MOSTER FET - Dual 500Amp 40 voltli MOSFET 3d printerli isitiladigan yotoq haydovchilari: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Siz, ehtimol, bu fikrlaydigan muqaddas sigirni bosgansiz, 500 AMPS !!!!!. Rostini aytsam, men ishlab chiqqan MOSFET taxtasi 500Ampsni xavfsiz bajarolmaydi. Qisqa vaqt ichida, alangalanib ketguncha.

Bu aqlli hiyla qilish uchun mo'ljallanmagan. Sizni yo'riqnomamga jalb qilish mening yomon rejam emas edi (bu erga aqldan ozgan olimning kulishini qo'shing). Men bir fikr bildirmoqchi edim. 3D -printerlar va ularning tarkibiy qismlari uchun reklama juda noto'g'ri bo'lishi mumkin. Ayniqsa, arzon narxlardagi DIY bozorida.

Men buning faqat bitta holatini o'rganmoqchiman. 3d printerning asosiy kartasini shikastlanishdan himoya qilish uchun ishlatiladigan oddiy MOSFET platasi. Ular, shuningdek, pinterni yanada kuchli boshli to'shakka ko'tarish uchun ishlatiladi. Odatda ko'proq bosib chiqarish maydoni bilan.

Bozorda o'nlab turli xil dizaynlar mavjud. Ko'pchilik bu ulkan sovutgichlarga ega va juda ta'sirli ko'rinadi. Lekin bularning aksariyati hiyla -nayrang.

Biz ushbu taxtalardan birini tahlil qilsak; Men o'z dizaynimni yaratmoqchiman. Bozorda nima borligini ko'rib, men yaxshiroq ishlashga qaror qildim. Shunday qilib, men ochiq manba, ochiq imkoniyatlar taxtasini loyihalashtirmoqchiman va bu ishni juda yaxshi bajaradi.

Men maqsad qilib olgan dizayn - bu 40V 60Amp ikkita MOSFET kartasi. 1 kanal emas, balki 2. Issiq to'shak uchun, ikkinchisi esa issiq suv uchun. Dizayn ortida bir hikoya bor. Siz uchun taxtaning orqasidagi hikoyaga ahamiyat bermaydiganlar uchun siz to'g'ridan -to'g'ri taxtaning manba fayllariga o'tishingiz mumkin.

Ki-Cad manba fayllari

Ta'minotlar

Ushbu taxta dizayni uchun barcha izlar qo'lda lehimlangan.

Asboblar:

• Cımbızlar
• Lehimlash temir
• Lehim
• Elektron uchun snips

BOM:

Manbalar	Yetkazib beruvchi qismi	Yetkazib beruvchi	Qiymat	Miqdor
C11, C21	CL21B103KBANNND-SH	Digi-Key	10000 pF	2
R11, R21	311-1.00KFRCT-SH	Digi-Key	1.0K	2
R15, R25	311-3.60KFRCT-SH	Digi-Key	3.6K	2
R13, R23	RMCF1210JT2K00TR-ND	Digi-Key	1.99 ming	2
D11, D21	BZX84C15LT3GOSTR-ND	Digi-Key	15V	2
U11, U21	TLP182 (BL-TPLECT-SH	Digi-Key	TLP182	2
CN11, CN21	277-1667-SHU	Digi-Key		2
Q11, Q21	AUIRFSA8409-7P-ND	Digi-Key	AUIRFSA8409-7P	2
J11, J21	PRT-10474	Qiziqarli Spark	XT-60-M	2
J12, J22	PRT-10474	Qiziqarli Spark	XT-60-F	2
JUMPERS	10 AWG qattiq yadroli sim

1 -qadam: Sizga qanday faktlar berilgan, lekin siz sotib olgan narsani aks ettirmaydi

Bu rasmdagi MOSFET taxtasi juda keng tarqalgan. Siz uni eBay, Ali Express, Amazon va boshqa joylarda topishingiz mumkin. Bundan tashqari, juda arzon. 2 kishi uchun siz atigi 5,00 dollar to'lashingiz mumkin.

Sarlavha odatda "210 Amp MOSFET" dir. To'g'ri, MOSFET 210 amperli MOSFET. Biroq, butun mahsulot faqat 25 Amperni bajarishi mumkin. Cheklovchi omil - bu PCB va ulagich.

