Светодиодные лампы.

[IOPA4]

Провел простой эксперимент с матрицей как на картинке ниже, у меня таких много.

Немного не правильно сделали. Теперь ток протекает только через одну пару диодов мостика. Вот если бы аккуратно расколупать силикон на мостике и припаять кондер в расчете 1 Ватт - 1 мкФ (на 400 В). Распиновку можно посмотреть по другому мостику.

[laser532]

На практике высокая проницаемость не нужна вовсе - в обратноходах тривиально, в прямоходах и так хватает, ограничивающий фактор - макс. индукция.


По факту X7R оказывается иногда предпочтительней за счёт меньших габаритов/ЭПИ. "Воздушная" ёмкость имхо там никак не влияет - она стоит паралленьно основной и ничем помочь не может, потерь в диэлектрике не компенсирует.

О, так и до закона Ома дойдём)

Да уж. Закон Ома как частный случай Кирхгофа своими словами )) Кому интересно про свойства многослойных конденсаторов с разной керамикой, вот неплохо. "Воздушная" емкость вполне полезна. Быстрые КМОП устройства рпотребляют энергию в момент переключения, длящийся и менее наносекунды. Поляризация в X7R просто "не успеет" повлиять. X7R мне довелось испытать на 100 кГц 300В. Она ощутимо грелась когда C0G или FKP были холодными, но MKT вообще перегревалась мгновенно. В результате FKP оказалась лучшей по сочетанию нескольких параметров.

Ничё не понятно)
Там сам питатель срабатывает на 1мкс или коммутируется уже постоянное напряжение питания?

Не коммутируется, а ответвляется постоянный ток 60А. Слева внизу медяка с трубкой, к ней прикручена матрица и полевик. ZVS SMPS можно распознать по дросселю (что-то типа ETD34) за радиатором моста в правом верхнем углу. Ниже через трансформатор на ETD49 схема заворачивает в синхронный выпрямитель и накачку главного дросселя. Через него постоянно течет ток 60А, замыкаемый полевиком. Схема управления закрывает полевик на допустимое время и ток ответвляется в матрицу. Только переходной процесс все-равно есть, т.к. прямое напряжение открывания матрицы 60В. Несмотря на то, что импульсная мощность 3600Вт, средняя мощность ограничена длительностью импульсов. Световые импульсы из-за кпд лазера такого типа "всего" около 1200Вт. Среднюю мощность производитель матрицы ограничил на 60Вт, т.е. максимальное заполнение не более 2%, но и при таком режиме более 40Вт в тепло, поэтому водяное охлаждение и тепловая защита, матрица тогда как неплохой автомобиль стоила. Ну и схема должна быстро отработать изменившиеся условия при закрытии полевика, поэтому БП накачки такой серьезненький. В основном, я привлекал внимание к дросселю с большим постоянным током и весьма существенными пульсациями накачки/потребления при серьезных ограничениях на допустимые пульсации через нагрузку, - это в рамках обсуждения разновидностей катушек индуктивности.

Я хотел как крайность упомянуть железные дроссели для тиристорных БП с фазовым управлением, но там другие частоты и область применения. Индуктивности же на порошковых материалах с высокой магнитной проницаемостью в SMD исполнении совсем не редкость и у них есть ниша с лидирующими результатами.

[laser532]

припаять кондер

Я боюсь такие мостики грузить конденсатором. Особенно, если это на датчик движения цеплять планируется. Расковырять можно, но с целью исключения родного мостика вообще. А с учетом цены матрицы и этого делать нет смысла.

[zoog]

X7R мне довелось испытать на 100 кГц 300В. Она ощутимо грелась когда C0G или FKP были холодными, но MKT вообще перегревалась мгновенно.

Безумству храбрых само собой, но разве в даташите не прописано - на что можно подавать огромную реактивную мощность, а на что - нет?

"Воздушная" емкость вполне полезна.

Вы проверяли работу ёмкости, в 1000..10000 раз меньшей номинальной? Как, не поделитесь? Такие значения имхо перекрываются конструктивом.

