Эффективная защита транзисторов выходного каскада УМЗЧ

[Mepavel]

Предлагаемая для рассмотрения электрическая схема защиты транзисторов выходного каскада (ВК) УМЗЧ позволяет точно учесть их статическую и импульсные области безопасной работы (ОБР) в широком диапазоне температур и при работе на произвольную комплексную нагрузку.
Благодаря этому в отличие от традиционных схем защит отпадает необходимость в двух-, трёх- и даже четырёхкратном запасе по мощности транзисторов ВК.
Основные особенности:
- Высокая точность;
- Непосредственное и непрерывное измерение мгновенной рассеиваемой мощности на транзисторном кристалле, что позволяет адекватно работать на любую реактивную нагрузку (учёт эллиптической нагрузочной кривой);
- Динамическое измерение температуры перехода кристалла (Tj) и тока стока (коллектора) (учёт импульсной ОБР);
- Зависимость ОБР от температуры корпуса (Tc);
- Гарантированная и правильная работоспособность в широких пределах изменения напряжения питания ВК;
- Малый температурный дрейф параметров полупроводниковых элементов защиты;
- Простая настройка (отсутствует надобность экспериментального подбора большого числа номиналов схемы).
Электрическая схема защиты

Основным элементом схемы является четырёхквадрантный аналоговый умножитель AD633, который обладает высокими показателями по быстродействию, точности и термостабильности. Напряжение с резистивного датчика тока R4 предварительно усиливается УН на ОУ X3 в 10 раз и поступает на дифференциальный вход X умножителя на X4. Напряжение сток-исток (коллектор-эмиттер) через резистивный делитель 1:10 подаётся на вход Y умножителя. Таким образом, с учётом математической формулы умножителя получаем на 100 Ватт рассеиваемой мощности приращение в 1 Вольт выходного напряжения умножителя. Далее сигнал с выхода умножителя идёт на интегрирующую цепочку R8С1, которая учитывает динамику разогрева кристалла. Напряжение с конденсатора С1 поступает на компаратор X2, который срабатывает при превышении заданного порога по мощности. Контроль за превышением максимально допустимого тока стока (коллектора) осуществляет компаратор X6. Сигнал «тревоги» с выхода компараторов X2 и X6 складывается диодным «ИЛИ» и поступает, например, на вход «Мute» усилителя (разумеется через логическую развязку «ИЛИ» с других плеч ВК).
Результат моделирования схемы , оптимизированной под транзистор типа 2SC5200

Зависимость ОБР от температуры корпуса транзистора

Pmax=f(Tc)=(Tj-Tc)/Rt, (1)

где Pmax – максимально допустимая рассеиваемая мощность транзистора;
Tj – максимально допустимая температура перехода;
Tc – температура корпуса транзистора;
Rt – тепловое сопротивление переход-корпус.
Эта зависимость учитывается, с помощью термодатчика на транзисторе Q1, сигнал с которого подаётся на вход суммирования Z умножителя.
Например по формуле (1) для транзистора 2SC5200 максимальная рассеиваемая мощность Pmax составляет 150 Ватт при Tc=25 C (Rt=0,833 С/Ватт), а при Tc=100 С она уменьшается до 60 Вт. Учитывая, что при Pmax=150 Вт на выходе умножителя должно быть приращение напряжения на 1,5 В, а при Pmax=60 Вт соответственно на 0,6 В, нужно делителем R1R2 добиться такого ТКН термодатчика, чтобы при повышении температуры с 25 С до 100 С напряжение Uэк транзистора Q1 изменялось на 1,5-0,6=0,9 В.

[свернуть]

[теоретизирующий практик]

В чем сомнение.

1. В схеме предполагается однозвенный линейный интегратор для оценки температуры перехода. Тепловая модель транзистора не столь проста, и наверное не может уподобляться одним RC звеном.

2.Вульгарное сомнение. Возможно установка дополнительного выходного транзистора будет проще и дешевле схемы защиты.