Keyinchalik ko'rib turganimizdek, PCB, ehtimol dizaynni yanada cheklaydi. Mis izlari unchalik qalin ko'rinmaydi.

Shunday qilib, ular sizga MOSFET haqida haqiqatni aytishdi, lekin butun mahsulot haqida emas.

Bu erda ham juda ko'p marketing bor. Bu ulkan sovutgichni ko'ring. Ko'p odamlar, bu juda kuchli qism bo'lishi kerak deb o'ylashadi. Haqiqat shundaki, agar MOSFET radiatoriga kerak bo'ladigan qism juda ko'p energiya sarflasa. Bu energiya bosma to'shakni isitishga ketishi mumkin edi. Katta issiqlik batareyasi yaxshi belgi emas. Ammo biz buni yuqori quvvatli qurilmalarda kutmoqdamiz. Men ayta oladigan eng yaxshi narsa bu marketing uchun, hech bo'lmaganda 25 Amper.

Men o'z ishini yaxshi bajaradigan, sifatli, arzon narxli va o'z imkoniyatlarini aniq ko'rsatadigan mahsulotni yaratmoqchiman.

2 -qadam: O'chirish yadrosi: MOSFET

Men dizayn juda samarali bo'lishini xohlayman. Bu shuni anglatadiki, bu qurilmada kam quvvat yo'qotilishi. Demak, qarshilik - mening dushmanim. MOSFETlar voltaj boshqariladigan qarshilik kabi ishlaydi. Shunday qilib, ular o'chirilganda, ularning qarshiligi juda katta bo'ladi. Ular ishga tushganda, ularning qarshiligi juda past bo'ladi. Aslida bundan ham ko'proq narsa bor. Biroq, bizning munozaramiz uchun bu juda yaxshi bo'ladi.

MOSFET ma'lumotlar varag'ida e'tibor berishimiz kerak bo'lgan parametr "RDS yoqilgan".

Men tanlagan MOSFET Infineon Technologies tomonidan ishlab chiqarilgan AUIRFSA8409-7P edi. Eng yomon holat - RDSon - 690u Ohm. Ha, bu to'g'ri mikro ohm edi. Ammo uning qismi qimmat. 6,00 dollar atrofida. bitta uchun. Dizaynning qolgan qismi juda arzon komponentlar bo'ladi. Yaxshi dizaynga ega bo'lish, yaxshi MOSFETni tanlash demakdir. Shunday qilib, agar biz supurib tashlamoqchi bo'lsak, bu maydonga kiramiz.

Bu erda ma'lumotlar jadvaliga havola

E'tibor bering, bu qism 523Amp MOSFET. Biroq, Id oqimi 360Amps bilan cheklangan. Sababi ikki xil.

1. Qism qismi 523 amperni ushlab turish uchun etarli issiqlikni tarqatolmaydi.
2. Ularda qolipga 625Amps uchun etarli bog'lovchi simlar yo'q. Shunday qilib, "bog'lanish cheklangan"

Men dizaynni 60Amps bilan cheklayman. Qarshilik past, shuning uchun men kichik maydonda juda katta samaradorlikka ega bo'laman.

Qism maksimal maksimal oqimda taxminan 1,8 Vt kuchini yo'qotadi. (R x I^2) Bu qismning issiqlik qarshiligi 40 gradus C/Vatt. (qanday hisob -kitoblar qilinayotganini tushunish uchun shu erni bosing). Maksimal oqim chizig'ida biz atrof -muhitdan 72 daraja yuqori bo'lamiz. Ma'lumotlar varag'i qurilmaning maksimal harorati 175 darajani ko'rsatadi. Biz bu ro'yxatdamiz. Ammo, agar biz atrof -muhit harorati 25 daraja S ni hisoblasak, biz 100 darajadan past bo'lamiz. Bizga kichik issiqlik batareyasi va to'liq yuklangan fan kerak bo'ladi.

Bularning barchasi, bizda eshik oldida 15v bor deb taxmin qilinadi. Biz 10 V dan pastga tushganimizda, biz, albatta, isitish bilan bog'liq muammolarni boshlaymiz.

