MOSTER FET - Dual 500Amp 40 Volt MOSFET 3d Printer Qızdırılan Yataq Sürücüləri: 7 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Yəqin ki, bu düşünən müqəddəs inəyi, 500 AMPS tıkladınız !!!!!. Düzünü desəm, hazırladığım MOSFET lövhəsi 500Amps -i etibarlı şəkildə edə bilməyəcək. Bir azdan, həyəcanla alovlanmadan bir az əvvəl ola bilər.

Bu ağıllı bir hiylə üçün nəzərdə tutulmamışdır. Sizi təlimatlandırmaq üçün aldatmaq mənim pis planım deyildi (dəli alimin gülüşünü bura daxil edin). Mən bir fikir söyləmək istədim. 3D printerlərin və onların komponentlərinin reklamı çox yanlış ola bilər. Xüsusilə aşağı qiymətli DIY bazarında.

Bunun yalnız bir halını araşdıracağam. 3d printerin əsas lövhəsini zədələnmədən qorumaq üçün istifadə olunan ümumi bir MOSFET lövhəsi. Bir pinteri daha güclü başlı bir yatağa yüksəltmək üçün də istifadə olunur. Ümumiyyətlə daha çox çap sahəsi ilə.

Bazarda yarım fərqli dizayn var. Əksəriyyətində bu nəhəng soyuducu var və çox təsir edici görünür. Ancaq bunların çoxu bir hiylədir.

Bu lövhələrdən birini təhlil edərkən; Öz dizaynımı hazırlayacağam. Bazarda olanlara baxdıqdan sonra daha yaxşı edə biləcəyimə qərar verdim. Beləliklə, bu işi çox yaxşı yerinə yetirən Açıq Mənbə, Açıq Qabiliyyətlər lövhəsi hazırlayacağam.

Hədəf etdiyim dizayn 40v 60Amp cüt MOSFET lövhəsidir. 1 kanal deyil, 2. Biri qızdırılan yataq üçün, digəri isə qaynaq üçün. Dizaynın arxasında bir hekayə var. Lövhənin arxasındakı hekayəyə əhəmiyyət verməyənlər üçün birbaşa lövhənin mənbə sənədlərinə keçə bilərsiniz.

Ki-Cad Mənbə Faylları

Təchizat

Bu lövhə dizaynının bütün ayaq izləri əllə lehimlənir.

Alətlər:

• Cımbız
• Lehimleme dəmir
• Lehim
• Elektronika üçün qələmlər

BOM:

İstinadlar	Təchizatçı Parça No.	Təchizatçı	Dəyər	Kəmiyyət
C11, C21	CL21B103KBANNND-ND	Digi-Key	10000 pF	2
R11, R21	311-1.00KFRCT-ND	Digi-Key	1.0K	2
R15, R25	311-3.60KFRCT-ND	Digi-Key	3.6K	2
R13, R23	RMCF1210JT2K00TR-ND	Digi-Key	1.99K	2
D11, D21	BZX84C15LT3GOSTR-ND	Digi-Key	15V	2
U11, U21	TLP182 (BL-TPLECT-ND	Digi-Key	TLP182	2
CN11, CN21	277-1667-ND	Digi-Key		2
Q11, Q21	AUIRFSA8409-7P-ND	Digi-Key	AUIRFSA8409-7P	2
J11, J21	PRT-10474	Əyləncəli Qığılcım	XT-60-M	2
J12, J22	PRT-10474	Əyləncəli Qığılcım	XT-60-F	2
JUMPERS	10 AWG bərk nüvəli tel

Addım 1: Faktlar sizə necə verilir, amma satın aldığınız şeyi əks etdirmir

O şəkildəki MOSFET lövhəsi çox yayılmışdır. Bunu eBay, Ali Express, Amazon və digər yerlərdə tapa bilərsiniz. Həm də çox ucuzdur. 2 nəfər üçün 5,00 dollar qədər ödəyə bilərsiniz.

Başlıq ümumiyyətlə "210 Amp MOSFET" dir. Düzdür, MOSFET 210 amperlik MOSFET -dir. Bununla birlikdə, bütün məhsul yalnız 25 Amper edə bilər. Məhdudlaşdırıcı amil PCB və bağlayıcıdır.

Daha sonra görəcəyimiz kimi, PCB, ehtimal ki, dizaynı daha da məhdudlaşdırır. Mis izləri çox qalın görünmür.

