نوشته های من

:)
نوشته های من

YouTube: Mahdi TR
Telegram: https://t.me/MahdiTR619

Manners Maketh Man

بایگانی
آخرین مطالب
  • ۹۹/۱۰/۲۵
    Soul
محبوب ترین مطالب
مطالب پربحث‌تر

۷۸ مطلب با موضوع «مهندسی طور» ثبت شده است

بقیه امپلیفایر های ایزوله

جمعه, ۱۶ آبان ۱۳۹۹، ۰۶:۳۲ ب.ظ

سلام

 

امروز یدونه نمونه بدون درپوش ازون امپلیفایری که دیروز داشتم راجع بهش حرف میزدم پیدا کردم که دیگه این یکی رو تو دکون هیچ عطاری پیدا نمیکنید!

 

  • مهدی

امپلیفایر های ایزوله

پنجشنبه, ۱۵ آبان ۱۳۹۹، ۰۸:۴۰ ب.ظ

سلام

 

یه موردی که تو امپلیفایر های ایزوله پیش میاد، بالا پایین رفتن ولتاژ به شکل خیلی سریع تو سمت ایزوله شده است.

مثلا این مدار رو نگاه کنید:

 

 

میخواد جریان گذرنده از اون دوتا ماسفت رو سنس کنه. برای این کار میشه از سه مدل مختلف امپلیفایر ایزوله استفاده کرد. 

1- مدل نوری: که بد کشیدمش و ممکنه یه مدار قبل اون فوتودیود داشته باشه که ولتاژ ورودی رو سنس کنه، به یه سری کد دیجیتال تبدیلش کنه و با فوتودیود بفرسته به اون سمت چیپ که توسط یه فوتوترانزیستور اطلاعات رو دریافت کنه

2- مدل اینداکتیو: که از یه ترانس توی چیپ برای این کار استفاده میکنه

3- مدل کپسیتیو: که از یه تعداد خازن برای این کار استفاده میکنه. مثلا کاری که شرکت ما داره انجام میده اینجوریه که تو بخش ورودی یه اسیلاتور 500-900 مگاهرتز داره و وقتی ولتاژ ببینه یه چیزایی شروع میکنه فرستادن اونور. تو سمت گیرنده یه مدار طراحی کردن که این رو دریافت کنه و چون خازن های خیلی کوچیکی هستن و ولتاژ بالا، یه جورایی ایزوله هست.

 

حالا همه ای این مدل ها خوبن منتها یه مشکلی هست و اونم رفتار این امپلیفایر تو ترنزینت ولتاژ هست. وقتی که مثلا تو شکل ماسفت ها شروع کنن سوییچ زدن و ولتاژ common mode امپلیفایر بالایی از 0 تا 600 بالا پایین بره. اتفاقی که میفته اینه که چون بالاخره این دوسمت ایزوله توی چیپ نزدیک به هم هستن، یه خازن پارازیتی بینشون تشکیل میشه و این ترنزینت ولتاژ تو خروجی یه ولتاژی القا میکنه.

 

اگه این موجود یه گیت درایور بود، transient voltage immunity به معنی عدم دریافت پالس های اشتباه بود که تو دیتاشیت گزارش میکنن و واحدشم V/us هست. که طراح باید حواسش باشه.

الان که یه امپلیفایر آنالوگه، قضیه فرق داره و یه ولتاژ آنالوگ ترنزینت تو خروجی میاد.

 

 

این تست رو میشه برای چند حالت انجام داد مثلا

1- ولتاژ تقاضلی و ولتاژ کامان مود تو ورودی 0 باشه. 

2- ورودی single ended باشه و 200 میلیولت

3- مدل های دیگه تفاضلی و ...

 

تنها چیزی که اینجا مهمه اینه که باید بشه شیب ولتاژ رو کنترل کرد و هرچی خازن پارازیتی اضافه هست هم از ورودی جدا بشه. مثلا اینجا از سه تا باتری برای تغذیه ورودی استفاده کردیم تا دردسر خازن های عجیب غریب یه منبع تغذیه رو نخوایم تحمل کنیم.

 

و تو پایین سمت راست هم میشه دید که چجوری ولتاژی خونده شده خراب میشه. 

یه ترنزینت کوتاه روی ولتاژ خروجی امپلیفایر میفته که باید تو خوندن ولتاژ خروجیش در نظر گرفته بشه. 

