Схема регулировки оборотов в шуруповерте

[EUgeneUS]

nds в сообщении #1510806 писал(а):

Сопротивление открытого канала у биполярных транзисторов очень большое.

Не совсем так.
У биполярных транзисторов в режиме насыщения падение напряжения коллектором-эмиттер слабо зависит от тока коллектор-эмиттер. Характерная величина для мощных транзисторов $1..2$ В.
А для MOSFET'ов падение напряжения на канале (сток-исток) описывается именно сопротивлением открытого канала.
Поэтому для малых токов (до единиц ампер) на MOSFET'е будет падать меньше напряжения и будет выделяться меньше мощность, чем на биполярном.
Для больших токов (десятки ампер) - наоборот. В этом кстати фишка IGBT.
Вот, например, NGTG50N60FWG
Collector−emitter saturation voltage $1.7$ В
Collector current (максимальный) - $100$А или $50$А (в зависимости от температуры).
"Эквивалетное сопротивление" получается $17$ или $34$ милливольта.
Что для столь высоковольтного прибора (Collector−emitter voltage, максимальный - 600 В) просто прекрасные параметры и вряд ли достижимы для MOSFET.

[Dmitriy40]

Аналогично и для тиристоров/симисторов, тоже становятся выгоднее при больших токах (под сотню ампер, или уже десятков ампер при высоких коммутируемых напряжениях). Но со своими недостатками.

-- 24.03.2021, 16:19 --

Ну как сказать, вообще-то достижимы, но это совершенно не радует: например 710В 37мОм, но за 2000р! Или 1200В 25мОм за 7500р! Или 1200В 16мОм за 10тыс!

[Caliostro]

EUgeneUS в сообщении #1510801 писал(а):

замена невозможна

Не, не, не!
В том-то и дело, что ВОЗМОЖНА! Просто, ни с какой стороны не целесообразна! Но, если, кто-то фанатически подобной идеей одержим, то почему не покорячиться?!
Или ситуация сложилась безальтернативная?
Варианты возможны...

-- 24.03.2021, 16:29 --

Dmitriy40 в сообщении #1510799 писал(а):

Вообще-то там ШИМ должен быть

Вот она разгадка!
ШИМ- это самое гениальное изобретение человечества! После атомной бомбы.

-- 24.03.2021, 16:49 --

EUgeneUS в сообщении #1510801 писал(а):

можно ли сделать другую подобную конструкцию

Да. Вот такая формулировка вопроса более точна!
Ее пожалуй, даже можно было-бы разделить на две части:
1. Можно-ли к ШИМу (а мы исходим, что основой конструкции является именно он), заточенному под мосфет, адаптировать другой исполнительный элемент?
2. В случае ответа положительного, что именно следует предпринять, чтобы в роли мосфета двигателем шурика управлял биполярный транзистор (тиристор)?

Поймите правильно, сейчас не ставится вопрос стоимости переделки, либо качественной стороны дела (экономичность, КПД и пр.).
Как вариант решения:
Да, можно приспособить БП транзистор. Но для этого надо усилить сигнал ШИМа по току до..... 300 ампер! (К примеру).
Ну, в самом деле, что мешает БП транзистору (П210 - 12 а, 60 в) работать в режиме ключа? Управляется током 12 мкА. Частота переключений 100 кгц. Ну, понятно, что радиатор будет размером с кирпич, но это уже мелочи! Потери на R открытого перехода, конечно, радости не принесут. Но, это уже из области гибрида Аква фильтра и МАНовского...

-- 24.03.2021, 17:05 --

EUgeneUS в сообщении #1510801 писал(а):

дело даже не в сложности управления

EUgeneUS в сообщении #1510801 писал(а):

На частотах, подходящих для ШИМ, работать не будут

На этом месте я до предела напрягаю свою мозговую извилину...
Дальше идет речь о наносекундах...
Там, где слово начинается с приставки НАНО, ничего умнее, чем слово ЧУБАЙС, мне в голову не приходит...
Но, из личной практики мне известен случай восстановления работоспособности сварочного транса, который очень даже славно управлялся тиристорами!
Уж наверное, в сварочнике процессы протекают не намного медленнее, чем в шурике? В плате управления там ШИМа, как такового не было. Микруха там была 176ЛА7 и горсть КТ315-хх...
Восстанавливал я, но без глубокого погружения в детали. Моими действиями руководил удаленно классный специалист....

[EUgeneUS]

Caliostro в сообщении #1510825 писал(а):

В том-то и дело, что ВОЗМОЖНА!

Видимо, у нас с Вами разное понимание слова "замена".

