HIP4080 ile Class D - IRF3710 Mosfetleri orjinale çevirince ısınması konusu

[B-Devi]

Merhaba. Diğer başlık altında anlatmaya çalıştığım konu iyice genişleyince yeni başlık açmaya karar verdim. Önce olayı anlaşılır şekilde özetlemeye çalışayım;

Hali hazırda kullandığım 1200 RMS'lik Class D anfi yüksek güçlerde önüne geçilemeyen aşırı dırıltı yapmaya başlayınca açıp inceledim. Besleme hattındaki mosfet, TL494 ve kondansatörlerin değişimi sonuç vermeyince çıkış katı mosfetlerini (IRF3710 100V-57A) söküp ölçmeye kadar verdim. Okuduğum değerler şöyleydi;
HIP4080'in 11 ve 13. bacaklarına bağlı mosfetler 7,42nf , 3,42V
18 ve 20. bacaklarına bağlı mosfetler 5,53nf , 3,40V

Dolayısıyla açılıp kapanma süreleri farklı olacağından yüksek güçte sorun çıkarması normal gibi. Hemen 8 adet orjinal mosfet sipariş ettim ama sonuç hüsran oldu.
Taktığım orjinal mosfetlerin değerleri; 3,2nf , 2,0V idi. Devre üzerindeki Gate dirençleri orjinalinde 220 ohm. Devreye enerji verdiğimde mosfetler hızla ısınmaya başladı. Gate kapasiteleri düşünce açılma ve açık kalma süreleri kısaldığından gate dirençlerini 330 ohm ile değiştireyim dedim. İlginç bir şekilde 13. ve 18. bacaklara bağlı mosfetler ısınmayı keserken, 11. ve 20. bacaklara bağlı mosfetlerin biraz daha hızlı ısındığını gözlemledim. Fikir olması açısından devreyi kabaca proteusa çizip ekliyorum. devre üzerindeki tüm aktif ve pasif elemanlar sağlamlar.

Değerli görüşlerinizi çok merak ediyorum. Teşekkür ederim.

Devrenin Besleme gerilimi +63V.

 

[taydin]

Gate kapasitesini kondansatör ölçer gibi mi ölçtün? Eğer öyle yaptıysan gerçeği yansıtan bir değer çıkmamıştır. Gate kapasitesini ya üreticinin datasheet'inden alacaksın yada bir direnç üzerinden sürülen gate voltajının yükselme zamanından çıkarmaya çalışman lazım.

 

[B-Devi]

Gate kapasitesini kondansatör ölçer gibi mi ölçtün? Eğer öyle yaptıysan gerçeği yansıtan bir değer çıkmamıştır. Gate kapasitesini ya üreticinin datasheet'inden alacaksın yada bir direnç üzerinden sürülen gate voltajının yükselme zamanından çıkarmaya çalışman lazım.

Kapasiteyi Component tester ile ölçtüm. Normalde devre kurarken mosfetlerin kapasiteleri veya transistörlerin hfe'lerini component tester ile ölçüp en yakın olanları kullanırım.

 

[taydin]

MOSFET gate kapasitesi dinamik bir parametredir. Yani orada bir kondansatör falan yok. Bu dinamik parametre, gate voltajına göre, frekansa göre ve ısıya göre ve MOSFET iç yapısına göre değişir.

Benim elimde bulunan 4N65KL MOSFET'lerinde ölçümler yaptım. Datasheet'te verilen değer tipik olarak 670 pF, maksimum da 750 pF. LCR metre ile 7 tanesini ölçtüm, hepsinin gate kapasitesi 730 pF olarak ölçüldü. Sonra başka bir multimetre ile ölçtüm, gate kapasitesi 740 pF gibi çıktı. Sonra masa tipi bir multimetre ile ölçtüm, gate kapasitesi 1700 pF çıktı. Eminim başka multimetrelerle denesem gene farklı değerler çıkacak. Bu şekilde yapılan ölçüm anlamlı değil.

Senin devrede MOSFET'in gate'ini bir direnç üzerinden sürerken osiloskop ile dalga şekline bakman lazım ve gate voltajı ne kadar hızlı yükseliyor bunu incelemen lazım. Buradan ancak dinamik gate kapasitesini çıkarabilir ve iki MOSFET arasında karşılaştırma yapabilirsin.

 

[B-Devi]

Şu an bir detay daha yakaladım üstadım. Yalnızca eski mosfletlerin 5,53nf , 3,40V olanlarını bağlayarak, paralellerindeki yerleri boş bırakarak, kendi 220 ohm dirençleri ile test ettim. Ve tam yükte bile hiçbir sorun çıkmadı. Aslında böyle bile yeterince iyi ama tek mosfet uzun vadede fazla zorlanır. Bu durum sizde nasıl bir fikir uyandırdı çok merak ediyorum doğrusu.

