Stabilizator LDO, MOSFET N

[Wojtek]

Witam

1)Jaki stabilizator LDO byście mi polecili? Ma pracować w ukłądzie 6V->5V przy natężeniu max 1,5 A. Nie bez znaczenia jest dla mnie też prąd spoczynkowy.

2)Potrzebuję 4 mosfetów n . Czy dostępne są ukłądy zawierające 4xmosfety n w jednej obudowie? Ja osobiście nic takiego nie znalazłem

Sam korzystałem wcześniej z układów SI9926BDY które są 2 mosfetami zamkniętymi w jedenj obudowie. Dobrze się sprawdzały więc chciałem zastosować 2 takie ukłądy żeby uzyskać w sumie 4 mosfety. Niestety obecnie są chyba wcycofane z produkcji a najbardziej podobny układ w tme: FDS6900AS zbyt bardzo odbiega ceną i parametrami.

Znalazłem zamienniki si9926cdy

https://sklep.eltron.pl/pl/p/18184523354654/si9926cdy-e3

I tu pytanie czy ten mosfet nadaje się do pracy przy częstotliwościach 100Hz jeżeli będę go sterował przez rezystor np.500/300 ohm z atmegi?

Czy w ogóle takie PWM to są duże szybkości bo stała czasowa filtra który utworzy się z bramki takiego mosfeta wychodzi 0,000000001 * 500 = 0,0000005 s a okres PWM to 0,01s

Wcześniej gdy wybierałem si9926bdy ktoś mi mówił żebym zwrócił uwagę na pojemność bramki ale wtedy to było dla mnie nie istotne bo ten mosfet nie pracował z dużymi szybkościami.

Zupełnie nie orientuje się który parametr mnie dotyczy, wydaje mi się że pojemność barmki ale w nocie jest to:

(przy 5V - odczytywałem z wykresu)

Input Capacitance Ciss 1190 pF

Output Capacitance Coss 280 pF

Reverse Transfer Capacitance Crss 90 pF

co to oznacza?

[marek1707]

Ja w takich sytuacjach w ciemno sięgam po Micrela MIC29302. Zawsze mam ich kilka w szufladzie a gdy zaczyna brakować, dokupuję:

http://www.tme.eu/pl/details/mic29302wu/stabilizatory-napiecia-regulowane-ldo/micrel/#

Układ ma niewiarygodnie mały spadek nawet przy 3A prądu, jest produkowany zarówno w wersjach na ustalone (3.3, 5 i 12V) jak i regulowane (ADJ) napięcia wyjściowe, może mieć wejście wyłączające lub wyjście sygnalizacji problemów:

http://www.micrel.com/_PDF/mic29150.pdf

W przypadku używania MOSFETów jako kluczy PWM ciepło "pochodzi" z dwóch źródeł: strat na rezystancji kanału tranzystora w czasie gdy jest on otwarty i strat podczas przełączania.

To pierwsze to wiadomo, masz statyczną rezystancję kanału: im jest ona większa, im większy jest prąd oraz im większe wypełnienie PWM tym większa moc tracona:

P = I² * Rdson * PWM

Rezystancję kanału musisz oszacować z danych katalogowych przy danym napięciu sterowania bramką, np. przy 5V - gdy pędzisz tranzystor wprost z procesora.

Drugie źródło jest troszeczkę trudniejsze do policzenia a łyk teorii znajdziesz tutaj:

http://www.vishay.com/docs/73217/73217.pdf

i np. tutaj:

http://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN1832.pdf

ale gdy gdy popatrzysz na wykresy prądów i napięć na bramce/drenie MOSFETa to można w uproszczeniu (które sprawdza się całkiem dobrze) przyjąć, że moc od przełączania wygląda jak trójkąty o wysokości zależnej od napięcia i prądu oraz o szerokości wynikającej ze sposobu sterowania bramką i jej pojemności, powtarzanych z częstotliwością kluczowania.

Najważniejszym dla Ciebie parametrem jest pojemność sprzężenia wyjścia z wejściem, Crss, bo to ją musisz w końcu przeładować prądem bramki by przepchnąć tranzystor przez obszar "analogowy". Ani to co dzieje się wcześniej (rys.6 w dokumencie vishaya), czyli od zera do "półki", ani to co później, czyli od "półki" do napięcia końcowego, niewiele wnosi do strat w samym tranzystorze. Rzeczywiste pojemności bramki (te rzędu nF) mają wpływ raczej na opóźnienia oraz na moc strat w driverach.

