "побыстрей" гарантированно будет хуже. Всегда. Чем медленнее выделяется эта энергия, тем меньше мгновенная мощность, и одновременно - тем больше массы материала будет вовлечено в процесс ее абсорбции, тем больше площади поверхности будет участвовать в рассеянии выделенного тепла. Я везде подчеркиваю, что чем медленнее - тем лучше. При фиксированной интегральной энергии правильность моего подхода вполне очевидна.

Так в чем же состоит моя "увлеченность", поясните? Может, вы думаете, что есть некий "оптимум", после которого дальнейшее замедление процесса включения начнет ухудшать режим работы полевика, увеличивая вероятность его выхода из строя? Если вы так думаете, то, увы, вы ошибаетесь. Движение из 1) к 2) монотонное.

Видимо поэтому вам и напоминают о SOA.

Я полагаю, что о SOA говорят те, кто предпочитает использовать бюрократический подход вместо физического.

[SKov]

Я везде подчеркиваю, что чем медленнее - тем лучше.

Может, вы думаете, что есть некий "оптимум", после которого дальнейшее замедление процесса включения
начнет ухудшать режим работы полевика, увеличивая вероятность его выхода из строя?

Я, пожалуй, больше согласен с Резидентом. Мы в ходе разговоров как-то забыли, что главная цель состоит не в том,
чтобы по-меньше нагреть полевик. А в том, чтобы достичь конечной цели - зарядить конденсатор.
Не думаю, что кого-то устроит, если мы на это будем тратить часы или даже минуты.
Коллеги, ну уже кажется все ясно с этой проблемой
Заряжать надо максимально быстро при соблюдении условия, что тепловые и токовые ограничения на полевик не превышены.
Если именно так подходить к этой поблеме, то сразу станет не все равно, как меняется сопротивление
полевика с течением времени.
Впрочем, конечно, обычный резистор с конденсатором в цепи затвора сделают этот процесс пусть
и не оптимальным по времени, но вполне безопасным и приемлемым по длительности.

[wim]

Заряжать надо максимально быстро при соблюдении условия, что тепловые и токовые ограничения на полевик не превышены.

Токовые ограничения со скоростью переключения таки не связаны. Ток стока должен ограничиваться, например, работой в области насыщения, как в данном конкретном случае. Но лучше, когда он задан внешней схемой управления.
Тепловые ограничения - таки да, но наоборот. При большей скорости переключения можно единовременно рассеять большую мощность.

[SKov]

При большей скорости переключения можно единовременно рассеять большую мощность.

Это неверно. Дело не в мощности, а в энергии, которая не зависит от скорости переключения.
А вот тепловыделение при быстром переключении будет носить очень интенсивный и локальный характер,
т.к. вся энергия выделится за очень короткое время..
АК тут уже об этом говорил.
Все, выключаюсь из диспута, т.к. народ пошел по кругу и не читает чужие посты.

[wim]

Дело не в мощности, а в энергии, которая не зависит от скорости переключения.
А вот тепловыделение при быстром переключении будет носить очень интенсивный и локальный характер,
т.к. вся энергия выделится за очень короткое время..

Энергия, которая выделяется за время, - это и есть мощность. А при малой длительности импульса тепловое сопротивление кристалла существенно (на порядки) меньше оного в статическом режиме. Это в любом даташите на полевик есть такой график.
Ну, или хотя бы такой вот простой вопрос - какую энергию рассеивает транзистор на постоянном токе и можно ли из этой энергии вычислить его температуру?