maanantai 27. maaliskuuta 2017

Superfretti, Kiitos texas instruments!!

Katselin high side switch ratkaistuita raspberryn levylle, kun satuin törmäämään jännään uutuuteen texas instrumensilta. 2016 kesällä julkaistu piiri joka tottelee nimeä UCC21520.


HUH HUH!!! MIKÄ PIIRI!!  (kuola valuu)....

The UCC21520 is an isolated dual-channel gate driver with 4-A source and 6-A sink peak current. It is designed to drive power MOSFETs, IGBTs, and SiC MOSFETs up to 5-MHz with best-in-class propagation delay and pulse-width distortion.

FUCK JEAH!!!!!

Maksaa farnellilla 6.95e yksittäin ostettaessa... Kallis on mutta sen arvoinen (luulisin?)

WAUTSI WAU!!!...(lainattu TI:n datalehdestä)

Piiriä käytetään siis D-luokan vahvistimen Nmosfettien ajamiseen.  Piirissä on kaksi erotettua gatedriveriä  Ideana on siis että tämä piiri voi avata ja sulkea transistorin hyvin nopeasti. Erotuksen ansiosta transistori voi olla missä potentiaalissa tahansa. (okei, minkä läpilyöntijännite kestää).

Driveri kykenee antamaan virtaa transistorin gatelle 4A virtaa ja kiskomaan 6A... Tällä texasin piirillä voi antaa teoriassa lyhimmillään 10ns pulsseja... (ihan tiedoksi että valo liikkuu 10ns aikana noin 3metriä :-O)

Eihän nykyaikana tuo ole saavutus eikä mikään... gigahertsitaajuuksilla raksuttaa kun vähän paskempikin prosessori.... MUTTA... käyttöjännitteet noissa on varsin nynnyjä 3.3v...1.8v... yms.

Tarkoituksenani olisi kytkeä miehekkäästi  plusmiinus 400v (koska ebaystä saa sellaisia powereita)... eli heilauttaa uloslähtevää pinniä (mukanaroikkuvat hajakapasitanssit mukaanlukien) 800v.  Lukiotasoisen ymmärryksen omaavat lukijat muistavat että varatun kondensaattorin energia 

E=(1/2)*C*V^2

Energia on verrannollinen kapasitanssiin ja neliöllinen jännitteeseen. Elikkäs aina kun tämä piiri nitkahtaa ja transistorit liikahtaa... siirtyy tuon verran energiaa... Tässä kyse on varauksen siirtymisestä eli virrasta... ja mitä tiheämpään... sitä suurempi teho  (1W on yksi joule sekunnissa)

Hihasta ravistaen sanoisin kapasitanssin (Source-maa...yms) olevan jotain nanoluokkaa.... Eli ihan vitusti tehoa. 10ns.. pulssi 100ns välein?

Transistoreiden pitäisi avautua ja mennä pieniresistanssiseksi naulaksi mahdollisimman nopeasti. Transistoreilla (joillain enempi toisilla vähempi) on toiminta-alue jossa transistori ei ole auki eikä kiinni... vaan muistuttaa vastusta. Ja vastushan tarkoittaa sitä 

P=U*I  ja U=R*I

Ja silloin lämmittää...

Mosfet tyylisten jännitteellä ohjattavia transistoreita voi toki ajaa vaikka raspin 3.3v GPIO:lla Tällöin tosin transistori muuttaa tilaansa varsin laiskasti... koska gatejännite nousee ja laskee hitaasti..Hidas gatejännitteen liikkuminen taasen johtuu sitä että mosfet mallinen transistori omaa suuren kantakapasitanssin.. Ja raspi ei jaksa syöttää virtaa ja jännite on pieni. Lisäselitystä kaipaavat...lukekaapa perusteet RC-piiristä ja aikavakioista niin tajuatte kyllä
Tätävarten on olemassa gatedrivereitä millä voi työntää ja kiskoa varausta transistorin gatelle.. korkeammalla jännitteellä ja pienemmällä lähtöresistanssilla (ja pelolla että System on chipistä nousee savut).

Lisäksi gatedrivereissä on kaikkia näppäriä lisäominaisuuksia kuten säädettävä deadtime control jolla estetään ylös ja alasvetävien trankkujen johtamisen yhtäaikaa (eli latch-uppaaminen) Eli pieni viive jolloin lähtö kelluu on ihan toivottu ominaisuus.. Ei tarvitse olla Bart Simpson tajutakseen että molempien lähtötrankkujen johtaessa hv-poweri on oikosulussa. Silloin savu nousee powerista tai transistoreista.

Käyttäminen

Datalehdessä tulee jopa kytkentäohje... Plus vieläpä ohjeet leiskan tekemiseen.

Texasinstrumetsin esimerkkikytkentä (kopioitu datalehdestä)
Eli transistorin gatea kiskotaan sourceen nähden vähän pakkasen puolelle, niin varaus valuu kannalta vähän ripeämmin.. trankku lakkaa johtamasta... niin että napsahtaa.

Aijai... sitten vielä opastetaan miten leiska tehdään ja miten komponentit sijoitellaan... ja kuinka leveä avaus tehdään piirilevyyn piirin alle... kapasitanssin ja vuotovirtojen takia..

Mitä puuttuu

Tässähän on melkeen kaikki.. mutta mitä pitää vielä selvittää ennenkuin pääsee tekemään skemaa ja leiskaa

  • Rf-Tehokivien valinta
    • Kriittistä
  • Jäähdytyssuunittelu
  • Kotelointi
  • Suunitelma missä tätä RF:ää käytetään ja miten se kytketään.
  • Gatedriveri vaatii kelluvan powerin...Eli jokin kelluva DC-DC muunnin tarvitaan
    • Ylempi gatedriveri heiluu ajettavan linjan mukana
    • Siksipä erityisesti siinä tarvitaan DC/DC muunnin jolla on hyvin pieni kapasitanssi syöttöpoweriin eli maahan nähden.
    • Hmm... pitäisiköhän ottaa harjoitusprojekti matalakapasitanssisen DC/DC muuntimen suunnittelusta... 
  • Signaalin kunnostus rapsin pinnillä
    • En halua jitteriä tai muita ongelmia... eli line driveri jotta pääsee raspin hat:sta suprefretille
  • Signaalinkunnostus piiri... ja piiri jolla saa tehtyä not:in.
    • Texasin SN74LVC2G86DCTR "true complement element" saattaa olla oikea?
    • Tai sitten ei... vielä selviteltävää
Ja sitten ei muuta kuin hommiin... 

Teen parhaani leiskan kanssa... ja sitten vaan kovaan ajoon ja kokeilen kuinka koviin taajuuksiin tällä pääsee..


Ei kommentteja:

Lähetä kommentti