برای این که این اثر رو از بین ببرن، حواسشون هست که مثلا 2 میکروثانیه بعد از سوییچ زدن خروجی رو بخونن که این اثر damp شده باشه.

 

همونطور هم که انتظار میره تو شیب ولتاژ های زیاد تر این ترنزینت بزرگتر میشه. دلیلشم اینه که امپدانس خازن های پارازیتی با افزایش فرکانس کم میشه و راحت تر سیگنال هایی که نمیخوایم رو رد میده.

 

  • مهدی

چیپ!

جمعه, ۲ آبان ۱۳۹۹، ۰۹:۲۹ ب.ظ

سلام!

 

بعد مدت های زیاد دوباره یه پست برقی!

حتما براتون سوال شده که تو این چیز سیاه هزار پایه هایی که روی برد های الکترونیکی هست چی میزارن و چی توشونه؟

شایدم نشده باشه.

ولی میخوام براتون بگم!

 

تو شرکتمون که محصولش ازین جور چیزاست داشتن یه تعداد از IC که مخفف Integrated Circuit هست که یعنی مدارمجتمع رو میریختن دور و من چند تاش که درشون باز بود رو برداشتم عکس بگیرم براتون.

 

اینم عکس:

 

 

همونطور که میبینید داشتم برای پست قبل تمرین میکردم یه سری حاصل ضرب رو.

اصولا چیپ هایی که روی برد ها میبینید درشون بسته است که چند تاشون تو عکس هستن. روشون سیاهه.

ولی وقتی اینا میخوان بدن چیپ رو بسازن و تست کنن درش رو باز نگه میدارن تا یه سری تست ها بشه کرد روش و زیر میکروسکوپ بشه بررسیش کرد.

 

این عکس دوتاشون از نزدیکه:

 

 

 

 

 

همونطور که میبینید معمولا یدونه مدار (die) اون وسط وجود داره و به Pin های اطراف یا پایه ها سیم کشی میشه. شکل خود آی سی هم انتخابی هست و همینطور که میبینید چند مدلش تو عکس دیده میشه. بستگی به نوع کارش و انتخاب هایی که سازنده بهشون میده از بین پکیج های (Package های) مختلف انتخاب میکنن. مثلا اسم اون مربعیه TQFP-64 اگه اشتباه نکنم میشه و اون مستطیلیه SOIC-28 میشه. شایدم اشتباه بگم.

 

کار ما طراحی مدار اون وسط هست. البته من که بخش خیلی خیلی کوچیکیش رو انجام میدم و یه مدار کوچیک رو طراحی میکنم. بعد اینو میدیم به یه تیم دیگه که تیم طراحی IC مون هست و اونا میان اون مدار من رو به یه مدار در سطح ترانزیستور تبدیل میکنن و این صفحه ای که وسط آی سی میبینید رو با تمام جزییاتش طراحی میکنن. که میشه یه مدار گنده شبیه این:

 

 

 

حالا این که این عظمت رو چجوری به اون کوچیکی درست میکنن رو خدا میدونه و خیلی کار سختیه و یه شرکتای خیلی محدود و خاصی هستن که تجهیزاتش رو دارن. همچنین فناوری های مختلف وجود داره که توش سایز های مختلف ترانزیستور و چیزای دیگه در اختیارمون میزارن. مثلا طرف میگه من ترانزیستورام انقدریه، دیود هام انقدری و این مشخصاته ، ترانزیستورای ولتاژ بالا انقدری میتونم بسازم و ... و حالا برید مدارتون رو طراحی کنید با این المان ها و منم براتون میسازم. 

 

امیدوارم لذت برده باشید ازین همه فناوری!

 

شرکت ما چون کارش قدرتیه، از فناوری های خیلی قدیمی در حد 20 سال پیش استفاده میکنه. چون خیلی چیزای زیادی لازم نیست بچپونن توش. ولی این کارایی که شرکتایی مثل اینتل انجام میدن روی خود تیزی لبه ی تکنولوژیه و بسیار بسیار پیچیده و پر هزینه است.

  • مهدی

خاموش کردن IGBT

دوشنبه, ۲ تیر ۱۳۹۹، ۰۸:۲۶ ب.ظ

 

سلام

 

در ادامه پست روشن کردن IGBT دوست داشتم که راجع به خاموش شدنش هم بنویسم که خیلی مهمه. البته خاموش شدن نرمالش خیلی شبیه روشن شدنشه و زیاد نمیخوام روش مانور بدم ولی یه نوع خاموش شدن هست که بنظرم براتون میتونه جالب باشه.