Tak więc do obliczenia grzania od przełączania możesz spokojnie skorzystać ze wzoru:

P = (Crss * V² * I * f) / Ig

gdzie:

f będzie częstotliwością pojawiania się przełączeń (czyli 2 razy więcej niż Twój PWM),
Ig to szacowany prąd bramki w czasie "półki".

Jeżeli MOSFET zaczyna przewodzić np. przy 3V, to półka pojawi się właśnie przy tym napięciu. Procesor wypuści z siebie wtedy np. 4.8V więc przy oporniku 500R masz Ig=(4.8-3)/500 tj. 3.5mA - bardzo słabiutko. Co prawda 100Hz to żadna częstotliwość, ale tak słabe sterowanie MOSFETa spowoduje, że czasy przełączania i chwilowe obciążenia cieplne będą duże. Moim zdaniem oporniki powinny być dużo mniejsze, dużo większe prądy powinien zapewniać driver i dużo większe szpilki będzie on ciągnął z zasilania. W przypadku procesora nie poszalejesz, ale 22-51Ω w bramce uznałbym za optimum. Wiele zależy od użytego tranzystora, jego napięcia progowego oraz właśnie pojemności.

Gdy zsumujesz obie moce wyjdzie Ci to, co będzie grzało jedną strukturę. Jeśli masz "dwa w jednym" - znowu musisz sumować. Obudowy SO8 do których pakuje się MOSFETy są specjalnie ulepszane cieplnie, ale trzeba dokładnie sprawdzić ile Watów wytrzymują i - co ważniejsze - w jakich warunkach chłodzenia, czyli na jakiej płytce, z czego wykonanej, ilo-warstwowej, jak szerokie ścieżki lub wręcz pola/radiatory były doczepione do drenów itd.

[Wojtek]

Fajnie że dostałem coś konkretnego. Jak nazywa się kuzyn MIC29302 w wersji nieregulowanej z napięciem wyjściowym 5V?

Chwila szukania i znalazłem coś takiego:

http://pl.farnell.com/micrel-semiconductor/mic29150-5-0wt/ic-ldo-volt-reg-5v-1-5a-to-220/dp/1287887

[marek1707]

Strona 2 i 3 wskazanego pdfa z MICRELa - pełny wykaz oznaczeń w zależności od prądów, obudów i napięć.

Ja preferuję ADJ bo dwa oporniki nic nie kosztują a zawsze dostaję takie napięcie, jakie akurat potrzebuję.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Wojtek]

użyję regulowanego bo te inne wersje są trochę ciężko dostępne.

Znalazłem wzór wiążący R1 i R2. Rozumiem że istotny jest tylko stosunek ich oporów?

R1 =R2 x (Vout/1.24 - 1)

Jeśli tak to w jakich mniej więcej przedziałach najlepiej się poruszać?

np. 3,1K do 1K może być?

[marek1707]

Wrrr, Wojtek, nawet nie zajrzałeś do danych katalogowych. Tam są odpowiedzi na wszystkie (jak do tej pory) Twoje pytania.

Najpierw zapewne znalazłbyś prąd pobierany przez wejście ADJ, bo to on będzie wprowadzał błąd w podziale napięcia, prawda? Na szczęście prąd ten jest pomijalnie mały (jaki?) więc wygląda, że rzeczywiście ważny jest jedynie stosunek rezystancji. Niestety chwilę później znajdujesz rozdział "Minimum Load Current" gdzie czytasz, że ten stabilizator ma pewien minimalny prąd obciążenia (jaki?). Jeżeli to, co podłączysz do wyjścia może brać w pewnych warunkach mniej niż wymaga producent, oporniki dzielnika mogą (i powinny) to obciążenie zrobić "za darmo". Inaczej napięcie wyjściowe może wzrosnąć powyżej wartości ustalonej dzielnikiem. Poczytaj też o pojemności wyjściowej.

Cóż, stabilizatory LDO mają swoje cechy i trzeba nauczyć się z nimi żyć.

[Wojtek]

Sorki, robię kilka rzeczy naraz i do noty zerknąłem wyrywkowo.

Ale naprawdę dzięki bo wszystko mi podałeś na gotowo.

pozdrawiam