pcbway

Transistörden geçen ( yada geçemeyen ) akım?

Başlatan kadirilkimen, 16 Ocak 2015, 12:25:39

kadirilkimen

16 Ocak 2015, 12:25:39 Son düzenlenme: 16 Ocak 2015, 12:26:13 kadirilkimen
Selam arkadaşlar.
Foruma üye olur olmaz pat diye soru sormak hoş değil ama inşallah bundan sonra bol bol katkı da gösteririm.

Kendim bir step motor sürücüsü yapmaya kalkıştım. Ancak transistörlerle sıkıntı yaşıyorum.

Elimde başka bir projeden kalan, bolca TIP41C var. Datasheet'inden doğru anlıyorsam, bu transistör 100 volt ve 5 amper'i kaldırabiliyor. Eğer pwm ile sürerseniz de 10 ampere kadar yolu var denmiş.

Motorun sargılarını doğrudan güç kaynağına bağladığımda motorun çektiği akım 10 ampere kadar çekiyor.
Ancak aşağıdaki devre ile motora enerji verdiğimde, en fazla 1.6 amper çekiyor. daha fazla da çekmiyor. transistör aşırı ısınıyor.

Bu noktada, datasheet'e göre, base girişine 5 volt uygularsam, transistörün tam açık olacağını anlıyorum.
aşağıdaki devre çizimindeki kontrol ucuna 5 volt verdim, 6 volt verdim, hatta motor besleme voltajı olan 24 volt da verdim. sonuç değişmiyor.
Bana sanki transistör full açık olmuyor gibi geliyor.



Sorularım şöyle;
1 - motor güç kaynağına direk bağlandığında, 10 amper çekerken, transistöre bağladığımda neden 1.6 amperden fazla çekmiyor? hani transistörün de bir direnci  olması gerektiğini biliyorum. ama 10 amper'i 1.6 ampere düşürecek nasıl bir direnci olabilir ?
2 - Eğer transistör tam açılmıyorsa, tam açmak için ne yapabilirim? datasheet'inde medium switching applications yazıyor. Beklentilerim, motor yüksüz iken, transistör çok ısınmadan 3 - 5 amper geçirebilmek :)
belli ki enerji motordan çok transistörde harcanıyor.

Motorun sargıları 1.5 ohm, ölçüm yaptığım ölçü aleti, UNI-T UT61E

cevaplarınız için şimdiden teşekkür ederim. Bu konu aynı zamanda transistörün tam nasıl çalıştığını henüz kavrayamayan arkadaşlara da eminim yardımcı olacaktır.


kadirilkimen


efes94

Belki sorun çözülmüştür ancak daha sonradan tekrar aynı soruyu sorabilecek insanlar için ufak bir bilgi vermek isterim . Bu şekildeki tasarımlarınızda elektrik motoru çalışırken üzerinde bir zıt emk oluşturur.Bu zıt akım transistörünüzü yada mosfetinizi bozabilir . Bunu engellemek için mutlaka bu tip projelerde motora paralel olacak şekilde bir diyot konulmalıdır.Ve bu diyot  akım yönüne ters olmalıdır örneğin bu devre için diyotun katotu 24v a bağlanmalıdır anotu ise motorun diğer ucuna. Böylece motordaki zıt emk bu diyottan akar.

kadirilkimen

Devrem üstünde çalışmaya devam ediyorum ancak bahsettiğim sorunları çözdüm.

1 - Tip41 bu iş için çok yanlış bir transistörmüş. Gördüğüm kadarı ile mosfet olmayan transistörlerde, çıkıştan ne kadar akım geçirmek istiyorsan, base'e transistörün kazanç değeriyle orantılı akım vermek gerekiyormuş. ki TIP41 in kazancı çok düşük. çıkışından 5 amper almak için base'e neredeyse 200mA uygulamak gerekiyor.  bu durumda transistörü sürmek için yapılması gereken devre karmaşıklaşıyor. Transistörü değiştirmek en doğrusu.

Ayrıca benim soruyu sorarken paylaştığım devreden farklı olarak, orjinal devremde, transistör ile GND arasında akım ölçmek için bir sense direnci var.
Bu sense direnci yüzünden transistörün emitter çıkışı 0 volt olmuyor.