تو درایور های خفن که برای IGBT های خیلی جریان بالا هستن، روشن خاموش شدن سوییچ با یکم داستان انجام میشه و برای خطا هم یه کارایی کردن.

مثلا وقتی که اتصال کوتاه اتفاق میفته، باید سوییچ سریع خاموش بشه چون جریان های اتصال کوتاه دیگه چند صد آمپر میشه. برای این که مجبور نباشن مقاومت شنت و سنسور جریان بزارن و عددش رو مقایسه کنن، میان و ولتاژ کلکتور امیتر قطعه رو اندازه میگیرن. وقتی قطعه روشنه کلکتور امیترش اشباع میشه تا کمترین ولتاژ روش بیفته و بیشترین جریان رو بده و کمترین تلف رو داشته باشه. مثلا تو 10 آمپر تو یه سوییچ ممکنه این ولتاژ بشه 1.5 ولت. ولی وقتی این 10 آمپر میشه 50 آمپر، ولتاژ اشباع هم میره بالا و بالاتر. مثلا میشه 4-5 ولت. پس، از خوندن ولتاژ روی کلکتور امیتر سوییچ میشه یه تخمینی از جریانی که ازش میگذره داشت. حداقل برای تشخیص خطا.

 

حالا سوال اینه که وقتی خطا رو تشخیص دادیم آیا میشه زرتی IGBT رو خاموش کرد تو 100 نانو ثانیه؟ جواب نه هست. چون که تو مدارای الکترونیک قدرتی معمولا سوییچ داره یه سلف رو درایو میکنه و سلف هم شوخی نداره که تو شرایط خطا که جریان شده 250 آمپر، راحت بزاره که جریانشم قطع بشه. سریع خاموش کردن سوییچه میتونه ولتاژ خیلی زیادی روی سلف ایجاد کنه و به خود سوییچ آسیب بزنه. مثلا سوییچ میتون 1200 ولت رو نگه داره دو سرش و یه دفعه 2000 ولت فقط از روی سلف میاد روش و دیود سوییچ میشکنه و توان خیلی زیادی (مثلا 2000*250) روش تلف میشه تا زمانی که انرژی سلف خالی بشه. خلاصه سوییچ اذیت میشه.

برای همین میان و سوییچ رو تو 2-3 میکروثانیه خاموش میکنن که کند خاموش بشه و این اتفاق نیفته.

 

به گرافا نگاه کنید تقریبا شبیه برعکس همون قبلیه که زمانش کش اومده. چون خاموش شدن به صورت soft turn off بوده.

تو گراف اول miller plateu که تو پست قبلی خیلی کوتاه بود دیده میشه که کلی کش اومده و واقعا plateau شده.

گراف دومی یکی از سیگنالای درون درایوره که با گذشت ولتاژ کلکتور امیتر از سطح آستانه، فرآیند soft turn off رو شروع میکنه. این درایور یه پایه Desat داره که روش ولتاژ کلکتور امیتر با یه روش خاصی سنس میشه و مقایسه میشه.

گراف سومی سیگنال Clamp هست که در انتهای کار وقتی ولتاژ گیت به یه چیز کمی رسیده میاد و با یه ماسفت درون درایور گیت رو شورت میکنه به زمیین. که تو نمودار جریان گیت هم معلومه که اون آخرش یه جریان نسبتا زیاد تری میکشه که دیگه آخر کار رو سریع تموم کنه. چون اون آخر دیگه ولتاژ گیت از آستانه هم پایین تر اومده و هیچ ارزشی نداره طولانی تر کردنش.

اون بغل هم مدار داخلی رو کشیدم که معلومه سوییچ کلمپ کجاست.

توی جریان گیت هم مشخصه که گیت رو با یه منبع نسبتا جریان ثابت خالی میکنه که جریانش شاید 0.1 جریانی باشه که باهاش سوییچ رو روشن میکردیم! تو اون بغل تو مدار داخلی هم به شکل یه منبع جریان کنترل شده کشیدمش.( کشیدنش )

به زمان بندی ها هم دقت کنید که از زمان شروع فرایند همچنان جریان کلکتور رو داریم و بعد از گذشتن از اون میلر پلتو هست که تازه یه فرجی میشه و جریان پایین میاد.

