Proč tyristory hoří?

I ty nejlepší, originální a skutečné tranzistory s efektem pole vždy selžou ze stejného důvodu – kvůli překročení jednoho z jejich maximálních přípustných parametrů. Nebudeme brát v úvahu mechanické poškození pouzder a nohou, zaznamenáme dva hlavní škodlivé faktory – porušení tepelného režimu a překročení kritického napětí. Tepelným porušením rozumíme překročení přípustné teploty krystalu, které obvykle přímo souvisí se zvýšeným proudem, proto se tomuto aspektu problému budeme věnovat podrobně.

Zcela obecně lze říci, že tranzistor s efektem pole selže buď z přepětí, nebo z přehřátí. A pokud se nepřipustí důvody překročení přípustných parametrů, pak si tranzistor zachová jak svůj výkon, tak výkon sousedních součástek, nemluvě o nervových buňkách majitele zařízení, pro které byl tento tranzistor určen. Pojďme tedy zjistit, proč tranzistory hoří.

Přepětí

Tranzistory s efektem pole jsou velmi jemná polovodičová zařízení s několika přechody. A bylo by velkým zjednodušením říci, že průraz napětí je zde možný pouze nešikovným dotykem neuzemněné pinzety. Ve skutečnosti je průraz napětí možný ve dvou scénářích: gate-source nebo drain-source.

Porucha zdroje brány obvykle nastává v důsledku poruchy ve fázi budiče řídicího obvodu nebo v důsledku rušení, včetně rušení z odtoku v důsledku Millerova jevu. Moderní tranzistory mají samozřejmě velmi nízkou kapacitu drain-to-gate, ale čas od času se mohou vyskytnout výjimky, zejména v obvodech s vysokou rychlostí nárůstu napětí drain.

Pro boj s Millerovým efektem se používají aktivní hradlové výbojové obvody nebo je v obvodu polního hradla instalována minimálně flyback dioda se zenerovou diodou. Pokud jde o kvalitu samotných budicích obvodů, vyšší spolehlivost vykazují řídicí obvody s galvanickým oddělením, zejména řešení na bázi hradlových řídicích transformátorů.

Pro zhroucení napětí v obvodu zdroje kolektoru potřebuje tranzistor s efektem pole jen několik nanosekund, aby se spálil z indukčního rázu velké amplitudy na kolektoru. Pro boj s přepětím na kolektoru se obvykle používají obvody s měkkým rozběhem, aktivní supresory nebo pasivní odlehčovací obvody s kondenzátory a odpory nebo varistorové odlučovače napětí. Tyto a další ochranné cesty jsou vynucená preventivní opatření k ochraně tranzistorů s efektem pole, jsou velmi běžné a uznávané jako norma mezi vývojáři výkonové elektroniky.

Přehřívání krystalů

Nejčastějším důvodem přehřívání tranzistoru je špatné upevnění těla tranzistoru k radiátoru nebo jednoduše špatný kontakt mezi radiátorem a tranzistorem. K ochraně proti tomuto jevu je nejlepší nejen použít tepelně vodivé substráty a pasty, ale také dodatečně použít teplotní čidla, která by při přehřátí obvod vypnula.

Dalším důvodem přehřívání tranzistoru je průměrné proudové přetížení. Nejčastěji se v obvodech pulzních měničů bojuje plynulým zvyšováním frekvence a šířky řídících pulzů. To je nezbytné, aby se zabránilo překročení průměrného proudu, například při studeném startu zařízení, když se nabíjejí prázdné kondenzátory nebo je spuštěn motor, který ještě nezrychlil, a pokud je okamžitě aplikován plný proud, tranzistory se okamžitě přetíží. Obvody proudové zpětné vazby v obvodech push-pull také pomáhají chránit tranzistory.

A samozřejmě přes proud, kde bychom bez něj byli. Vývojáři polomostových okruhů o tom vědí své. Zde pomůže kompetentní výpočet a návrh řídicího obvodu a zpětnovazebních obvodů a také měkký start s pomalým nárůstem opakovací frekvence a šířky řídicích impulsů.

• Jak teplota a vlhkost ovlivňují provoz elektronických zařízení
• Poruchy LED pásků a způsoby jejich opravy
• Typické elektrické poruchy praček

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články v kategorii Opravy domácích spotřebičů

Přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram: Domácí elektro

Zde můžete zanechat komentář, položit otázku a jen chatovat:
Chat na elektrická témata

Sdílejte tento článek se svými přáteli:

Haló
Zde je takový stabilizátor, na vstupu – 35 V, na výstupu by měl být 28-30, pájený “za chodu” – fungoval, pájen na desku – polní zařízení okamžitě vyhoří, odpor zdroje se stává asi 300 ohmů ve směru opačném k ochranné diodě (dioda zůstává, zdá se být neporušená, 500-600ohm). Navíc: „za chodu“, když jste pájeli, nainstalovali jste tranzistor IRLZ44, na desku připájeli IRLZ44N, jsou velmi odlišné?

Omlouvám se, přiložil jsem trochu špatný obrázek, zde je schéma pahýlu zvlášť.

Obvod nemá žádné omezení proudu ani ochranu pro tranzistor s efektem pole. Možná to je důvod, proč při zapnutí havaruje. Navíc při zapnutí vzniká na bráně velmi vysoké napětí (dokud se nenabije kondenzátor C3 a nezačne pracovat zenerova dioda U1). To může také deaktivovat terénního pracovníka. Správnější je zařadit mezi hradlo a zdroj ochrannou diodu, aby se zabránilo průrazu dielektrika hradla.
—–
Proč používáte napájení brány přes násobič?