Dmitriy40 в сообщении #1510821 писал(а):

Ну как сказать, вообще-то достижимы,

До чего дошёл прогресс!
Казалось бы, при таких токах и напряжениях канал должен быть длинным (напряжение) и широким (ток, низкое сопротивление открытого канала), что должно приводить к большой ёмкости затвора и вообще-то более медленной работе.
Ан-нет. Ёмкость затвора вполне прилична (что-то около 2 нФ), а времена переключения так и вовсе хороши.
Кстати, это не обычные MOSFET, а карбид-кремниевые, чем и объясняются крутости. Вот какая-то вводная статья.

[Caliostro]

Трудновато, конечно, удерживать нить рассуждений...
Если сравнить нашу компанию, как пассажиров одного поезда, то вы находитесь в кабине машиниста и оглядываете горизонт, а я держу красный фонарь на тамбуре крайнего вагона....
Но, все равно, очень интересно и познавательно!

[Dmitriy40]

Наносекунды это очень много: за одну наносекунду процессор в вашем компе или мобильнике успевает сделать несколько действий (от полутора до 4). А видеокарта получить более десятка сообщений (слов данных) из своей памяти. Без всякого Чубайса.

А насчёт возможности переделки под другой регулирующий элемент скажу так: скорее всего переделать можно, но в результате получится просто новая кнопка с другой начинкой (и вероятно заметно дороже). И все назовут это не "переделкой", а "заменой" на другую. Примерно как "переделать" вольво в ниву или наоборот, тоже ведь "возможно".

[EUgeneUS]

Caliostro
Ещё одну аналогию приведу. Много букв под катом

(Оффтоп)

Предположим, у Вас в усилителе "Вега-10У-120С" вышел из строя выходной транзистор КТ818.
Вам говорят: "Замените на такой же или аналог".
А Вы: "А можно заменить на лампу 6Р3С? Она же тоже усилительный прибор. И в усилителях звуковой частоты используется".
Вам говорят: "Нет, нельзя. Транзистор на лампу не заменяется".
А Вы: "А если поставить источник высокого напряжения, добавить обмотку для накала и переделать входные и выходные цепи оконечного каскада, разве работать не будет?"
Вам отвечают: "Работать будет, если всё сделать правильно. Но это уже не будет усилитель "Вега-10У-120С". Может быть у Вас получится усилитель "Прибой 50УМ-204С", но не факт."

[Caliostro]

EUgeneUS в сообщении #1510865 писал(а):

катом

"Кат" - это, какое-то сакральное слово?
На память приходит фильм "Дубровский" с Самойловым в роли Кириллы Петровича Троекурова. Там это слово употреблялось...

[EUgeneUS]

Caliostro в сообщении #1510876 писал(а):

"Кат" - это, какое-то сакральное слово?

Считайте это сленгом. Обозначает скрытие текста под специальной ссылкой, раскрывающей его. Откуда есть пошло - не знаю.
К слову "кат" - "палач" из украинского (что в русском является устаревшим) отношения не имеет.

[Caliostro]

А..., понял! Кат- это такое в синих скобках!
Ну, в общем-то, согласен. Однако, это аналог подмены масельных фильтров. Конкретно в моем случае, я-бы не раздумывая заменил 818-ый. Они у меня имеются.
Хотя и комбинация с 6п3с тоже любопытна. А, что?! Октальные лампы мне очень симпатичны... Они несут в себе веяние эпохи! Это моя молодость, моя дипломная работа, моя служба в Красной Армии...

-- 24.03.2021, 18:53 --

Caliostro в сообщении #1510883 писал(а):

"кат" - "палач"

По-моему, в "Дубровском" оно употреблялось в смысле "вор"...

-- 24.03.2021, 18:55 --

Тать! Совсем память отшибло! Скоро все будем на кастрированном английском говорить. А свой родной забудем!

-- 24.03.2021, 19:00 --

Caliostro в сообщении #1510883 писал(а):

моя служба в Красной Армии

https://military.trcvr.ru/2015/08/15/ra ... -molibden/

[Emergency]

Caliostro в сообщении #1510825 писал(а):

что мешает БП транзистору (П210 - 12 а, 60 в) работать в режиме ключа? Управляется током 12 мкА. Частота переключений 100 кгц

П210 действительно слишком медленный, и 100 кГц - это не рабочая частота, а граничная (при которой коэффициент усиления равен 1).
Если уж смотреть на биполярники, то на ГТ806... Но требуется согласование по входу - полевики на входе потребляют ток только на фронтах (при перезарядке затвора), а биполярники - всё время открытого состояния.