Beləliklə, sizə MOSFET haqqında həqiqəti söylədilər, amma bütün məhsul haqqında deyil.

Burada da çoxlu marketinq işləri gedir. O nəhəng soyuducuya baxın. Çoxları düşünür ki, vay bunun olduqca güclü bir hissəsi olmalıdır. Həqiqət budur ki, MOSFET -in soyuducusuna ehtiyacı varsa, çox enerji itirir. Bu enerji çap yatağının istiləşməsinə gedə bilərdi. Böyük bir soyuducu yaxşı bir işarə deyil. Ancaq yüksək güclü cihazlarda görməyi gözlədiyimiz budur. Bu hissəni deyə biləcəyim ən yaxşısı yalnız marketinq üçündür, ən azı 25 Amper.

İşini yaxşı yerinə yetirən, keyfiyyətli, aşağı qiymətli və qabiliyyətləri haqqında çox açıq bir məhsul dizayn etmək istəyirəm.

Addım 2: Dövrün Nüvəsi: MOSFET

Dizaynın çox səmərəli olmasını istəyirəm. Bu, cihazda aşağı enerji itkisi deməkdir. Deməli müqavimət mənim düşmənimdir. MOSFET -lər gərginliyə nəzarət edən bir rezistor kimi hərəkət edir. Bu səbəbdən ayrıldıqda müqavimətləri çox böyükdür. İşlədikdə müqavimətləri çox aşağı olur. Əslində bundan daha çox şey var. Ancaq müzakirələrimiz üçün kifayət qədər yaxşı olacaq.

MOSFET məlumat vərəqində diqqət etməli olduğumuz parametr "RDS aktivdir" dir.

Seçdiyim MOSFET, Infineon Technologies tərəfindən hazırlanan AUIRFSA8409-7P idi. Ən pis halda RDSon 690u Ohm -dir. Bəli, düzgün mikro ohm idi. Amma hissə bahadır. Təxminən 6.00 dollar. biri üçün. Dizaynın qalan hissəsi çox ucuz komponentlər olacaq. Yaxşı bir dizayna sahib olmaq yaxşı bir MOSFET seçmək deməkdir. Beləliklə, əgər biz savurmaq niyyətindəyiksə, bura tökülən ərazidir.

Məlumat Vərəqinə bir keçid burada

Bu hissənin 523Amp MOSFET olduğunu unutmayın. Bununla birlikdə, Id cərəyanı 360Amps ilə məhdudlaşır. Səbəb iki qatdır.

1. Parça paketi 523 amper saxlamaq üçün kifayət qədər istiliyi dağıda bilməz.
2. Kalıp üzərində 625Amps üçün kifayət qədər bağlama telləri yoxdur. Beləliklə "Bağlama məhduddur"

Dizaynı 60Amps ilə məhdudlaşdıracağam. Müqavimət aşağıdır, buna görə kiçik bir ərazidə həqiqətən böyük bir səmərəliliyə sahib olacağam.

Bu hissə, çəkilən maksimum cərəyanda təxminən 1,8 Vt gücündə olacaq. (R x I^2) Bu hissənin istilik müqaviməti 40 dərəcə C/Vatt -dır. (hansı hesablamaların aparıldığını anlamaq üçün bura vurun). Beləliklə, maksimum cərəyanda ətraf mühitdən 72 dərəcə yuxarıda olacağıq. Məlumat vərəqində cihaz üçün maksimum temperatur 175 dərəcə C göstərilir. Bu siyahının altındayıq. Lakin, ətraf mühitin temperaturu 25 dərəcə C -yə bərabərdirsə, onda 100 dərəcənin altındayıq. Kiçik bir soyuducu və tam yüklənmiş bir fana ehtiyacımız olacaq.

Bütün bunlar qapıda 15v olduğumuzu güman edir. 10v -dan aşağı düşdükdə, həqiqətən də istilik problemi yaşamağa başlayırıq.

Məhsuldarlıq (40v olduğu təqdirdə) 2400 vat təslim ediləcək, 1.8Watt boşa çıxacaq. Təxminən 99.92%.