[laser532]

Ну а что, думаете, если знаешь теоретически, то значит умный? )) Я же не сказал, что это был реактивный конденсатор моего индуктора, где и полипропилен плавится при превышении. Иголки давить хотелось на ключах моста, а места мало между платой и алюминиевым корпусом, были высоковольтные X7R, почему не попробовать? Они же с резисторами последовательно включаются. Потом у многих конденсаторов ограничения реактивной мощности не по диэлектрику, а по контактному узлу и сопротивлению обкладок. Более того, всплывают радикальные самозалечивание и водяное охлаждение, что уже говорит о принципиальных сложностях получения чего-то лучше. А потом, у нас редко что до серии доходит, мы в основном разработками занимаемся, нам простительно )) Ну, и баловство никто не отменял. Например, мы вкачивали в индуктор мощность вызывашую кипение и воспламенение с плазмой между разлетающимися частицами металла, на ютюбе такого нет. И никто о таком не писал и не просил ))

А насчет воздушной емкости - это опыт работы с 200МГц, пусть и синусом, но до 1А ток. Уже хорошо заметно распределение параметров. Я же на самом деле писал о размере конденсатора, надеясь что все себе представляют обкладки и никто не допускает мысли об изменении паразитных свойств воздушного конденсатора. Для быстрых процессов важен неизбежный изгиб в контактном узле и длина конденсатора от контакта к контакту. Топология с минимальными индуктивностями давно достигнута, неграмотный монтаж не считаем. И вообще, даже если я неправильно рассуждаю, это взято из реальных измерений с реальными устройствами. Собиралось по рекомендациям: 1) NP0 + X7R и 2) только максимально помещающийся на эти же площадки конденсатор той же серии X7R, - результат измерений ЭМС был лучше с чистым X7R. Это были портативные миографы (и более точные приборы), там шумы очень критичны. Можете не принимать мою модель, но если пригодится факт уже хорошо. Не подумайте, что я как-то обижаюсь, но готовить измерения такого рода умею, но очень не люблю - голова "кипит", а толку мало, легче иметь пусть "сказочную", но рабочую модель в голове, т.к. вариантов все-равно обычно не больше, чем продается в магазине. Некоторые конструктивные элементы, включая разводку ПП, конечно показывают эффективность мыслительного процесса. Пока что меня чаще радует результат, хотя я почти всегда имею чужой прототип подсмотреть и сделать лучше, так что хвастать особо нечем. Но почему бы не поделиться наблюдениями. Большинство моделей физ мира - упрощения, иногда искажение. От последнего желательно избавляться, но нужно чтобы была замена. Мне доводилось заниматься проблемами, ранее нерешенными, опыт опять таки положительный, хотя может это как раз и плохо. Важно хотя бы знать об этом. Ну, где-то так. Уж извините за воду, но я всегда так витиевато отношусь к задачам. Зануда, в общем.

[zoog]

Не коммутируется, а ответвляется постоянный ток 60А

А почему нельзя было просто полевиком щёлкать? 1мкс вроде не очень быстро.
40Вт можно сдуть и простым кулером, или готовую СВО взять - площадь контакта трубки с пластиной имхо является ограничивающим фактором.

Ну а что, думаете, если знаешь теоретически, то значит умный? ))

Что Вы, в импульсных делах я только учусь) И я не противоречил, а указал, что всё греется точно по плану©.

Например, мы вкачивали в индуктор мощность вызывашую кипение и воспламенение с плазмой между разлетающимися частицами металла

И что это было? Индуктор переходил в иное агрегатное состояние?

неизбежный изгиб в контактном узле

У многослойной смд керамики?

по рекомендациям: 1) NP0 + X7R

А по даташитам не сравнивали? Например, в каталоге AVX есть графики импеданса разных диэлектриков, номиналов и размеров, - можно увидеть такое:

[laser532]

А почему нельзя было просто полевиком щёлкать? 1мкс вроде не очень быстро.

