ШИМ-регулятор на частоте более 20 кГц греет транзистор. Что заменить?

[svnvlad]

Здравствуйте!
Собрал ШИМ-регулятор из набора Мастер-кит https://masterkit.ru/shop/smarthome/...evices/1370278
Подключил его к вентилятору печки автомобиля. На частоте 500 Гц и с обратным диодом КД213 параллельно двигателю ведет себя хорошо, но пищит.
Повысил частоту за предел слышимости с помощью замены конденсаторов С2 и С4 на номинал 2,2нФ и 22нФ соответственно. Пищать перестало, но снова стал сильно греться транзистор.
Подозрение пало на усилитель LM358, вроде есть информация, что после 10 кГц П-образное напряжение начинает превращаться в пилообразное, и поэтому, я думаю, транзистор перестает работать в ключевом режиме. Правильно ли я понимаю, что нужно заменить LM358 на что-то другое? И на что?
Или транзистор IRF3205 не выдерживает частоту?

[Сухоруков Сергей]

Или транзистор IRF3205 не выдерживает частоту?

Вам уже посоветовал производитель поставить в параллель несколько транзисторов.

Я бы предложил снизить частоту до 20-30 Гц, увеличив номиналы у С2 и С4. Думаю, эти частоты Вы тоже не услышите, а динамические потери переключения транзистора снизятся.

[svnvlad]

Хорошо, попробую увеличить конденсаторы.
Но корень проблемы все-таки в чем?
На другом форуме увидел статью, где человек исследовал эту LM358, и видно, что при частоте уже 10 кГц начинаются заметные искажения. Может быть в этом проблема?
http://radiokot.ru/circuit/digital/measure/55/04.gif

[_Сам_]

Но корень проблемы все-таки в чем?

причина в большой ёмкости затвора IRF3205. (типовая 3.25 нФ) ШИМ контроллеру не хватает тока быстро переключить транзистор. На 500 Гц это не проблема, а при 20 кГц резко снижается КПД регулятора. Красивых 99% не получить. Ключевой транзистор греется.

[svnvlad]

Какой-то замкнутый круг. Устройство позиционируется как очень эффективное. При работе с двигателем выясняется, что очень некомфортно. При повышении частоты за пределы слышимости перестают работать компоненты. Но ведь должен же быть способ сделать регулятор, рассчитанный на 20 кГц и адекватно работающий.

[_Сам_]

Устройство позиционируется как очень эффективное.

устройство позиционируется как регулятор лампы накаливания. Ясно дело, что лампа (или резистор нагревателя) не будет пищать как двигатель. По сути надо переделывать схему. Между управляющей микросхемой и мощным транзистором требуется усиливающий буфер (интегральный или транзисторный).

[Сухоруков Сергей]

При повышении частоты за пределы слышимости перестают работать компоненты.

Ну, во-первых, "за пределы слышимости" - это не обязательно "вверх", можно и вниз.

Но ведь должен же быть способ сделать регулятор, рассчитанный на 20 кГц и адекватно работающий.

Исходный КИТ предназначен для управления осветительными лампами. Если есть желание повысить частоту, нужно либо использовать другой транзистор (как вариант - составной), у которого входная емкость будет меньше, либо более мощный генератор (как вариант, буфер на выход исходного генератора). Но это повлечёт изменение схемы.

[svnvlad]

Вот это хорошая схема? Как определить частоту ШИМ в этой схеме?
http://kravitnik.narod.ru/switch/switch5.html

[_Сам_]

Как определить частоту ШИМ в этой схеме?

Частоту можно посчитать ручками или посмотреть в симуляторе. Она изменяется от положения потенциометра. Если считать, что С1=0.022 мкФ, то при среднем положении имеем около 500 Гц.

[svnvlad]

Частота ведь не изменяется. Скважность изменяется.

[_Сам_]

Частота ведь не изменяется. Скважность изменяется.

Скважность само-собой изменяется, но и частота тоже плавает. Переменный резистор 10 кОм при разном положении движка имеет разное сопротивление со стороны движка. Оно меняется от 0 до 2.5 кОм при среднем положении и складывается с резистором 30 кОм. Что меняет величину гистерезиса у компаратора и влияет на частоту генерации.

[Гоша]

Еще в этой схеме совершенно лишней считаю вытребеньку с повышением управляющего напряжения ПТ.
Чем использовать истоковый повторитель на n-канальном полевике и подавать на затвор 30В, лучше использовать p-канальный, включенный по схеме с общим истоком. Или несколько в параллель, если сильно тока хочется.