Enerji təchizatı	Çatdırılmış	İtdi	Səmərəlilik
40	2400	1.8	99.92%
24	1440	1.8	99.87%
12	720	1.8	99.75%
10	600	1.8	99.40%

Beləliklə, nümunə məhsulumuzda 220Amp MOSFET vardı. 523Amp MOSFET -ə sahibəm və axmaq şey hələ də qızışır. Buradakı fikrim, göstərilən cərəyanın performansın böyük bir göstəricisi olmamasıdır. Daha yaxşı bir xüsusiyyət, lövhə və MOSFET -in müqavimətinin cəmi olacaqdır. Bu bir xüsusiyyət sizə bilməli olduğunuz demək olar ki, hər şeyi verir.

Addım 3: Digər əsas komponentlər

Tipik olaraq, MOSFET lövhəsi yazıcının qızdırılan yataq çıxışını nəzarət siqnalı kimi istifadə edir. U11, ikitərəfli optokuplordur. Bu hissənin bir neçə məqsədi var.

1) Girişləri səhv bağlaya bilməzsiniz. Bu bir az saxta yoxlama. Ana lövhə ya cərəyanı batıracaq, ya da batmayacaq. Beləliklə, giriş tetikleyicisi, idarəetmə lövhəsinin qızdırılan yataq pinləri arasında cərəyan olub -olmamasına əsaslanır.

2) Yüksək güc tərəfini aşağı güc idarəetmə lövhəsindən ayırın. Bu, qızdırılan yataqda daha yüksək bir gərginlik istifadə etməyə imkan verəcəkdir. Məsələn, 12 volt idarəetmə lövhəsi və 24 volt qızdırılan bir yataq ola bilər. Zəminin bağlanmasına ehtiyac yoxdur (tamamilə təcrid olunmuş). Böyük bir 3750 Vrms izolyasiyanız var.

3) Qızdırılan yatağı uzaqdan idarə edin. Enerji təchizatı, qızdırılan yataq və MOSFET lövhəsi yazıcının idarəetmə lövhəsindən tamamilə fərqli bir hissəsində ola bilər. Nəzarət xətləri cari axına əsaslanır, buna görə səs -küy problem deyil. Lövhə idarəetmə lövhəsindən xeyli uzaqda ola bilər. Ağır elektrik naqilləri bahadır. Bütün yüksək enerjili əşyaların bir yerdə olması çox məntiqlidir.

4) MOSFET qapısını idarə edə bilərəm və RDSon müqavimətini daha da azalda bilərəm. Ancaq 20 voltdan çox keçə bilmirəm və ya MOSFET ölür. Ziner (D11) bunun üçündür; qapını 15v -ə bağlayın.

Son bir vacib komponent R12 -dir. Bu qanaxma rezistorudur. FET qapısının üzərində bir kondansatör var. Bütün MOSFETS edir. MOSFET nə qədər güclüdürsə, tutumu da o qədər böyükdür. Bir qayda olaraq. Beləliklə, U11 söndürüldükdə qapı kapisistorunu boşaltmalıyıq. Əks təqdirdə çox yavaş bir sönmə vaxtı alacağıq. Bütün bunlara əlavə olaraq, U11 -də bir az sızma var. R12 yox olsaydı, qapının qapağı doldurulacaqdı və qapı Vgsth -i keçəcək və MOSFET açılacaqdı. Bu, qapının aşağı çəkilməsini təmin edir.

Addım 4: Lövhə Dizaynı - Ən əhəmiyyətli Dizayn Nöqtələrindən biridir

Yaxşı, indi PCB dizaynına keçək.

Sadə qərarlarla başlayaq. Buna nə ad vermək lazımdır və hansı rəngdə olmalıdır. Bəli, marketinq. İnsanlar gözəl görünən şeyləri sevirlər. Texniki əşyaların təmiz xətləri olmalı və texniki cəhətdən yaxşı olmalıdır. Başqa bir şey, rəngin vacib olmasıdır. İnsanlar güclü təhlükəli şeyləri qara rənglə əlaqələndirirlər. Yerli polis qrupunun ayələrini düşünün. Hər ikisinin səlahiyyətləri var. Ancaq açığını deyim ki, bir komandadan daha çox yerli polis tərəfindən çəkilməyi üstün tuturam. Beləliklə, rəng qara olur.