Samaradorlik (40v bo'lsa) 2400 vatt etkazib beriladi, 1,8 Vatt isrof bo'ladi. Taxminan 99,92%.

Quvvatlantirish manbai	Yetkazib berildi	Yo'qotilgan	Samaradorlik
40	2400	1.8	99.92%
24	1440	1.8	99.87%
12	720	1.8	99.75%
10	600	1.8	99.40%

Shunday qilib, bizning namunali mahsulotimizda 220Amp MOSFET bor edi. Menda 523Amp MOSFET bor va ahmoqona narsa hali ham qizib bormoqda. Bu erda men aytmoqchimanki, ko'rsatilgan oqim ishlashning ajoyib ko'rsatkichi emas. Kengash va MOSFET qarshiligining umumiy ko'rsatkichi yaxshiroq bo'ladi. Bu bitta spetsifikatsiya sizga bilishingiz kerak bo'lgan deyarli hamma narsani beradi.

3 -qadam: Boshqa asosiy komponentlar

Odatda, MOSFET taxtasi printerning isitiladigan to'shagini nazorat qilish signali sifatida ishlatadi. U11 - ikki tomonlama optokupl. Bu qism bir nechta maqsadlarga ega.

1) Kirishni noto'g'ri ulash mumkin emas. Bu ozgina qo'pol isbot. Asosiy karta oqimni pasaytiradi yoki yo'q qiladi. Shunday qilib, kirish tetiği boshqaruv paneli isitiladigan to'shak pimlari o'rtasida oqim bor yoki yo'qligiga asoslanadi.

2) yuqori quvvatli tomonni past quvvatli boshqaruv panelidan ajratib oling. Bu sizga isitiladigan to'shakda yuqori kuchlanishni ishlatishga imkon beradi. Masalan, sizda 12 voltli boshqaruv paneli va 24 voltli isitiladigan to'shak bo'lishi mumkin. Maydonlarni ulash shart emas (butunlay izolyatsiya qilingan). Sizda 3750 Vrms izolyatsiya bor.

3) isitiladigan to'shakni masofadan boshqarish. Quvvat manbai, isitiladigan to'shak va MOSFET taxtasi printerning boshqaruv panelidan butunlay boshqacha qismida bo'lishi mumkin. Tekshirish liniyalari oqim oqimiga asoslangan, shuning uchun shovqin muammo emas. Kengash boshqaruv panelidan ancha uzoqda bo'lishi mumkin. Og'ir elektr simlari qimmat. Bir vaqtning o'zida barcha yuqori quvvatli narsalarga ega bo'lish juda mantiqiy.

4) Men MOSFET eshigini haydashim va RDSon qarshiligini yanada pasaytirishim mumkin. Lekin men 20 voltdan osholmayman yoki MOSFET o'ladi. Ziner (D11) aynan shu maqsadda; eshikni 15V ga mahkamlang.

Oxirgi muhim komponent - R12. Bu qon ketadigan rezistor. FET darvozasida kondansatör bor. Barcha MOSFETS qiladi. MOSFET qanchalik kuchli bo'lsa, sig'im shunchalik katta bo'ladi. Qoida tariqasida. Shunday qilib, U11 o'chirilganda, biz darvoza kapisistorini bo'shatishimiz kerak. Aks holda, biz juda sekin o'chirish vaqtini olamiz. Bularga qo'shimcha ravishda, U11 -da ozgina oqish bor. Agar R12 yo'qolgan bo'lsa, eshik qopqog'i zaryadlanadi va eshik Vgsthdan oshadi va MOSFET yoqiladi. Bu darvoza pastga tushishini ta'minlaydi.

4 -qadam: taxta dizayni - bu dizayndagi eng muhim nuqtalardan biri

OK, endi PCB dizayniga o'ting.

Bir nechta oddiy qarorlardan boshlaylik. Buni nima deb atash kerak va u qanday rangda bo'lishi kerak. Ha, marketing. Odamlar chiroyli ko'rinadigan narsalarni yaxshi ko'radilar. Texnik buyumlar toza chiziqlarga ega bo'lishi va texnik jihatdan yaxshi ko'rinishi kerak. Boshqa narsa shundaki, rang muhim ahamiyatga ega. Odamlar kuchli xavfli narsalarni qora rang bilan bog'laydilar. Mahalliy politsiya guruhi haqida o'ylab ko'ring. Ikkalasi ham hokimiyatga ega. Ammo, ochig'ini aytganda, meni politsiyachilar olib ketishganidan ko'ra, men o'zimni politsiyachi tomonidan tortib olishni afzal ko'rardim. Shunday qilib, rang qora.