[Caliostro]

Посмотрел параметры 806-го...
https://elektrikaetoprosto.ru/gt806gt81 ... 0%93%D1%86.
Действительно, впечатляют! По крайней мере в/а!
Но, после Вашей ремарки сразу возникает ряд вопросов:
1. Получается, что для отработки одного цикла мосфету требуется два коротких импульса. Один- на открывание. Другой (обратной полярности?) на закрывание. (Т.е. очень близкая аналогия с тиристором.)
а) А, что-же происходит с ШИМом промежду этих двух фронтов? (Мосфет, как мы полагаем, находится в стабильно открытом состоянии);
б) Один из присутствующих здесь товарищей высказал такой тезис (речь, правда, шла о проверке мосфета), что после тыркания в затвор плюсом, не факт, что мы сможем наблюдать состояние перехода С-И открытым через время, необходимое для переноса щупа измерительного прибора с затвора на сток. Получается, что в течение 0,2-0,5 сек мосфет запросто может самоотключиться, если мы не будем продолжать поддерживать потенциал на G! Ну, а, какие-то НАНО секунды, значит он держит?
Тогда
2. Какая частота вообще практикуется в ШИМе, если мы говорим, что 100кгц это маловато?

[EUgeneUS]

Caliostro в сообщении #1511087 писал(а):

Но, после Вашей ремарки сразу возникает ряд вопросов:
1. Получается, что для отработки одного цикла мосфету требуется два коротких импульса. Один- на открывание. Другой (обратной полярности?) на закрывание. (Т.е. очень близкая аналогия с тиристором.)

Нет, Вы не так поняли ремарку.
MOSFET работает на удивление просто: подали напряжение на затвор - он открылся, сняли напряжение - он закрылся. То так как затвор изолированный, но когда на затворе постоянное напряжение MOSFET по входу ничего не потребляет. Затраты энергии на управление возникают только при переключении, когда нужно заряжать\разряжать ёмкость затвора.

Caliostro в сообщении #1511087 писал(а):

2. Какая частота вообще практикуется в ШИМе, если мы говорим, что 100кгц это маловато?

Характерные частоты следования импульсов - десятки килогерц.

Но если речь о П210, то у него граничная частота 100 кГц. А чтобы транзистор хоть как-то нормально работал, рабочая частота должна быть где-то на порядок меньше граничной (грубо). И это для синусоидальных сигналов. В ШИМ, кроме частоты основной частоты - следования импульсов, если большое количество гармоник. Это ещё увеличивает требования по частоте раз в 10.
Вообще говоря, нам даже не граничная частота важна, а время на открытие и время на закрытие, так как основные потери мощности происходят в это время.

Вот простые наводящие вопросы:
1. У Вас есть разомкнутый выключатель, который включает лампочку. Какая энергия выделяется на нём за 1 секунду?
2. У Вас есть замкнутый выключатель, который включает лампочку. Какая энергия выделяется на нём за 1 секунду?
3. В момент времени $t_0=0$ вы начали включать этот выключатель, к моменту времени $t_1 = 1$ секунда, его сопротивление непрерывно изменилось от $\infty$ Ом до $0$ Ом. Какая энергия выделяется на нём за эту 1 секунду?

[Dmitriy40]

В силовых ШИМ 50-70кГц обычное дело.
Ради уменьшения габаритов увеличивают и до 100кГц, и выше, но если на старой элементной базе, то теряют в КПД.
На новой, особенно когда всё в одной микрушке без внешних силовых элементов, могут и 1МГц быть, и 2МГц. Но правда это скорее про десятки Вт, не сотни и тысячи.

В схемах мосфет отключиться не может, затвор так и держат под открывающим напряжением и в этом и есть минимум одно отличие от тиристора, не открывающий импульс, а открывающее напряжение, постоянно, как базовый ток в биполярном, просто ток в затвор не течёт кроме как в моменты включения (подачи напряжения и заряда ёмкости затвора) и выключения (снятия напряжения и разряда ёмкости затвора). Отрицательное не видел чтобы подавали, может где-то в особо ответственных случаях или высоковольтных преобразователях, обычно везде просто замыкают затвор на исток.

-- 25.03.2021, 18:21 --

(Оффтоп)

EUgeneUS в сообщении #1511102 писал(а):

3. В момент времени $t_0=0$ вы начали включать этот выключатель, к моменту времени $t_1 = 1$ секунда, его сопротивление непрерывно изменилось от $\infty$ Ом до $0$ Ом. Какая энергия выделяется на нём за эту 1 секунду?

Это очень непростой вопрос! Фактически интеграл $\int U(t) I(t) dt$. И он легко считается только в тривиальных случаях. А вникая поглубже в управление тем же полевиком, диаграммы напряжения и тока перестают быть такими уж тривиальными. И проще заведомо завысить/ухудшить расчёт упростив формулы. Но ТС-у этого всего не нужно, так что в офтопе.
Хотя конечно можно энергию оценить и сверху, тупо прямоугольником на диаграмме UI. Завысив при этом энергию в несколько раз.

[EUgeneUS]

(Оффтоп)

Dmitriy40 в сообщении #1511107 писал(а):

Это очень непростой вопрос!

В данном случае, это очень простой вопрос, так как ответ на него: "ненулевая" .
Но с вычислением конкретного значения, да, всё непросто. Согласен.