3.Сомнение сомневающегося. А не будет ли система увеличения надёжности причиной снижения надёжности? Вроде чем больше суммарное число элементов в системе, тем меньше надежность.

Анатолий.

[Vovk]

2.Вульгарное сомнение. Возможно установка дополнительного выходного транзистора будет проще и дешевле схемы защиты.

Я так понимаю, это поможет от перегрузки УМ, а предлагаемое автором должно защищать при этом и от к.з.?

[Mepavel]

Тепловая модель транзистора не столь проста, и наверное не может уподобляться одним RC звеном.

теоретизирующий практик, смотря какая модель. Я же не ставил задачу определения температуры кристалла в динамике с точностью до десятых и единиц градуса. Это может быть полезно для продвинутых схем УМЗЧ, в которых стабилизируется ток покоя ВК в динамике.
В схеме защиты достаточно взять постоянную времени RC даже несколько меньше, чем оно того требуется. И это никак не отразится на работе УМЗЧ в нормальных условиях.

Вульгарное сомнение. Возможно установка дополнительного выходного транзистора будет проще и дешевле схемы защиты.

Возможно, но во-первых, установка дополнительного транзистора может ухудшить частотные свойства и КПД усилителя с общей ООС (ведь ставить дополнительный транзистор не увеличивая ток покоя вообще бессмысленная задача вплане повышения линейности ВК), во-вторых, риск автогенерации в ВК возрастает (особенно при использовании быстродействующих транзисторов). В-третьих, хорошо когда речь идёт об УМЗЧ мощностью 100 Вт, а если 500 Вт и более? Тогда надо не один транзистор добавлять.

Сомнение сомневающегося. А не будет ли система увеличения надёжности причиной снижения надёжности? Вроде чем больше суммарное число элементов в системе, тем меньше надежность.

теоретизирующий практик, а какие элементы схемы вы считаете ненадёжными? Безусловно, при неумелой пайке даже чип конденсатор может треснуть, но это уже проблема квалификации радиолюбителя. А так по производству в 100 тыс. плат в год могу сказать, что отказы импортных радиоэлектронных компонентов большая редкость.
P.S. Расчёты надёжности по интенсивностям отказов мне знакомы. В данном случае вся надёжность больше упирается в плату.
С уважением Павел.

---------- Добавлено в 23:53 ---------- Предыдущее сообщение в 23:47 ----------

Я так понимаю, это поможет от перегрузки УМ

Vovk, не совсем понял связь перегрузки с запасом по мощности выходных транзисторов.

а предлагаемое автором должно защищать при этом и от к.з.?

От этого тем более.

[Slava!!!]

Вообще-то защита по ОБР - давно известное техническое решение.

Традиционная защита ограничивает ток через транзистор. В простейшем случае - вне зависимости от напряжения на транзисторе.

Чтобы мощность, рассеиваемая на транзисторе, не превышала максимальную, порог срабатывания токовой защиты нужно регулировать по закону

Iср = Pтр max/Uтр

Указанный закон графически изображается в виде гиперболической кривой.

Простейшая защита по ОБР заменяет указанную гиперболу отрезком прямой

Iср = Iср0 - k*Uтр

что приводит к преждевременному срабатыванию вблизи максимальных токов и напряжений.

Точное соответствие гиперболическому закону действительно невозможно организовать без перемножения напряжений, что сильно усложняет схему. Но есть альтернативный вариант, причем давно известный и даже применяемый на практике. Это кусочно-линейная аппроксимация гиперболы.

Подробнее можно посмотреть у Селфа. Для организации одной точки перегиба линии регулирования в схему защиты одного плеча добавляется два резистора и один стабилитрон.

Думаю, аппроксимация с тремя точками перегиба обеспечит более чем достаточную точность. Это 6 дополнительных резисторов и 3 стабилитрона на плечо.

Ссылка на Селфа
https://forum.vegalab.ru/showthread....BE%D1%82%D1%8B.