Endi nima deyish kerak. 60 Amper juda katta MOSFET bo'lgani uchun, men uni MOSTER FET deb atayman deb o'yladim. Yaxshi bilaman, bu jirkanch. Ammo, la'nat Jim, men marketing bo'yicha mutaxassis emasman, muhandisman. Men hatto ajoyib logotip yasadim. Shunga qaramay, men marketing bo'yicha mutaxassis emasman.

Elektron karta uchun keyingi muhim qaror - bu mis qalinligi. Elektron platalar izlari 60 amperlik to'liq yukni ko'tarishi kerak. Shunday qilib, buni amalga oshirish uchun biz qila oladigan bir qancha narsalar bor. Qisqa iz uzunligi, keng kengligi va qalin mis. Bularning barchasi iz izini kamaytiradi.

Bosilgan elektron plataning mis qalinligi untsiya bilan belgilanadi. Shunday qilib, 1 untsiya mis 1 kvadrat futga 1 untsiya tortadi. Shunday qilib, 4 untsiya mis 4 barobar qalinroq bo'ladi. Bundan tashqari, u tokni 4 barobar ko'proq tashiydi. Biroz tahlil qilib bo'lgach, men bilardimki, xarajatlar mis qalinligi bilan chiziqli ravishda oshmaydi. Men karta narxini aniqlash uchun PCBWAY (bu erda) tezkor taklifidan foydalanaman. (bu orqaga qaytish havolalaridan biri, taxtalarni yasashda yordam beradi) Agar men minglab taxtalarni qurgan bo'lsam, xarajatlar egri chizig'i tekis bo'lardi. Lekin men unday emasman.

Mis qalinligi	10 uchun narx	PCB o'lchami
1oz	$23.00	50 mm x 60 mm
2oz	$50.00
3oz	$205.00
4 untsiya	$207.00
5oz	$208.00
6oz	$306.00
7oz	$347.00
8oz	$422.00

Mis taxtalarni o'ylash bilan ham muammo bor. Mis qanchalik qalin bo'lsa, shuncha ko'p vaqt ketkaziladi va siz tafsilotlarni yo'qotasiz. Asosan, bu izlar oralig'i haqiqatan ham keng bo'lishi kerak degan ma'noni anglatadi. Bu, shuningdek, minium izining kengligi ancha katta ekanligini bildiradi. Ushbu dizaynda men bunga qodirman. Men ilgari bitta kanalga ikkita kanalni joylashtirmoqchiman. Shunday qilib, 1oz mis.

Biroq, bu boshqa muammoga olib keladi. 1 untsiya mis yukni ko'tarmaydi. Mening taxtam ajoyib qimmat sug'urta bo'ladi.

Har bir kanalda faqat uchta iz bor, ular katta oqim yukiga ega bo'lishi kerak. Rasmda ko'rib turganingizdek, men lehim niqobini oltita izdan olib tashladim. Mening rejam - bu izlarga 12AWG qattiq yadroli sim. Odatda bu ajoyib reja bo'lmaydi. Biroq, taxta narxi qo'shimcha komponentlarning narxini hisobga oladi. Mis simni maxsus kesish va shakllantirish kerakligi haqida gapirmasa ham bo'ladi; ommaviy ishlab chiqarishni qiyinlashtiradi. Qisqasi, men na mashhur, na boy bo'laman.

Bu erda bizning namunaviy kengashimizda boshqa muammo bo'lishi mumkin. Bu taxtadagi mis qalinligi juda nozik. Izlar keng. Ammo bir paytlar bu boshqa yordam bermaydi. Barcha oqim bitta pimdan bitta pingacha keladi. Kengroq izlar yaxshi sovutishga imkon beradi, lekin sizda hali ham issiq joylar bo'ladi.

