Некоторые компоненты для экспериментов с электроникой довольно
дорогостоящие. Поэтому когда появляется новая идея, выгодной стратегией
будет переделка некоторого оборудования, которое по определенной причине
было отложено. В этой статье в общих чертах рассказывается о некоторых
практических моментах по перепрофилированию дешевого, но мощного модуля адаптера, предназначенного для использования с 3D-принтерами.
Модуль является подделкой Makerbase MKS-MOS25, что
представляет собой обычную силовую плату MOSFET, используемую для
модернизации 3D-принтера до более мощной головки, как правило, с большей областью печати.
Итак, небольшой модуль, показанный ниже, представляет собой модуль
расширения мощности МОП-транзистора с подогревом другого производителя,
которым можно управлять с помощью существующего выхода с подогреваемым
слоем или логических сигналов с главной платы управления. Он оснащен
сложным механизмом оптопары переменного тока на входе для управления
силовым МОП-транзистором, поэтому силовой МОП-транзистор можно включать различными способами. Технология гальванической развязки позволяет нагреваемому столу работать при напряжении, отличном от напряжения основной платы управления.
Его ключевыми компонентами являются:
- Мосфет мощности HA210N06
- Мостовой выпрямитель MB6S
- Оптопара PC817
Модуль на картинке выше — очень распространенный и недорогой
китайский продукт, поэтому его можно найти на Banggood, AliExpress и во
многих других местах. Тем не менее, обратите внимание, что ключевая
часть — HA210N06 — это N-канальный силовой МОП-транзистор с напряжением
210 А/60 В, но модуль может выдерживать только токи, значительно меньшие
этого значения (ограничивающим фактором является печатная плата и
разъемы проводов).
Вот примерная схема модуля.
Когда на управляющий вход модуля поступает соответствующий управляющий
сигнал, силовой МОП-транзистор включится. Если вы заметили, на входе
установлен мостовой выпрямитель. Это делает полярность сигнала
управления подогреваемым столом неважной (управляющий сигнал включит
силовой МОП-транзистор через оптрон, независимо от того, как вы его
подадите).
Вот ещё пару модулей драйверов с подогревом. Как вы можете видеть, эти
платы немного отличаются от других модулей, показанных ранее.
Об этом модуле стоит упомянуть то, что он оснащен другим силовым
МОП-транзистором 210 А/60 В – IRFB3206. Кроме того, в ответ на мой более
поздний вопрос известный продавец сказал мне, что модуль предназначен
для работы от источника питания постоянного тока от 12 В до 24 В,
который может выдерживать только ток возбуждения, близкий к
максимальному 20 А (конечно, надежный). Принципиальную схему можете
увидеть ниже.
Как уже отмечалось, расчеты конструкции очень похожи на расчеты ранее
упомянутых модулей. Есть некоторые незначительные изменения, которые
необходимо внести, но не будем сейчас вдаваться в подробности. Несмотря
на то, что эти модули были разработаны для удовлетворения потребности в
компактных драйверах питания для нагревательных слоев или горячих концов
3D-принтеров, их также можно разумно использовать для управления
мощными резистивными (неиндуктивными) нагрузками во многих экспериментах с силовой электроникой. Проще говоря, это решает проблемы простоты подключения и стоимости, связанные с обычной практикой самостоятельного изготовления модулей драйверов силовых МОП-транзисторов из дискретных частей. Стоимость такого готового модуля значительно ниже, чем у одиночного мощного мосфета. Управляющего тока до 20 А при 24 В (~ 480 Вт) более чем достаточно для большинства проектов силовой электроники.
Теперь еще несколько важных моментов, на которые стоит обратить
внимание. Типичное сопротивление «статического стока к истоку при
сопротивлении» МОП-транзистора IRFB3206 составляет 2,4 мОм при 10 В GS
(R DS on = 2,4 мОм при 10 В GS, 75 А I D). Это примерно 3,2 мОм для
МОП-транзистора HA210N06 (R DS on = 3,2 мОм при 10 В В GS, 75 А I D).
Максимальное напряжение «затвор-исток» (VGS) составляет ±20 В и ±25 В
соответственно. Следует также отметить, что R DS(0N) не является
постоянной величиной, поскольку увеличивается с уменьшением V GS (также
зависит от температуры).
Более того, как видно из таблицы данных IRFB3206, его I D
составляет 120 А. Обратите внимание: это максимальный теоретический ток стока для корпуса, поэтому вы ни в коем случае не можете превысить это значение. Но это не значит, что вы можете управлять нагрузкой таким током (устройство почти всегда сгорит от нагрева до достижения этого уровня). Поэтому к этому следует относиться с недоверием.
Оптрон PC817 имеет максимальный номинальный ток коллектора 30 мА (I F
= 5 мА, V CE = 5 В). Его минимальный коэффициент передачи тока (CTR)
составляет 50 % при I F =5 мА (V CE = 5 В).
Также обратите внимание, что коэффициент передачи тока —
это просто отношение выходного тока к входному току (IC / IF), обычно
выражаемое в процентах. Можно ожидать, что коэффициент передачи тока со временем уменьшится, поэтому рекомендуется выбирать значение входного тока несколько ниже максимального, чтобы запланированная работа могла быть достигнута в течение запланированного срока службы устройства.
Далее подключил валявшуюся у меня автомобильную галогенную лампу
мощностью 12 В/35 Вт к выходу питания модуля, чтобы проверить, работает
ли она.
Забыл упомянуть один важный момент: использовал импульсный источник
питания 12 В постоянного тока/5 А в качестве основного источника питания
для своих быстрых тестов и подал стабилизированное напряжение 5 В
постоянного тока на сигнальный вход модуля (вход управления) от
источника питания макетной платы. Но испытание показало, что постоянное
напряжение выше 7,6 В требуется на управляющем входе, чтобы даже
частично разбудить модуль, а для оптимального управления
МОП-транзистором (и управления выходной нагрузкой) необходимо гораздо
более высокое входное напряжение.
Перепрофилирование этого модуля иногда требует небольших модификаций
схемы. Будьте готовы правильно изменить номиналы резисторов, включенных в
модуль для управления оптопарой и силовым МОП-транзистором, когда это
необходимо. Но перед выполнением обновления лучше убедиться, что
исходный модуль работает правильно.
🔥 Добро пожаловать на канал! 🔥
Здесь влоги о ремонте электроники. Если ты любишь узнавать новые полезные
лайфхаки или просто интересуешься, как я провожу свой день, тебе точно
понравится! 😊
🔔 Поделитесь мнением после просмотра!👍
Поставьте лайк и поделитесь с друзьями – это будет огромной поддержкой!
Ваша активность помогает каналу развиваться. Это несложно для вас, но приятно для меня! 💪
💌 По вопросам сотрудничества и рекламы: Fetch74@mail.ru
🎥 Не забывайте подписаться на канал: @Gerich174 – тут много интересного! 📲
💰 Если хотите поддержать развитие канала:
💳 Донат: https://yoomoney.ru/to/4100117056657007
🔧 Ваш вклад помогает улучшать контент!
👨👧👦 Канал для своих и для тех, кто в теме!
Подписывайтесь и становитесь частью моей маленькой, но дружной аудитории! 😎