[Mepavel]

Iср = Pтр max/Uтр

Указанный закон графически изображается в виде гиперболической кривой.

В полном логарифмическом масштабе в виде линии. Так удобнее.

Простейшая защита по ОБР заменяет указанную гиперболу отрезком прямой

Iср = Iср0 - k*Uтр

что приводит к преждевременному срабатыванию вблизи максимальных токов и напряжений.

Всё правильно, поэтому пороги такой защиты загрубляют и добавляют ещё транзисторы. Кроме того, указанная защита очень критична к напряжению питания ВК.

Точное соответствие гиперболическому закону действительно невозможно организовать без перемножения напряжений, что сильно усложняет схему. Но есть альтернативный вариант, причем давно известный и даже применяемый на практике. Это кусочно-линейная аппроксимация гиперболы.

Подробнее можно посмотреть у Селфа. Для организации одной точки перегиба линии регулирования в схему защиты одного плеча добавляется два резистора и один стабилитрон.

Думаю, аппроксимация с тремя точками перегиба обеспечит более чем достаточную точность. Это 6 дополнительных резисторов и 3 стабилитрона на плечо.

Slava!!!, спасибо за столь подробное изложение. Кусочно-линейная аппроксимация мне знакома. Подобная схема ещё более сложна в настройке и так же сильно зависит от напряжения питания. Поэтому производители усилителей вообще никогда не используют её, несмотря на кажущуюся простоту.
Кроме того, все рассмотренные Вами схемы слабо учитывают температурную зависимость ОБР. А также производят неверное вычисление мощности при работе на реактивную нагрузку.
С уважением Павел.

[Slava!!!]

Кроме того, все рассмотренные Вами схемы слабо учитывают температурную зависимость ОБР. А также производят неверное вычисление мощности при работе на реактивную нагрузку.
С уважением Павел.

Температурная зависимость ОБР в рассматриваемых схемах может учитываться простейшей интегрирующей цепочкой, как и в предлагаемой схеме защиты. Точность соответственно будет та же.

Насчет реактивной нагрузки.
Реакивность нагрузки приведет к тому, что, например, при некотором напряжении на транзисторе ток через него будет выше, чем был бы при активной нагрузке усилителя.
Защита ведь меряет напряжения и токи не на нагрузке, а непосредственно на транзисторе. В приводимых мною выше законах регулирования защиты по ОБР сопротивление нагрузки вообще не фигурирует.
Так что защита по ОБР отработает реактивную нагрузку вполне адекватно.

[Mepavel]

Температурная зависимость ОБР в рассматриваемых схемах может учитываться простейшей интегрирующей цепочкой, как и в предлагаемой схеме защиты. Точность соответственно будет та же.

Slava!!!, RC-цепочка не учитывает зависимость ОБР от температуры корпуса транзистора. Она имитирует реальную задержку в нагревании и остывании кристалла транзистора, тем самым учитывая импульсные ОБР.
P.S. Что касается рассматриваемой температурной зависимости, то тут без термодатчика не обойтись.

В приводимых мною выше законах регулирования защиты по ОБР сопротивление нагрузки вообще не фигурирует.
Так что защита по ОБР отработает реактивную нагрузку вполне адекватно.

Slava!!!, защита по ОБР всегда работает адекватно. Просто границу срабатывания традиционных защит чаще всего выбирают между границами нагрузочной прямой активной нагрузки и ОБР транзистора. Реактивная нагрузка приводит к тому, что нагрузочная прямая вырождается в эллипс, тем самым приближаясь к границе ОБР. (Об этом написано в книге Д. Селфа. В 3-м русском издании на с.465-469). Этот факт обуславливает необходимость в более точной аппроксимации границы ОБР.
P.S. Допустим питание усилителя стабилизировано и отлажена кусочно-линейная аппроксимация ОБР транзистора. Но как будет обстоять дело при изменении температуры корпуса транзистора ВК? Не меньше проблем доставит влияние температуры корпуса "транзистора-компаратора" на порог защиты.
С уважением Павел.

