Вчера мы закончили тем, что есть проблема медленного закрывания транзисторов. Вначале я пытался поиграться с цепью затвора - уменьшить резистор, поставить диод параллельно затворному резистору, чтобы разрядка затвора шла мимо резистора. Всё было бесполезно. Решил даже намотать трансформатор на меньшем по размеру кольце - размером 10Х6Х3, марки 2000НМ1-36. Кольцо заметно меньше, поэтому вместо двенадцати-четырнадцати витков, как на импортном кольце, намотал три обмотки по 21 витку. Но и этого оказалось мало. Посмотрим на осциллограммы:
Здесь дифференциальный пробник подключать не стал, а луч под него погасить забыл. Что мы здесь видим нового:
Во-первых, увеличилась частота. Теперь она порядка 65 килогерц. Мало витков. Надо было витков тридцать мотать.
Во-вторых, улучшился спад запускающего импульса. Это радует.
Но спад основного импульса остался прежним, даже, возможно, немного вырос. Это плохо.
В чём же причина этого "затяжного спада"? На затворе всё чудесно, спад крутой. Что же мешает транзистору быстро закрыться? А что, если это выходная ёмкость транзистора? Смотрим по справочнику - для транзистора IRF740 эта ёмкость примерно 330 пФ. Да ещё ёмкость других элементов схемы - трансформатора, например. Тем более, к нагрузке у нас подключены целых два трансформатора.
Пусть полная выходная ёмкость - порядка 500 пФ. А сопротивление нагрузки у нас - 20 килоом. С учётом коэффициента трансформации 1:5 транзисторы "думают", что нагрузка равна 800 Ом. Постоянная времени: 500 пФ * 800 Ом = 0,4 мкс. С учётом того, что ёмкость практически полностью разряжается за пять постоянных времени, вот и получили наши 2 микросекунды. Вот оно, в чём дело!
Но нужно проверить. Подключаем к нашим двадцати килоомам нагрузки ещё гирлянду из резисторов на 20 килоом. В сумме - 10 килоом. Для транзисторов это - 400 Ом. Снимаем осциллограмму ещё раз, немного изменив развёртку.
Видим, что время спада напряжения уже не две микросекунды, а всего одна! Да, мы на верном пути.
Добавим ещё гирлянду из резисторов суммарным сопротивлением 600 Ом и присоединим её к первичной обмотке трансформатора, то есть, непосредственно к выходу преобразователя. И снова смотрим, что творится со спадом напряжения:
Ну что же, как говорится - большой успех советской науки. Время спада - чуть больше пятисот наносекунд. Какие ещё эксперименты нужны для подтверждения нашей гипотезы?
Хитрая штука получается: при малых токах нагрузки резко увеличивается время спада. Что же делать? Ну, во-первых, не перезакладываться и не ставить слишком мощные транзисторы. Например, можно было вместо IRF740 поставить IRF840, у которых выходная ёмкость не 330 пФ, а 200 пФ. В менее мощной схеме вполне можно было бы обойтись и транзисторами IRF830. У них вообще выходная ёмкость - 100 пФ.
Да, у них больше сопротивление канала. Ну и что? Нужно искать компромисс.
Если не слишком важен КПД схемы, то можно пожертвовать несколькими ваттами (или, даже, десятком-другим ватт) и подключить резисторы килоом в пять параллельно выходу. Скажем, три резистора по 5,1 килоом создадут ток около ста миллиампер и чуть ускорят разрядку выходных емкостей при малых нагрузочных токах. Да, ватт пятнадцать нужно будет рассеять. Выбор за конструктором.
Лучше, наверное, городить специальные цепочки для ускорения разрядки. Или переходить в резонансный режим.
В общем, широкое поле для экспериментов.
Ну и параллельно выяснились возможные варианты упрощения схемы. Во-первых, вполне можно выкинуть затворные резисторы. Ток затвора будет ограничиваться резисторами обратной связи. А для отсутствия шунтирования первоначального импульса запуска вполне должно хватить индуктивности трансформатора. Тем более, когда применяем маленькое колечко, то придётся мотать витков тридцать, не меньше.
Лишней кажется и RC-цепочка, которую мы ставили для "замедления" закрывания нижнего транзистора, для уменьшения эффекта Миллера. У нас и так транзистор медленно закрывается за счёт собственной ёмкости. А эти две детальки сильно мешают при разводке компактной печатной платы. Попробуем без них.
Ну а пока решил заменить транзисторы IRF740 на IRF840. По-хорошему, время спада напряжения должно уменьшиться раза в полтора. Завтра посмотрим.
Комментариев нет:
Отправить комментарий