 

[taydin]

İki tane paralel bağlı MOSFET'in gate kapasiteleri birbirine paralel bağlı olacağı artacak ve onun için de ON zamanı daha uzun olacaktır. Senin gördüğün durum bu. Çözüm olarak şunu yapabilirsin: MOSFET'lerin drain ve source'ları paralel bağlı olsun, ama gate'leri ayrı ayrı HIP4080 ler sürsün. Yani iki tane HIP4080 olacak. Birisi ilk grup MOSFET'i sürecek diğeri de paralel bağlı olan ikinci grubu sürecek. HIP'lerin giriş sinyali de aynı olacak.

 

[B-Devi]

Teşekkür ederim. Çözüm mantıklı ama standart bir oto anfisine öyle bir upgrade hoş görünmeyebilir Peki şöyle yapsak sakıncaları ne olur? Mosfetler 5,53-5,53 ve 7,42-7,42 eşlendiğinde sorun çıkarıyordu. Eski mosfetleri 5,53nf + 7,42nf paralel olarak eşlesek. yani bu şekilde eski mosfetleri kullanarak 4 eş halinde yapsak, paralel iki mosfetin farklı capasitansları ne doğurur bize?

 

[taydin]

Gate kapasiteleri o değerlerden çok daha düşüktür. HIP4080 datasheet'ine bakınca 2.5 A çıkış verebiliyor. Besleme de 63 V olduğuna göre gate dirençlerini baya bir düşürebilirsin. 47 Ω yapmayı dene. Daha da azaltma marjın var, ama belki bu yeterli olur.

 

[B-Devi]

Gate kapasiteleri o değerlerden çok daha düşüktür. HIP4080 datasheet'ine bakınca 2.5 A çıkış verebiliyor. Besleme de 63 V olduğuna göre gate dirençlerini baya bir düşürebilirsin. 47 Ω yapmayı dene. Daha da azaltma marjın var, ama belki bu yeterli olur.

Kademeli olarak 47 ohm'a kadar düştüm. Sonuç değişmedi. Bu haliyle boştayken girişten 3,48A çekiyor. Besleme voltajı 13.39V.

 

[by lent]

D8 gerçekte mi semada mi ters?

 

[B-Devi]

D8 gerçekte mi semada mi ters?

Bir tanesini ters çizmişim Gözden kaçmış. Yardımcı olacaklara fikir olsun diye alelacele çizmiştim şemayı. Gözünüzden kaçmamış

 

[taydin]

O zaman artık osiloskopla dalga şekline bakmak lazım. Kenarlar çok dik olacağı için EN AZ 100 MHz bant genişliğine sahip bir osiloskop olması lazım yalnız.

 

[B-Devi]

Teşekkür ederim. Çözüm mantıklı ama standart bir oto anfisine öyle bir upgrade hoş görünmeyebilir Peki şöyle yapsak sakıncaları ne olur? Mosfetler 5,53-5,53 ve 7,42-7,42 eşlendiğinde sorun çıkarıyordu. Eski mosfetleri 5,53nf + 7,42nf paralel olarak eşlesek. yani bu şekilde eski mosfetleri kullanarak 4 eş halinde yapsak, paralel iki mosfetin farklı capasitansları ne doğurur bize?

Timur Hocam, şu taktiği denedim gayet sağlıklı görünüyor. Biraz test edeyim bakayım ne olacak. @taydin Aynı model mosfetlerin bu kadar farklı davranış sergiliyor olması, patates baskının günümüzde ulaştığı boyutu ne kadar güzel özetliyor.

 

[B-Devi]

İlerde benzer durum yaşayan olur, konunun ucu açık kalmasın diye ekleyeyim;
Bolca test etme imkanım oldu. Boşta 1,44 A çekiyor, hafif bir ısınma mevcut ama tam yükte uzun süreli olarak sorunsuz çalışıyor. Mosfetleri tekrar ilk hali gibi eşleyip test tekrar denedim. Devre masanın üzerindeyken sorunsuz ama kendi kutusunun içine koyulunca yüksek güçte sapıtma var. El yapımı cihaz olsa şase problemi derdim ama gayet profesyonel bir markanın en üst seri cihazı. Biz küçükken elektronikçiler 40'ından sonra kafayı yer derlerdi, demek bu yüzdenmiş

 

[taydin]

Yani ısınmaya bağlı olarak sorun çıkıyor öyle mi? Peki nedir bu sapıtma? Aşırı distorsiyon mu meydana gelmeye başlıyor, yoksa MOSFET'ler yanıyor mu?

 

[B-Devi]

Isınmaya bağlı değil aslında. Herhangi bir malzeme yanmıyor yada bozulmuyor ama cihazı ilk çalıştırdığım anda henüz soğukken bile sese yüklensem DRRRRRRRRRRRRRR sesi ile birlikte subwoofer maximum xmax hareketi yapıyor. Müziğin çalmaya devam ettiğini duyabiliyorum ama DRRRR sesi o kadar yüksek ki müzik altta eziliyor. O saatten sonra sesi kıssam bile DRRR sesi en üst şiddette devam ediyor, sadece müzik kısılıp açılıyor. Enerjiyi kesip tekrar vermek gerekiyor. Sadece kutunun içerisindeyken yaptığına göre bir çeşit parazit olmalı. Yukarıda bahsettiğim gibi mosfetleri eşleyince sorun ortadan kayboldu ne hikmetse.