А также производят неверное вычисление мощности при работе на реактивную нагрузку.

Я хотел сказать, что реактивная нагрузка выводит на такие неприятные точки значений тока и напряжения, в которых примитивная аппроксимация не работает.

[VADIK]

Непосредственное и непрерывное измерение мгновенной рассеиваемой мощности на транзисторном кристалле

Измерение температуры корпуса транзистора, что позволяет учитывать температурную зависимость ОБР.

Динамическое измерение температуры кристалла и тока стока (коллектора) (учёт импульсной ОБР);

Какие датчики измеряют эти параметры? Особенно на кристалле? http://www.owen.ru/catalog/80797226 Велосипед.

[Mepavel]

Какие датчики измеряют эти параметры? Особенно на кристалле?

Offтопик:
Для большего понимания подправил первый пост.

Датчик рассеиваемой мощности и датчик температуры корпуса транзистора. Температура перехода транзисторного кристалла в статике:
Tj=Tс+Rt*P,
где Tc - температура корпуса транзистора;
Rt - тепловое сопротивление переход-корпус;
P - рассеиваемая мощность.
В динамике:
нагрев
н.у. Tj=Tc при t=0;
Tj=f(t)=Tc+Rt*P[1-exp(-t/t0)],
охлаждение
н.у. Tj=T0 при t=0;
Tj=f(t)=Tc+T0*exp(-t/t0).
где t0 - постоянная времени нагрева/охлаждения транзисторного кристалла. В идеале для цепочки R8С1 произведение R*C должно быть равно t0. Постоянную времени t0 можно вычислить по импульсным ОБР, приведённым в даташите на транзистор (при желании мощно её измерить или рассчитать).

[korolkov24]

В-третьих, хорошо когда речь идёт об УМЗЧ мощностью 100 Вт, а если 500 Вт и более? Тогда надо не один транзистор добавлять.

Обычная, классическая схема контроля ОБР довольно точна, позволяет скользить по границе ОБР, так что транзисторы для запаса не нужны.

[теоретизирующий практик]

Добавлю ещё ложку скепсиса.
Рассмотрение УНЧ подразумевает работу на НЧ. Разглядывая многие картинки с ОБР, заметил, что порядок приводимых времЁн позволяющих увеличить зону ОБР заметно меньше, чем временА перегрузки на НЧ (например на 20 Гц), поэтому приходится расчитывать на кривую ОБР на постоянном токе.

Но не все так пессимистично.

При условии расчета по ОБР на постянном токе, приходится делать запас с учётом реактивной нагрузки, которая может сместить рабочую точку транзистора черти куда. С этой точки зрения, и с точки зрения нагрева корпуса транзистора предлагаемая идея уменьшения запаса надежности на эти дела (рективные и горячие ) интересна.

Анатолий.

[Mepavel]

Обычная, классическая схема контроля ОБР довольно точна, позволяет скользить по границе ОБР, так что транзисторы для запаса не нужны.

Если Вы понимаете под классической схемой - защиту с одним тангенсом угла наклона (Single-Slope), то "скользить" по границе ОБР в ней ничего и близко не будет. Вот рисунки из книги Д.Селфа.