Ben transistörün base'ine, transistörün switch gibi çalışması için gereken 5 voltu uyguladığımda, bunun GND yi referans alması gerektiğini sanıyordum. Halbuki iyice odaklanınca,  base'e uygulayacağımız voltajın Base ile emitter arasındaki potansiyel fark olması gerektiğini anladım.

sense direnci yüzünden mesela transistör çıkışı 1.5 volt oluyor. ben normalde gnd ye ( 0 ) göre base'e 5 volt veriyordum. Aslında, transistör çıkışı 1.5 volt olduğundan, transistöre verdiğimiz voltaj da base - emitter arasındaki voltaj olduğundan, ben aslında base'e 3.5 volt uygulamış oluyorum.
Bu durumda da, transistör asla doyuma ulaşmayıp sürekli aktif bir direnç gibi çalıştığından çok çabuk ısınıyor ve yeterli akım kaznacı sağlamıyormuş.

sense direnci yüzünden, motordan geçen akıma ve transistöre uyguladığım pwm'e göre, emitterdeki voltaj sürekli dalgalandığı için, base'e uygun voltaj vermek çok sıkıntı hale geldi. ben de tasarımı değiştirip, sense direncini devrenin en üstüne, + voltaj ile devre arasına koymaya karar verdim.

bu durumda base'e uygulayacağım voltajı hesaplarken, transistörün emitter'i aynı zamanda GND ye bağlı olacağından, base'e uygulanacak voltaj için hesap kitap gerekmeyecek.

Meğersem ne önemli konuymuş :) akım ölçmekle ilgili anlatımlarda, kimse sense direncinin durumundan bahsetme gereği duymamış.

asma

Alıntı yapılan: kadirilkimen - 25 Ocak 2015, 13:00:21Devrem üstünde çalışmaya devam ediyorum ancak bahsettiğim sorunları çözdüm.

1 - Tip41 bu iş için çok yanlış bir transistörmüş. Gördüğüm kadarı ile mosfet olmayan transistörlerde, çıkıştan ne kadar akım geçirmek istiyorsan, base'e transistörün kazanç değeriyle orantılı akım vermek gerekiyormuş. ki TIP41 in kazancı çok düşük. çıkışından 5 amper almak için base'e neredeyse 200mA uygulamak gerekiyor.  bu durumda transistörü sürmek için yapılması gereken devre karmaşıklaşıyor. Transistörü değiştirmek en doğrusu.

Ayrıca benim soruyu sorarken paylaştığım devreden farklı olarak, orjinal devremde, transistör ile GND arasında akım ölçmek için bir sense direnci var.
.....
Meğersem ne önemli konuymuş :) akım ölçmekle ilgili anlatımlarda, kimse sense direncinin durumundan bahsetme gereği duymamış.

Merhaba
Tip41 bu iş için yanlış:
Icmax değeri yük akımınızı karşılamıyor.
6A lik max. akımda kullanıyor olsanız 1,5V kaybınız olacaktır. (VCE sat.) O da ısıya dönüşür. Orta boy bir soğutucu şart olur.
6A için 500~600mA beyz akımını sağlamanız gerekir (200mA yetmez) Bunun için ikinci bir tip41 darligton bağlanır.
Düşük voltaj ve yüksek akım kumanda edilecekse özel bjt yada mosfet kullanmanız gerekir. (low-sat ibaresi olan bjt ler mevcut)
Düşük gerilimle kontrol edilecekse (3V3 veya 5V gibi) özel düzenek yada özel mosfet kullanılmalı. (logic mosfet gibi)IRLZ 44
Mosfet soğutucusuz kullanılabilir ama en ufaklarından bile olmasında fayda var.
 
Akımı nasıl ölçtüğünüz sorulabilirdi ama sizin bilgileri tam paylaşmanız gerekir.
Akım takibini sens direnciyle yapmak ucuz ve pratik bir yoldur, beslemenin iki ucuna da irtibatlandırılabilir. Ama kollektörde bulunan yükün akımını emiter akımını ölçerek takip ettiğinizi kim nasıl tahmin edebilir?

Kolay gelsin.

kadirilkimen

başka bir forumdan da aldığım cevaplarla bir çok şeyi iyice anladım :) meğersem transistörleri hiç bilmezmişim ben. bir çok sebepten zaten tip41 çok yanlışmış. kaldı ki, zaten akımı nasıl ölçtüğüm de çok yanlışmış :) eh, böyle böyle öğreneceğiz tabi.

verdiğiniz bilgiler için teşekkür ederim. Meğersem logic level mosfetler varmış. Ama anladığım kadarı ile, mosfetleri verimli kullanmak için ya uygun sürücü entegre kullanmak lazım, yada gate voltajını sınırına yakın sürmek lazım ki çok hızlı anahtarlama yapabilsin.  irlz 44'e de baktım,  her ne kadar 5v gibi voltajlarla sürülebilir görünse de, aşağıdaki grafiklerini inceleyince, onu da VGS sınırına yakın sürmek performansını en üst seviyede kullanmak açısından önemli görünüyor.

Bu durumda bu tarz projelerde kaçınılmaz şekilde mosfet tercih edip, imkan varsa mosfet sürücü ile , imkan yoksa, mosfet'in VGS max değerine yakın voltajlarda sürecek ara bir sürücü katı yapmakta fayda var.
yoksa ya mosfet ya motor kızartması yapan bir devremiz oluyor :)