Stablizator napięcia - problem.

[Radiowiec]

Dzień dobry,
mam dziwny problem ze stabilizatorem napięcia ze strony https://novotone.be/projets/module-haut ... stabilisee.

Kiedy stabilizator pracuje bez obciążenia, to napięcie na wyjściu reguluje się płynnie.
Problem zaczyna się, gdy do wyjścia podłączę żarówkę 230V 40W. Napięcie na wyjściu spada niemalże do 0V, podczas gdy napięcie na bramce Q2 (ustawione potencjometrem P1) wynosi tyle, ile ustawiono (np 140V). Teoretycznie, prąd 170 mA nie powinien być kłopotliwy dla tego układu, więc proszę o wskazówki, co mogło pójść nie tak jak trzeba.
Jako Q2 wstawiono FQPF5N60C, nie montowano więc D4.
Pozdrowienia

[Romekd]

Czołem.
W przedstawionym układzie nie widzę żadnego elementu, który ograniczałby pasmo przenoszenia tranzystora Q2, zapobiegając w ten sposób powstawaniu oscylacji. Wszystko niby jest dokładnie poblokowane kondensatorami - źródło z masą przy pomocy kondensatora C3, bramka z masą kondensatorem C2, dren ze źródłem kondensatorem C4 oraz dren z masą kondensatorem C1, ale indukcyjności połączeń (montażowe) mogą stwarzać doskonałe warunki do powstawania oscylacji, szczególnie że mosfety mogą mieć bardzo wysoką częstotliwość graniczną, idącą w pojedyncze MHz, dziesiątki lub nawet setki MHz. W obwodzie bazy tranzystora musi znajdować się element stratny w postaci opornika antyparazytowego lub specjalnego dławika (koralika ferrytowego) o dużej stratności w szerokim zakresie częstotliwości. Bez niego w pewnych warunkach obciążenia i przy niektórych typach tranzystorów układ będzie się wzbudzał, co może się objawiać niestabilnością napięcia wyjściowego i zakłóceniami, które mogą być obserwowane w odbiornikach radiowych i urządzeniach znajdujących się w pobliżu uruchamianego układu.

Strukturalna dioda DS znajduje się niemal we wszystkich tranzystorach typu mosfet, w tym również podanym na schemacie 2SK1120.

Pozdrawiam
Romek

[Radiowiec]

Cześć,
dziękuję za odpowiedź. Wstawiłem opornik antyparazytowy (300 om) ale dalej nie działa prawidłowo. To wygląda tak, jakby tranzystor był zatkany.
Nie ma tam czasem problemu z polaryzacją bramki?
Pozdrowienia.

[Romekd]

Ten rezystor 10 MΩ (z gwiazdką) może być nieco za duży. U siebie w podobnych aplikacjach często stosuję w tym miejscu rezystor o wartości 100...220 kΩ. Prąd bramki mosfeta z reguły jest bardzo niski i praktycznie nie obciąża źródła napięcia, ale bardzo szybko rośnie ze wzrostem temperatury struktury tranzystora. Czy na ekranie oscyloskopu nie widać jednak jakiegoś wzbudzenia? Czasami dla poprawy stabilności układu również obwód źródła tranzystora zabezpiecza się odpowiednim "koralikiem". Dużo zależy od sposobu montażu elementów.

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

Wygląda na to, że dioda D5 zwiera, w każdym innym układzie zasilacza stosuje się diodę Zenera dla ochrony złącza bramka-źródło. Poniżej schemat sprawdzonego układu.

[Krzysztof_M]

Wygląda na to, że dioda D5 zwiera, w każdym innym układzie zasilacza stosuje się diodę Zenera dla ochrony złącza bramka-źródło. Poniżej schemat sprawdzonego układu.

Dobre oko faktycznie, to może być rzeczywiście przyczyną.
Z powodzeniem stosuję podobną topologię filtrów/stabilizatorów i oczywiście zawsze dla ochrony stosuję diodę zenera dobieraną do parametrów elementu wykonawczego.

[Marek7HBV]

Zastosowanie zwykłej diody zamiast zenera {D5} pozbawia tranzystor ochrony przed przebiciem bramki zbyt dużą różnicą napięć {katalogowo ponad 20V,ale jest zastosowany inny} i nie powinno mieć wpływu na działanie układu.Natomiast odwrotne jej wlutowanie spowoduje opisaną usterkę,ale nieprawdą będzie stwierdzenie że na bramce jest duże napięcie {przy obciążeniu!}.Istnieje także możliwość wpływu prądu zerowego tej diody na napięcie GS.Jest też możliwość uszkodzonego tranzystora T2.W sumie należy wykonać pomiary!

[emisja01]

pominąłem D3 i sądzę, że razem z D5 zamykają obwód i zwierają Dren ze Żródłem... (G-S)czyli Mosfet nie działa a różnica napięć G-S w takim układzie to minimum 20 V

[Einherjer]

Nie mam pojęcia o czym piszesz. 20 V to typowo napięcie przebicia bramka-źródło, w tego typu układzie przy normalnej pracy napięcie bramka-źródło powinno wynosić około 4 V.

[emisja01]

Nieprzeczytany post autor: Einherjer » sob, 19 lutego 2022, 11:11
Nie mam pojęcia o czym piszesz. 20 V to typowo napięcie przebicia bramka-źródło,

-- przecież pisałem napięcie Dren - Źródło a nie bramka - źródło !