Ну, извините мой русский... Полевик подключен параллельно матрице. Когда он открыт матрица закрыта, т.к. напряжение открывания 60В, но все-равно какие-то микротоки текут. Полевик закрыли - ток в индуктивности нельзя так просто прервать - поднялось напряжение до открывания диодов матрицы, ток пошел через матрицу. И теперь уже через полевик текут микротоки. Поэтому мне захотелось употребить слово "ответвляется". А если вспомнить про паразитную емкость обоих приборов, то аналогия с двумя ветками тока делается нагляднее на мой вкус. Просто слово "коммутировать" слишком категоричное и все-равно надо пояснять, что именно коммутируем и какие соблюдаем меры предосторожности. Например, у меня там резистор параллельно стоит, т.к. лазерные как и любые светодиоды очень боятся даже очень коротких обратных импульсов напряжения. Просто 2Вт резистор оказался самым надежным средством. Ток через него небольшой, но тоже идет.

40Вт можно сдуть и простым кулером, или готовую СВО взять - площадь контакта трубки с пластиной имхо является ограничивающим фактором.

Это Вы просто не полюбили водяное охлажение. Я водяным одной похожей трубкой 800 Вт запросто снимаю, причем не успевает как раз медь, а не вода. Использую в основном 2-3 мм листовую медь не хуже М1, припой иногда СрЦ, иногда легкоплавкие, но важнее как трубку прижмешь перед пайкой. СрЦ, когда возле повышенных температур трудится.

Что Вы, в импульсных делах я только учусь) И я не противоречил, а указал, что всё греется точно по плану©.

Разве ж это импульсные дела?! Ни тебе водородных тиратронов, ни обострителей фронта тока...

И что это было? Индуктор переходил в иное агрегатное состояние?

Ээх... Язык мой - враг мой. Не индуктор, конечно. Я индукционной плавкой металлов занимался до 2004 года. Металл помещаем в тигель, плавим, исследуем, методы межслойного перемешивания "изобретаем". Металл в тигле зажигали. Ни один индуктор не пострадал (пострадал, конечно, но никому не говорите!).

Индукционная плавка металлов

Для тех кто не знает, по ссылке есть картинка циркуляции расплава. Так вот беда в том, что потоки там ламинарные и даже при десятках м/с не смешиваются.

У многослойной смд керамики?

Рисуем дорожку: дошли до кондесатора, 90° вверх изгиб, оловянную галтель за проводник не считаем, даже если она есть. Плоскость контактного узла перпендикулярна плоскости ПП. - Правильно (1)? "Обкладки" MLCC как расположены? - перпендикулярно контактному узлу , т.е. параллельно ПП. Опять правильно (2)? Как течет ток в конденсаторе? - С точки зрения ЭМ поля направление тока совпадает с направлением поля, т.е. внутри MLCC перпендикулярно плоскости ПП Согласны? (3) Из 1,2,3 складываются изгибы или рисовать нужно? Ну и вспомните как движутся заряды внутри плоскости обкладки при возникновении/смене направления поля - к/от поверхностей. Думаю, здесь нет людей думающих, что ток - это втекающие в большом количестве в конденсатор электроны. Ток в конденсаторе - это "поляризация" богатого носителями проводника (хоть и считается, что он эквипотенциален) полем, позволяющая получить определенную напряженность в диэлектрике и индукцию, пропорциональную проницаемости. В общем, если есть сомнения в направлении протекания тока между обкладками, то это лучше в отдельную ветку. А вот реальный кондесатор это очень сложная штука, вплоть до квантования эффектов. Но нам хватит для понимания, что две обкладки из тонкой металлической пленки - это две сетки из идеальных резисторов+индуктивностей и конденсаторов между узлами этих сеток.