Наклонные прямые порога срабатывания защиты 1 и 2, близко приближаются лишь в одной точке к границе ОБР, в остальных случаях достаточно далеки от неё. Эти прямые пересекают линию реактивной нагрузки ZW, а значит защита будет производить ложные срабатывания при работе на такую нагрузку. Кроме того, в линейном масштабе графика не полно ощущается проблема большой погрешности аппроксимации при высоких напряжениях коллектор-эмиттер (сток-исток). Схема аппроксимации с двумя тангенсами угла наклона, частично решает эту проблему, но всё же точность аппроксимации остаётся достаточно плохой.
Самый большой недостаток таких схем защиты - сильная температурная зависимость порога транзистора-"компаратора", которая неизбежно приводит к ложным срабатываниям на высоковольтном участке даже тогда, когда ток через нагрузку равен нулю. Поэтому всё это вынуждает разработчиков делать существенный запас по мощности выходных транзисторов. Аналогичный недостаток - ложное срабатывание даже даже при незначительном повышении тока покоя транзисторов ВК.
P.S. И напоследок, ещё раз повторюсь, традиционные схемы защиты не учитывают, что, например, для классических транзисторов c максимально допустимой температурой перехода Tj=150C максимально допустимая рассеиваемая мощность снижается в 2,5 раза при повышении температуры перехода с 25С до 100С. Поэтому приходится умышлено нормировать классическую схему защиты на высокие температуры.
Кроме того, даже в книге Д. Селфа написано, что подбор оптимальных параметров резисторов (стабилитронов) схемы защиты - топорная работа. В моей же схеме защиты не такой необходимости. Всё рассчитывается по элементарным формулам. А настройка защиты очень проста.

Разглядывая многие картинки с ОБР, заметил, что порядок приводимых времЁн позволяющих увеличить зону ОБР заметно меньше, чем временА перегрузки на НЧ (например на 20 Гц), поэтому приходится расчитывать на кривую ОБР на постоянном токе.

Всё так и есть. Учёт импульсной ОБР позволит избавится от ложных срабатываний при воспроизведение СЧ и ВЧ звукового диапазона (а на этих частотах реактивность нагрузки может проявляться даже в большей мере).

Offтопик:

предлагаемая идея уменьшения запаса надежности

теоретизирующий практик, ну хоть убейте меня, не вижу в этой "идее" ненадёжных элементов (таких как микроконтроллеры, которые повсеместно используются и часто работают без глюков). Если так рассуждать, то, к примеру, микропроцессоры с миллиардами транзисторов изготовленные по технологии 22 нм вообще не должны работать (так как в них кол-во элементов очень велико), тоже касается системных (материнских) плат, жёстких дисков и т.п.

[теоретизирующий практик]

не вижу в этой "идее" ненадёжных элементов

Конечно это моя неточность формулировки. Подразумевалось " уменьшение избыточной мощности выходных транзисторов"

Анатолий.

PS. к слову, абсолютно надежных компонентов в природе не существует.

[Slava!!!]

P.S. Допустим питание усилителя стабилизировано и отлажена кусочно-линейная аппроксимация ОБР транзистора. Но как будет обстоять дело при изменении температуры корпуса транзистора ВК? Не меньше проблем доставит влияние температуры корпуса "транзистора-компаратора" на порог защиты.
С уважением Павел.

Во-первых, питание стабилизировать не обязательно. Защита по ОБР изменяет порог ограничения тока в зависимости от падения напряжения на защищаемом транзисторе вне зависимости то причин возникновения этого напряжения. В приведенных мною формулах напряжение питания каскада отсутствует. При его увеличении возрастет падение напряжения на транзисторе, соответственно будет снижен порог ограничения тока.

Во-вторых, температура транзистора ВК определяется рассеиваемой им мощностью (которая учитывается схемой защиты по ОБР) и температурой окружающей среды, куда отводится тепло. Я вполне согласен, что учет температуры окружающей среды был бы полезен для концертных усилителей, эксплуатируемых на открытых площадках, где температура окружающей среды может меняться на многие десятки градусов. Для домашнего усилителя комфортная температура в комнате изменяется максимум градусов на десять (если больше, нужно думать не об усилителе, а о сплите и нормальном отоплении). Соответственно при прочих равных и температура кристалла транзистора будет изменяться на эти 10 градусов, чем на фоне температурного перепада кристалл-среда около 100 град. вполне можно пренебречь.

Остается температурная зависимость параметров транзистора датчика тока. Здесь следует отметить, что указанный транзистор не имеет прямого теплового контакта с выходными транзисторами, и изменение его температуры будет обусловлено изменением температуры окр. среды (для домашнего усилителя - около 10 град.) и компоновкой платы (все-таки влияние температуры окружающих компонентов остается). Если указанные изменения критичны, можно вместо транзистора применить ОУ (один, а не 3 с умножителем!).