Proszę przed napisaniem kolejnej wypowiedzi zapoznać się dokładnie z oznaczeniem wyprowadzeń tranzystora typu MOSFET, w którym "G" to bramka, "D" to dren, a "S" to źródło, a następnie jeszcze raz dokładnie przeczytać swoją poprzednią wypowiedź...!
[Romekd]

[Romekd]

Czołem.

pominąłem D3 i sądzę, że razem z D5 zamykają obwód i zwierają Dren ze Żródłem... (G-S)czyli Mosfet nie działa a różnica napięć G-S w takim układzie to minimum 20 V

Napisał Pan, że D3 z D5 zamykają obwód i zwierają dren ze źródłem w tranzystorze. Jest to nieprawdopodobne, gdyż wtedy napięcie wyjściowe układu byłoby równe wejściowemu, a autor wątku napisał wyraźnie, że po podłączeniu do wyjścia stabilizatora zwykłej, 40-watowej żarówki napięcie na wyjściu spada do małej wartości (prawie zera).

(...)
Kiedy stabilizator pracuje bez obciążenia, to napięcie na wyjściu reguluje się płynnie.
Problem zaczyna się, gdy do wyjścia podłączę żarówkę 230V 40W. Napięcie na wyjściu spada niemalże do 0V, podczas gdy napięcie na bramce Q2 (ustawione potencjometrem P1) wynosi tyle, ile ustawiono (np 140V). (...)

Już po wartości napięcia wyjściowego widać, że w układzie coś jest nie tak, gdyż przy wartościach elementów ze schematu (są tam szeregowo włączone rezystory po 150 kΩ i potencjometr 100 kΩ, przez które płynie prąd ok. 1 mA) napięcie wyjściowe powinno dać się regulować od wartości ok. 300 V do 400 V, jeśli tylko napięcie wejściowe jest odpowiednio wysokie, czyli o co najmniej 20 V wyższe od tego, jakiego napięcia oczekuje się na wyjściu (Autor opracowania podaje wartość napięcia zasilającego jako 380...450 V. Gdyby dioda D5 miała zwarcie (lub była odwrotnie wlutowana), to miernik faktycznie mógłby wskazywać napięcie wyjściowe od 150 V do 200 V, gdyż Mosfet nie byłby w ogóle włączony, a rezystancja miernika (z reguły w miernikach cyfrowych wynosi ona 10 MΩ) tworzyłaby dzielnik z rezystorem R5, którego wartość wynosi właśnie 10 MΩ, więc z miernikiem podłączonym do wyjścia napięcie byłoby niższe o połowę!
Jednak Autor wątku napisał również, że po podłączeniu do wyjścia układu żarówki napięcie wyjściowe spada do zera, a napięcie bramki utrzymuje się na poziomie 140 V, co przy sprawnym i poprawnie włączonym tranzystorze jest nieprawdopodobne, gdyż wytrzymałość izolatora bramki w strukturze krzemowej tranzystora może wytrzymywać do ok. 45 V, a później ulega przebiciu (jeśli w tranzystorze nie ma zintegrowanej diody Zenera, włączonej między bramką i źródłem, bo w wielu tranzystorach są takie zabezpieczające diody...). Nie wyobrażam sobie Mosfeta, w którym możliwe byłoby wystąpienie między bramką i źródłem napięcia 150 V, chyba że upaliłoby się w nim doprowadzenie bramki wewnątrz tranzystora, ale wówczas prawdopodobnie doszłoby do rozerwania obudowy tranzystora...

Dlatego część Pana wypowiedzi uznałem za błędną. Dodatkowo nie stosuje Pan reguł obowiązujących na naszym Forum, pisząc niestaranie, tzn. nie stosując wielu znaków interpunkcyjnych i nie zaczynając zdania z dużej litery oraz "przyklejając" litery do nawiasów od zewnętrznej strony (brak spacji przed lub za treścią ujętą w nawiasie; w kilku Pana postach, przed ich zaakceptowaniem, poprawiłem nieco pisownię, ale nie zamierzam tego robić bez końca...).

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

poprawiłem nieco pisownię, ale nie zamierzam tego robić bez końca...).

Dzień dobry,
Bardzo dziękuję za cenne uwagi Pana moderatora i obiecuję poprawę.
pozdrawiam

[Marek7HBV]

Co do możliwości uszkodzenia tranzystora mocy,to może występować skutek przebicia GS w pracującym stabilizatorze spowodowany obciążeniem niską rezystencją żarówki.Obciążenie żarówką naładowanego kondensatora C3 musi spowodować zmiany napięcia na nim.A wystarczy zaledwie mikrosekunda {czas przepływu nośników przez kanał jest przecież ograniczony },aby energia zgromadzona w C2 przepłynęła przez obszar GS do C3 i wytworzyła nieprzewidziany,dodatkowy rezystor .l

[Romekd]

Żarówka w ogóle stanowi dość trudne obciążenie, ze względu na zmieniającą się z temperaturą oporność wolframowej skrętki. Żarówki 40 W/230 V, które mam w pracowni mają oporność ok. 86 Ω przy zimnym włóknie, co sprawia, że podłączone do źródła napięcia stałego 200 V w pierwszej chwili będą "widziane" przez stabilizator jako obciążenie o mocy 465 W. Tranzystor w przedstawionym układzie nie ma żadnych zabezpieczeń, więc sytuacja opisana przez Kol. Marka może tu wystąpić i doprowadzić do przebicia delikatnej izolacji bramka-kanał w tranzystorze... Po takim zdarzaniu układ może się zachowywać jak ten opisany w wątku...

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

Cześć,
Ja w kwestii formalnej. Dlaczego używa się nazwy stabilizator dla tego układu ?
Jest to tylko regulator napięcia wyjściowego z błędami na schemacie.