А по даташитам не сравнивали? Например, в каталоге AVX есть графики импеданса разных диэлектриков, номиналов и размеров,

Имею привычку перед применением читать инструкции. А если серьезнее, то разработка и оптимизация всегда имеют несколько итераций. И даже некоторые модификации имеющихся разработок могут происходить в два-три приема. Просто, емкости хорошо себя "проявляют" на больших частотах и напряжениях. На сегодняшний день достигнуты и пределы плотностей поля для диэлектриков. И уже легко можно обнаружить какой-нибудь X5R конденсатор, который по напряжению пробоя с запасом, а емкость с ростом напряжения падает, т.е. диэлектрик насыщается. Что мне нравится в просматривании даташитов хороших производителей, то что можно увидеть факты достижения предельных характеристик, о которых предупреждали в учебниках времен СССР. Т.е. грубо говоря на любое малое рабочее напряжение найдется конденсатор настолько малых размеров, что оно для него будет большим по свойствам диэлектрика, а не по возможностям технологий.

По приведенному Вами графику захотелось лишь прокомментировать, что шкала по сути логарифмическая при 130 МГц разница в 10 раз. При больших частотах импеданс практически сравнивается (5 против 6 Ом) Похоже, что X7R сама вносит 0,5 Омный резистор (именно активные потери), но из графика невозможно отличить разницу в импульсном потреблении энергии с обоих конденсаторов. Неплохо было бы такой же график, но только реактивного и/или только активного сопротивления.

[zoog]

Полевик подключен параллельно матрице

Вы всё понятно и раньше описанли, но мне интересно, почему последовательно с матрицей нельзя было ПТ поставить и коммутировать как обычно, всё же источник напряжения гораздо проще источника тока.

оловянную галтель за проводник не считаем

Если паять самому, то можно навалить так, что угла почти не будет, т.б. если легкоплавкий припой есть. Вот про влияние индуктивностей обкладок и смены направления тока не слышал.

Похоже, что X7R сама вносит 0,5 Омный резистор (именно активные потери)

ЭПС у керамики вроде десятки миллиом, хотя в каталоге про это ничего и нет. Вам встречалось и 0,5Ома??

разницу в импульсном потреблении энергии с обоих конденсаторов

Вы имеете в виду способность выдерживать большие импульсы тока?

[laser532]

Вы всё понятно и раньше описанли, но мне интересно, почему последовательно с матрицей нельзя было ПТ поставить и коммутировать как обычно, всё же источник напряжения гораздо проще источника тока.

Несколько неожиданно слышать от Вас этот вопрос. Даже обычные светодиоды рекомендуется питать от источника тока или хотя бы применять некие суррогаты в виде последовательных резисторов. У лазерных диодов, кроме типичных для "обычных" светодиодов причин деградации, еще может быть повреждение зеркала резонатора и "тепловая линза". А потом представьте какая мерзость будет при коммутации ИН на цепочку диодов.

Если паять самому, то можно навалить так, что угла почти не будет, т.б. если легкоплавкий припой есть. Вот про влияние индуктивностей обкладок и смены направления тока не слышал.

Природу не обманешь. Повторюсь, почему мне нравится "щупать" большие мощности? - Потому что все процессы наглядны. В маленьких компонентах происходит все то же самое при равных плотностях энергий, но, разумеется, величина энергии небольшая (*). Люблю пояснять на примерах. Делали мы сетевой суперрезонансный БП 3кВт с регулировкой выхода и переменной нагрузкой. На ТЭНе настроили, минимальная частота 100кГц. Верхнюю ограничили что-то чуть более 1МГц. Подключили реальную нагрузку и включили. Дали максимальное задание и, - руки не успели дотянуться до выключателей, - на глазах разрезало одну из луженых силовых дорожек шириной более 1 см. Именно разрезало на изгибе (плавном, конечно). Нагрузка в этот момент была минимальной, на осциллографе все было красиво и частота как раз этот мегагерц. Резало по направлению от вогнутой стороны к выпуклой там где радиус изгиба был минимален. И хоть средний ток для этой дорожки был незначителен локализация его из-за эффекта близости была просто в прямом смысле очевидна. ПОС упрощенно считаю проводником только в маленьком зазоре между "нормальными" проводниками. Он и свежий-то не очень хорош как проводник, а лет через 5 может превратиться в ужас. Но это все неважно. Контактный узел выше дорожки - значит есть поворот. Галтелью можно сгладить, но не устранить.