ViNi: Obvod nemá žádné omezení proudu ani ochranu pro tranzistor s efektem pole

Tento tranzistor je již dimenzován na 55 ampér, tak proč ochrana? Dříve nebo později všechny cesty shoří.

ViNi: dokud se kondenzátor C3 nenabije a zenerova dioda U1 nezačne pracovat

Zkoušel jsem to úplně bez tohoto kondenzátoru. Obecně by tam mělo být asi 7500 mikrofaradů (obvod z prvního příspěvku), pak je tranzistor tak výkonný, aby tuto kapacitu nabil, IMHO.

ViNi: Správnější je zařadit mezi hradlo a zdroj ochrannou diodu, aby se zabránilo průrazu dielektrika hradla.

Je to opravdu dioda? Není to zenerova dioda? Tento tranzistor má povolené napětí do 15V
Zahrnout jako v příloze?.

ViNi: Proč používáte napájení brány přes násobič?
A to je zjevně v případě, že na vstupu je pouze o 1 volt více než na výstupu.
Asi to nepotřebuji, ale to není důležité, že?

To, že tranzistor není 55 A, nezaručuje, že se nepřetíží. Když je zapnutý, v důsledku přítomnosti velké kapacity na výstupu přes tranzistor je možný pulzní proud, který výrazně přesahuje 55 A. Stopy se nevyhoří kvůli tepelné setrvačnosti, ale tranzistor může. Je pravda, že odpor samotných drah může fungovat jako omezovač proudu. Nejpravděpodobnějším důvodem je pulzní přepětí na bráně.

AVM: Je to opravdu dioda? Není to zenerova dioda?
Ochranná dioda (symetrická a asymetrická) má I-V charakteristiku podobnou zenerově diodě, takže můžete použít i zenerovu diodu, která omezí napětí hradla na 15 V. Ve vašem posledním zapojení dioda nedovolí tranzistoru vůbec otevřít.

AVM: Asi to nepotřebuji, ale to není důležité, že?
A zkusíš zapojit R4 ne do násobiče, ale do odpadu a uvidíš, jestli je to zásadní nebo ne. Možná, že tranzistor po zapnutí přestane létat.

ViNi: Když je zapnutý, kvůli přítomnosti velké kapacity na výstupu přes tranzistor je možný pulzní proud,

ViNi, na výstupu není velká kapacita, žádná!
. Mimochodem, kdysi jsem na takovém tranzistoru dělal ochranný systém pro výkonný zdroj, no, náhodou (a schválně taky) jsem to zkratoval, takže ty 3mm dráhy hoří modrým plamenem a ty dírky v polygonech vyhořel, ale tranzistor je alespoň v pořádku! Mimochodem, maximální proudový impuls pro něj je 200A. Velmi mě proto překvapilo, když to selhalo v jednoduchém stabilizátoru.

ViNi: omezit napětí brány na 15 V

To není vhodné, pak bude výstupní napětí menší než 15V. Nebo myslíš limit vzhledem ke zdroji?

ViNi: Ve vašem posledním obvodu dioda nedovolí tranzistoru se vůbec zapnout.

Měl jsem na mysli 15V zenerovu diodu. Nebo se má zapnout v jiné polaritě?

ViNi: A zkusíš zapojit R4 ne do násobiče, ale do odpadu a uvidíš, jestli je to zásadní nebo ne. Možná, že tranzistor po zapnutí přestane létat.

Děkuji, samozřejmě se o to pokusím, ale už mi nezbývá dost terénních pracovníků.

Na bráně musí být napětí samozřejmě omezeno vzhledem ke zdroji. To nijak neovlivní činnost obvodu. A zenerova dioda musí být zapnuta s obrácenou polaritou. Ve vašem příkladu musíte diodu přehodit. Stabilizační napětí je lepší vzít ne 15, ale 14 nebo 13 V. Bude klidnější.

Je jasné, že brána hoří, je třeba zkusit vypnout násobič a připojit přímo, v tomto případě i při krátkém napětí nebude napětí na bráně vzhledem ke zdroji větší než 15 voltů, pokud samozřejmě není vstup 30, pokud je vše v pořádku, pak do brány ks213 a zahrnout podle schématu.

mono1: měli byste zkusit deaktivovat multiplikátor a připojit se přímo,
Díky mono1, to jsem udělal. Nyní se zdá být vše v pořádku. Škoda jen, že upálil 3 terénní pracovníky.
. Ale co je zvláštní, podle 30voltového obvodu pkremenky je to přibližně 42 voltů konstantního napětí, já měl méně a spálily se. Pravda, místo IRFZ44 jsem měl IRLZ44, ale nevidím zásadní rozdíl.
Ukazuje se, že autor tohoto obvodu byl s násobičem příliš chytrý?

AVM: podle 30voltového obvodu pkremenka je to přibližně 42 voltů konstantní
To je bez zátěže, možná autor měl pokles napětí při zapnutí se zátěží a vstup se stal méně než 28 voltů, těžko soudit, aniž bych viděl zatížení a nosnost vstupního podavače.

Radio Forum je stránka věnovaná diskuzi o elektronice, počítačích a souvisejících tématech.