 

اون بغل soft turn on رو هم کشیدم ولی انقدر کم کاربرده که اصلا تو این درایوری که دستمونه پیاده نشده. 

  • مهدی

روشن شدن IGBT

پنجشنبه, ۲۹ خرداد ۱۳۹۹، ۰۶:۵۹ ب.ظ

سلام!

اصلاح: این داکیومنت تگزاس اینسترومنت همیناس و عالیه SLUA618A

شاید باورتون نشه ولی بعد مدتی زیادی، بالاخره دوباره یه موضوع برقی که ارزش نوشتن داشت پیدا کردم.

آخ چه حالی میده وقتی یه موضوع باحال پیدا میشه. به یاد قدیما.

 

 

میخوام راجع به روشن شدن IGBT بنویسم و بگم که قضیه چیه. شکل شماره 1 منحنی مشخصه یه IGBT رو مثلا داره نشون میده.

میخوایم این قطعه رو از نقطه A که خاموشی قطعه رو نشون میده ببریم به D که روشن روشنه. این قطعه الان داره یه سلف رو که به 500 ولت وصل شده رو درایو میکنه.

تو نقطه A قطعه خاموشه. پس ولتاژ دو سر کلکتور امیترش به اندازه ولتاژ لینکه و جریانش صفره.

بعد که شروع به روشن شدن میکنه به نقطه B میره که ولتاژ آستانه یا همون Threshold قطعه است. 

البته الان که بیشتر دقت کردم محور عمودی هم باید مثل افقی یه شکستگی داشته باشه. چون اون جایی که نقطه B هست جریان همچنان خیلی کمه. نزدیک 0. چون دوبار کشیدم نمودارو دیگه حال ندارم بکشم و خودتون در نظر بگیریدش.

حالا این تا اینجاش که بریم ببینیم توی IGBT چه خبره

 

 

توی مدل داخل IGBT که تو این شکل کشیدم سه تا خازن وجود داره. خازن گیت به امیتر، گیت به درین و سومیش هم کلکتور به امیتر. عددای مثال رو هم از یه آی جی بی تی که همینجوری سرچ کردم گذاشتم که اردر عددا دستتون باشه.

من همیشه فکر میکردم خازن گیت امیتر خیلی مهمه که شارژش کنیم و روشن کنیم قطعه رو و در قدم دوم هم خازن کلکتور امیتر که مثلا رزونانسی چیزی کنه با بقیه مدار یا تلفات سوییچینگ درست کنه. خازن کلکتور گیت رو کاملا ignore میکردمش. عددشم خیلی کوچیکه. 

این خازنا رو با فرمولایی که نوشتم از خازن ورودی خروجی و فیدبک که تو دیتاشیت همیشه هست میشه حساب کرد. که کردم براتون.

 

حالا سناریو روشن شدن یه آی جی بی تی رو از نمودار پایین ببینید:

 

 

توی t0 فرمان از طرف میکروکنترلر میاد که آقا ولتاژ گیت رو ببر بالا تا سوییچ روشن بشه.

با کمی اغراق، بخاطر تاخیر داخلی مدارای توی درایور، توی tx درایور شروع میکنه به جریان دادن. 

توی قدم اول، ولتاژ کلکتور 500 ولته و بنابراین انتظار داریم تنها اتفاقی که میفته این باشه که خازن گیت امیتر شارژ بشه. که بخاطر بزرگ بودنش میبینیم که جریان بالایی رو کشیده. این جریان با مقاومت گیت محدود شده. یه نقطه شکستگی توی بالا رفتن ولتاژ گیت امیتر بین tx و t1 هست که اونجا کم کم خازن گیت کلکتور وارد بازی میشه. 

وارد بازی شدن این خازن به معنی اینه که الان که کلکتور 500 ولته و گیت ولتاژش داره میره بالا، این خازن باید دیسشارژ بشه. توی t1 این خازن تا حدی دیسشارژ شده و ولتاژ کلکتور هم شروع میکنه افتادن. چون که کانال گیت امیتر شکل گرفته و سوییچ روشن شده عملا. 

روشن شدن سوییچ به معنی اینه که حالا دیگه ولتاژ کلکتور خیلی سریع باید بیاد