Mening rejam - ulagichlardan tashqari, sirtga o'rnatiladigan barcha qismlardan foydalanish. Yuzaki ulagichlar taxtadan juda oson yirtilib ketadi. Men, shuningdek, quvvat va isitiladigan to'shak uchun TX60 ulagichlaridan foydalanmoqchiman. Ular RC dunyosida ishlatiladi. Ular arzon va yukni ko'tarishadi. Biroq, ular chashka chashka ulagichlari. Spetsifikatsiyani bajarish uchun stakanlarni lehim bilan to'ldirish kerak bo'ladi. Ender seriyali printerlar bu ulagichlarni isitiladigan yotoqlari uchun ishlatadilar. Shunday qilib, bu haqiqatan ham yaxshi tanlov.

Men foydalanmoqchi bo'lgan boshqa ulagichlar - 5 mm vintli terminallar. Ular arzon va bunday dasturda yaxshi ishlaydi.

MOSFET uchun zarur bo'lgan kichik sovutgich elektron plataga o'rnatilgan. Bu ham yaxshi, ham yomon fikr. Bu narx uchun yaxshi; ammo, agar qism juda qizib ketsa, taxta delaminatsiyalanadi. Bu sodir bo'lishi uchun siz haqiqatan ham uzoq vaqt juda issiq bo'lishingiz kerak. Haddan tashqari harorat uchun alyuminiy sovutgich yaxshi bo'ladi. Ehtimol, agar taxta 60 Amperda ishlayotgan bo'lsa, fanni ishlatish kerak bo'ladi. Shuning uchun sovutgichning teshiklari biroz kattaroqdir. Havo taxtadan o'tishi uchun. Men buni oldin qilganman va u juda yaxshi ishlaydi. Ammo taxtaning narxi biroz oshadi. Ammo uning narxi alyuminiy issiqlik moslamasidan ancha past.

Va nihoyat, har bir kanal mustaqil. Zamin va elektr uzatish liniyalari bir -biriga bog'lanmagan, garchi sxemada ular bir xil nomga ega bo'lsa. Shunday qilib, sizning boshqaruv paneli 12v, isitiladigan to'shak 24v va isitish uchun 12v bo'lishi mumkin. Bu sizga variantlarni beradi.

5 -qadam: Kengashni qurish

Men KiCad -dan foydalanmoqdaman. Buning uchun interaktiv BOMni yaratadigan plagin mavjud. Bankdagi chiziqni ajratib ko'rsatish kifoya, u boradigan joylarni yoritadi. Bu KiCad uchun eng sevimli plagin plagin o'z-o'zidan HTML faylini yaratadi. (BU YERGA). Shunday qilib, fayl ko'chma. Men uni planshet qurilmamda (yoki telefonda) taxtalar qurishda ishlataman.

Men taxtalarni bir oz oldin oldim. Ko'rib turganingizdek, ushbu versiya boshqa bo'limlardan biroz farq qiladi. Men yaratgan taxtalar prototiplar (pastdagi rasmda). Dizayn bo'yicha men olgan barcha fikr -mulohazalar dizaynga qaytdi. Agar siz ham R12 va R22 yo'qligini sezsangiz. Men qon ketadigan rezistor qo'shishni unutganman. Katta xato. Men etishmayotgan narsani ko'rmagunimcha biroz g'alati operatsiya o'tkazdim. Keyin men ularni "o'lik xato" qilishim kerak edi.

Git omboridagi taxta dizayni fayli eng so'nggi versiya bo'lib, barcha xatoliklar tuzatilgan.

Ammo bu erda; umuman olganda, bu shon -sharaf. (ovoz effektini kuylaydigan farishtalarni qo'shing)

6 -qadam: Ish paytida - pudingning isboti ovqatlanishda

Men taxtalarni sinab ko'rishni boshladim. Shunday qilib, men ko'rgan birinchi narsa - LED quyosh kabi porlaydi. Ha, men tushunamanki, LED shunchalik yorqin bo'lishi shart emas. Ammo printeringiz ichida bo'lsa, menga rahmat aytasiz. Agar sizda Anet A8 bo'lmasa. Agar shunday bo'lsa, men kabi quyoshdan saqlaydigan ko'zoynak taqing.

Men, ehtimol, R15 va R25 ni o'zgartirishim mumkin edi. Ammo etkazib berishning keng diapazoni (10v-40v) meni ikkilanishga majbur qiladi.