[korolkov24]

Если Вы понимаете под классической схемой - защиту с одним тангенсом угла наклона

Offтопик:
Почти ответил, но вырубили электричество, второй раз писать влом, поэтому вкратце.

ОБР полевого транзистора, в отличии от биполярного, представляет из себя допустимую мощность на кристалле.

Для простоты возьмём схему где на транзисторе рассеивается 200Вт мгновенной мощности. На входе 20Гц.
Вверху напряжение на выходе, внизу мощность на кристалле.

Уменьшим сопротивление нагрузки.

Подключим к выходу генератор 35Гц, чтобы создать режим хаотичной по фазе перегрузки.

Видно, что везде, после срабатывания защиты транзистор уходит глубоко в ОБР, а защита срабатывает около зоны выхода из ОБР, за исключением случая, когда сдвинута фаза в нагрузке, но там точность и не нужна, так как допустимо срабатывание не доходя до границы ОБР.

Тема теряет актуальность, так как это уже далеко в прошлом, класс D наступает.

[Mepavel]

Во-первых, питание стабилизировать не обязательно. Защита по ОБР изменяет порог ограничения тока в зависимости от падения напряжения на защищаемом транзисторе вне зависимости то причин возникновения этого напряжения. В приведенных мною формулах напряжение питания каскада отсутствует. При его увеличении возрастет падение напряжения на транзисторе, соответственно будет снижен порог ограничения тока.

Slava!!!, вы всё пишите про какую-то защиту по ОБР. Хотелось бы узнать про какую именно? Я писал про те схемы традиционных защит, которые описаны в книге Д. Селфа. Эти схемы защит далеки от учёта полной ОБР (я бы постеснялся их называть "защитами по ОБР") и способны лишь делать линейные и кусочно-линейные аппроксимации, со значительной погрешностью в высоковольтной области напряжений (операцию умножения/деления всё-таки нельзя так просто заменить сложением/вычитанием). Другими словами при повышении напряжения питания подтягивающий резистор R3 (снижающий порог срабатывания по току) может открыть транзистор защиты даже при нулевом значении тока нагрузки!

И об этом многократно писалось на форуме и в т.ч. у Селфа.
Достаточно посмотреть на картинку.

По кривым 1 и 2 - видно, что в высоковольтной рабочей области защита срабатывает даже при нулевом значении тока, т.е. там, где рассеиваемая мощность транзистора равна нулю! И где защита по ОБР?

[Mepavel]

Во-вторых, температура транзистора ВК определяется рассеиваемой им мощностью (которая учитывается схемой защиты по ОБР) и температурой окружающей среды, куда отводится тепло.

Slava!!!, в корне неверный подход к решению задачи. Измерение температуры окружающей среды (а так же измерение скорости воздушного потока) - равноценно измерению средней температуры по больнице. Уже, наверное, в сотый раз напишу.
Не "температура транзистора", а "температура перехода транзистора" - Tj. Измерять надо не температуру окружающей среды Ta, а температуру корпуса транзистора Tc (термодатчик на теплораспределительной подложке транзистора ВК, в случае использования теплопроводной керамики термодатчик просто на радиаторе). Тогда температура перехода равна:

Tj=Tc+Rt*P. (1)

где Rt - тепловое сопротивление переход-корпуса (из даташита);
P - рассеиваемая мощность транзистора.
Выразим P из выражения (1)

P=(Tj-Tc)/Rt. (2)

Если в выражении (2) в качестве температуры перехода взять максимально допустимую (из даташита) Обычно Tj=150..175C, то можно получить условие термозависимой границы ОБР.

Соответственно при прочих равных и температура кристалла транзистора будет изменяться на эти 10 градусов, чем на фоне температурного перепада кристалл-среда около 100 град. вполне можно пренебречь.