ЭПС у керамики вроде десятки миллиом, хотя в каталоге про это ничего и нет. Вам встречалось и 0,5Ома??

Конечно есть, именно керамика, а не обкладки грелись в моем примере с демпферами в 300В мосте. А по приведенному Вами графику видна разница на нижней частоте порядка 20 МГц. При этой частоте активное сопротивление определяется потерями только в керамике и постоянным (омическим) сопротивлением металла, равным или близким для C0G и X7R одинаковых размеров, о распределенных свойствах можно забыть. Потери в керамике мешают падению сопротивления для X7R по сравнению с NP0 и доминируют где-то при 70МГц - начинается расхождение кривых. При 130МГц получается минимум импеданса для 100пФ такого размера при дальнейшем росте частоты все больший вклад начинает вносить металлическая часть конденсатора. Я намеренно опустил тот факт, что скорее всего NP0 будет иметь и больше обкладок и мощнее контактный узел для 1000 пФ 0805, чем X7R.

Вы имеете в виду способность выдерживать большие импульсы тока?

Скорее реакция на внешнюю быструю "рябь" напряжения. dI/dt большой, но интеграл допустимый с точки зрения реактивной мощности. Сравните с *. Добротная емкость может еще и сама начать подзванивать (не механически, а паразитными LC).


Ну и еще жвачки кину. Про поликремниевые обкладки вспомните, какие там распределенные параметры к чему могут приводить при попытке быстро заряжать.


PS. zoog, прошу прощения, если обижаю, но я легко отношусь к чужим ошибкам и спокойно воспринимаю любую критику в отношении меня. Закралось сомнение: Вы себе импеданс как представляете? У меня ощущение, что активная составляющая для Вас - константа и вся кривизна только за счет реактивностей.
Правильно так: Z(iw)=R(w) + iwL + 1/(iwC) Потери в керамике от частоты растут и они в R(w) спрятаны. Тангенс угла потерь дается для разных диэлектриков на какие-то оптимальные для них частоты. Это примерно как Rdson при 20°С - ни о чем, но представление дает для инженеров определенной специализации, которые не думают о существовании GaN, SiC, мощных JFET

[zoog]

Даже обычные светодиоды рекомендуется питать от источника тока

Разумеется, стабилизация тока обязательна. Или с этим сложности на высоких частотах? Хотя, кажется, начинаю понимать)) Источник тока 60А с напряжением 1В, работающий на коммутируемую катушку может быть проще коммутируемого источника тока 60А с напряжением 60+В.

Дали максимальное задание и

Нагрузка в этот момент была минимальной

Вы не путаете?

средний ток для этой дорожки был незначителен локализация его из-за эффекта близости

То есть ток вытеснялся _по ширине_ дорожки?

Он и свежий-то не очень хорош как проводник, а лет через 5 может превратиться в ужас.

Ну так-то и алюминий не лучший проводник, но почему-то все не переходят на серебро или алмаз) Его проводимость в 7 раз хуже, но толщина в 10..20 раз больше - не? И почему он деградирует?? А как же вся аппаратура, что работает декадами??

постоянным (омическим) сопротивлением металла, равным или близким для C0G и X7R одинаковых размеров,

Думаю, в нп0 всё же самих обкладок намного больше и они параллелятся.

Потери в керамике мешают падению сопротивления для X7R по сравнению с NP0 и доминируют где-то при 70МГц - начинается расхождение кривых

Насколько я в курсе, потери проявляются только в уменьшении сопротивления изоляции, а ЭПС почти постоянно в полосе частот:

И эти потери препятствуют резонансному провалу импеданса у X7R.

Скорее реакция на внешнюю быструю "рябь" напряжения.

И в чём разница реакции? Уже запутался)

Z(iw)=R(w) + iwL + 1/(iwC)

Я даже добавлю: сумма векторная, модули суммируются среднеквадратично) Что ЭПС (да и сопротивление утечки) зависят от частоты, знаю. Хотя и не очень понимаю, почему, разве что за счёт скин-эффекта.