Menda 29V 25Amp quvvat manbai bor. Men 24v Meanwell quvvat manbaini 29v ga o'zgartirdim. Menda ham 400 mm dumaloq isitiladigan to'shak bor, u 24 vattda 400 vatt. 29 voltda biz aniq 20 AMPS chizamiz. Shunday qilib, 20 amper - bu men uchun eng yaxshisi.

O'lchov J11 va J12 ning salbiy tomondan olingan. Asosan MOSFET bo'ylab. Ammo bu ulagichlarda qilingan. Qaerda simlar ulanadi. Kengash 20Ampsda 23mVolts tushdi. Bu qurilmaning umumiy qarshiligini 1.15mOhmga qo'yadi. Bu MOSFET, taxta va ulagichlar. Agar men buni o'zim aytgan bo'lsam, bu juda yaxshi. (va juda ko'p quvonch bor edi)

7 -qadam: yonma -yon

OK, oxirida aytmoqchimanki, mening boshqaruv kengashi g'alaba qozondi. Unda siz xohlagan hamma narsa bor. Mana taqqoslash. Biroq, bu odamni qurish narxi juda katta.

Maxsus	Umumiy MOSFET	BOSHQA FET
Maksimal kuchlanish	Noma'lum	40V
Maks Curent	25 Amper	60 amper
Qaytariladigan tetik	Ha	Ha
Opto izolyatsiya qilingan	Balki	Ha
Narxi (2 kanal)	$12.99	$14.99
Kanallar	1	2

Men o'zimni minglab narsalarni qura olaman deb ko'rsataman.

Agar siz 3D printer qismlarini sotish bilan shug'ullanmoqchi bo'lsangiz, siz 40% yoki undan ko'p foyda ko'rishingiz kerak. Agar u ancha balandroq bo'lsa yaxshi bo'lardi, lekin bu suvda qolish uchun kerak bo'lgan minimal miqdor. Men 3,50 dollarlik BOM va 3,76 dollar ishlab chiqarish xarajatlarini oldim. Men taxtani bir nechta mahalliy joylardan keltirdim. Agar siz Amazon yoki E-bay-da sotsangiz, ular sizga kredit karta to'lovlari, PayPal va sotish to'lovlarining 30 foizini to'lamaydi. Ishoning, bu 30%ga to'g'ri keladi. Ular sizga boshqacha gapirishadi, lekin hamma aytgan va qilgan ishining 70 foizini men olaman.

Haqiqatan ham hayotiy bo'lishi uchun bu taxta $ 15.99 bo'lishi kerak. Biroq, DIY bozori narxga juda sezgir. Shunday qilib, uni 14,99 dollarga o'rnating. Siz har doim o'rnatish qavslari yoki simlar to'plamlarini sotishingiz mumkin.

Siz bu erda ko'rgan boshqa narsa shundaki, umumiy taxta juda ko'p sotiladi. Siz xohlagan joyda topishingiz mumkin bo'lgan ko'plab DIY videolari. DIY bozori uning ishlashini va undan qanday foydalanishni bilishni xohlaydi. Bu bozorning atigi 10% yangi narsalarni sinab ko'radi yoki birinchi bo'lib o'zlashtirgan. Ularning atigi 3 foizi ma'lumotni e'lon qiladi yoki "QANDAY QILISH" videosini qiladi. Qisqasi, bir yilda 10 ming dona sotish ehtimoli juda kichik.

Agar siz buni yaxshi bilsangiz, bu yiliga 100 ga yaqin sotiladi. Bu darajadagi narx nuqtasi 24.99. Bankning o'zi - 13,00 dollar.

Qisqasi, hayotga yaroqli mahsulot emas. Agar men MOSFETni 0,75 - 1,00 dollar oralig'ida tushira olsam, u ishlashi mumkin.

Lekin yasash qiziq edi. Menimcha, bu yaxshiroq dizayn, lekin keyin men buni yana qildim.

Taxtadan bahramand bo'ling !!! (BU YERGA)

Yangilash:

Men $ 1,00 dan kam bo'lmagan MOSFETni topdim, agar siz to'liq qurilgan taxtani xohlasangiz, ularni elektron ko'rfazga qo'yaman. (BU YERDA) yoki Sigle kanalining versiyasi (BU YERDA)