Slava!!!, объясню по "рабоче-крестьянски", максимально допустимая рассеиваемая мощность транзистора с теплоотводом (каким и является транзистор ВК) уменьшается с ростом температуры корпуса (теплоотводящего фланца) транзистора. Понятие теплового сопротивление "переход-среда" (не "кристалл-среда" - такого термина не существует в природе) используются только для транзисторов с корпусом без теплоотвода (например корпус TO-92).
Таким образом, если температура корпуса (температура на теплоотводе) типичного транзистора 2SC5200 увеличится с 25С до 100С, то его максимально допустимая мощность уменьшится с 150 Вт до 60 Вт. Надеюсь теперь понятно, что надо измерять температуру фланца или на худой конец температуру радиатора, которая меняется далеко не на 10 градусов. Что и сделано в моей схеме защиты. Традиционная схема защиты вообще не учитывает температуру корпуса транзистора ВК.

Остается температурная зависимость параметров транзистора датчика тока. Здесь следует отметить, что указанный транзистор не имеет прямого теплового контакта с выходными транзисторами, и изменение его температуры будет обусловлено изменением температуры окр. среды (для домашнего усилителя - около 10 град.) и компоновкой платы (все-таки влияние температуры окружающих компонентов остается). Если указанные изменения критичны, можно вместо транзистора применить ОУ (один, а не 3 с умножителем!).

Давайте анализировать заезженную схему защиты

Пусть пороговый транзистор не имеет прямого контакта. Температура окружающей среды обычно меняется в лучшем случае от 15 до 35 градусов (далеко не везде стоят сплит-системы). Получаем уже дельту в 20 градусов + прирост температуры внутри корпуса усилителя в 20 градусов. Итого в лучшем случае дельта в 20+20=40 градусов! ТКН эмиттерного перехода 2 мВ/C, тогда изменение порога составит dU=40*2=80 мВ. Таким образом, погрешность измерения тока составит
dI=dU/Re1=80/0,1=800 мА !!!
И это в лучшем случае! Получается на реактивной нагрузке и питании ВК +/-40В погрешность в измерении мощности 80*800 = 64 Вт !!!
И это не зависит от количества участков кусочно-линейной аппроксимации.
А моя схема защиты работоспособна при изменении температуры от -45С до 85С (и даже более, если используются элементы в более жёстком климатическом исполнении).

[Mepavel]

Offтопик:

Offтопик:
Почти ответил, но вырубили электричество, второй раз писать влом, поэтому вкратце.

korolkov24, большое спасибо за то, что уделили столько времени.

ОБР полевого транзистора, в отличии от биполярного, представляет из себя допустимую мощность на кристалле.

Это не так. ОБР полевого транзистора ещё может иметь участок максимально допустимого ток стока I_Dmax (не всегда кристаллы транзисторов настолько плохи, что ОБР характеризуется только R_DSon, P_Dmax и V_DSmax). Это тоже надо учитывать. Так же не следует забывать про импульсные ОБР.

Для простоты возьмём схему где на транзисторе рассеивается 200Вт мгновенной мощности. На входе 20Гц.

Ваша схема защиты имеет линейную границу порога срабатывания на плоскости UI, у реального транзистора - участок ограничения по мощности на ОБР описывается гиперболой. Поэтому и никакой речи не может идти о том, что как вы утверждаете в вашей схеме

Обычная, классическая схема контроля ОБР довольно точна, позволяет скользить по границе ОБР, так что транзисторы для запаса не нужны.

Об этом рекомендую почитать в русском издании Селфа. Ваши исследования порога защиты для двух значений активных нагрузок в режиме анализа переходных процессов не позволяют сделать вывод, что защита скользит по границе ОБР, т.к. слишком мало точек снято. Надо схемы защиты исследовать в DC анализе. Тогда о чём-то можно будет говорить.
С уважением Павел.

[SAPR]

Mepavel, очень много говорят и пишут о неадекватности моделей в симуляторах. А графики даташитов адекватны применяемым транзисторам (в зависимости от изготовителя, партии и т.д.)? Иначе вся красота теряет смысл.