İndi buna nə ad verək. 60 Amper dəhşətli dərəcədə böyük bir MOSFET olduğuna görə, mən onu daha çox FET adlandıracağımı düşündüm. Tamam bilirəm ki, çirklidir. Amma, lənət Jim, mən mühəndisəm, marketinq mütəxəssisi deyiləm. Hətta sərin bir logo da hazırladım. Yenə də marketinq mütəxəssisi deyiləm.

Növbəti devre kartı üçün ən vacib qərar mis qalınlığıdır. Devre kartı izləri 60 Amperlik tam yükü daşımalıdır. Buna görə də bunu həyata keçirmək üçün edə biləcəyimiz bir neçə şey var. Qısa iz uzunluqları, geniş enlər və qalın mis. Bütün bunlar iz müqavimətini azaldır.

Çap edilmiş elektron lövhənin mis qalınlığı ons olaraq təyin olunur. Beləliklə, 1 unsiya mis 1 kvadrat metrə 1 unsiya ağırlığında. Beləliklə, 4 unsiya mis 4 qat daha qalın olardı. Həm də cərəyanın 4 qatını daşıyacaqdı. Bir az analiz etdikdən sonra, misin qalınlığı ilə xərcin xətti olaraq artmadığını kəşf etdim. Kart qiymətini təyin etmək üçün PCBWAY -in (burada) sürətli təklifini istifadə edirəm. (bu geri vurma bağlantılarından biridir, lövhələr düzəltməyə kömək edir) Minlərlə lövhə tiksəydim, xərc əyrisi düzələcəkdi. Amma deyiləm.

Mis qalınlığı	10 üçün qiymət	PCB Ölçüsü
1 oz	$23.00	50 mm x 60 mm
2oz	$50.00
3oz	$205.00
4oz	$207.00
5oz	$208.00
6oz	$306.00
7oz	$347.00
8oz	$422.00

Düşünən mis lövhələrlə də bir problem var. Mis nə qədər qalındırsa, o qədər uzun müddət aşındırılır və bir o qədər detalları itirirsiniz. Əsasən bu, iz aralığının həqiqətən geniş olması deməkdir. Minium iz genişliyinin kifayət qədər böyük olması deməkdir. Bu dizaynda bunu ödəyə bilərəm. Əvvəllər bir kanalın yerləşdiyi məkana iki kanalı yerləşdirmək istəyirəm. Yəni 1oz misdir.

Ancaq bu başqa bir problemə səbəb olacaq. 1 unsiya mis yükü daşımayacaq. Lövhəm möhtəşəm bahalı bir qoruyucu olacaq.

Ağır bir cərəyan yükünə ehtiyacı olan hər kanalda yalnız üç iz var. Şəkildə gördüyünüz kimi, lehim maskasını altı izdən silmişəm. Mənim planım o izlər üzərində çox lehimli 12AWG möhkəm nüvəli teldir. Normalda bu böyük bir plan olmazdı. Bununla birlikdə, lövhə dəyəri əlavə komponentlərin dəyərini ölçməkdədir. Mis telin xüsusi olaraq kəsilməsi və formalaşdırılması lazım olacağından bəhs etmirik; kütləvi istehsalını çətinləşdirir. Bir sözlə, nə məşhur olacağam, nə də zəngin olacağam.

Nümunə lövhəmizdə başqa bir problem ola bilər. Bu lövhədə mis qalınlığı çox incədir. İzlər genişdir. Ancaq bir nöqtədə artıq kömək etməyəcək. Bütün cərəyan tək pindən tək pinə gəlir. Daha geniş izlər daha yaxşı soyumağa imkan verir, amma hələ də bəzi isti nöqtələriniz olacaq.

Planım, bağlayıcılar istisna olmaqla, bütün səth montaj hissələrini istifadə etməkdir. Səth montaj bağlayıcıları lövhədən çox asanlıqla qoparılır. Güc və qızdırılan yataq üçün TX60 bağlayıcılarından da istifadə edəcəm. RC dünyasında istifadə olunur. Ucuzdur və yükü daşıyırlar. Lakin, onlar lehim kubok bağlayıcılarıdır. Xüsusi tələblərə cavab vermək üçün fincanlar lehimlə doldurulmalıdır. Ender seriyalı printerlər bu bağlayıcıları qızdırılmış yataqları üçün istifadə edirlər. Beləliklə, bu həqiqətən yaxşı bir seçimdir.

İstifadə edəcəyim digər bağlayıcılar 5 mm vintli terminallardır. Ucuzdurlar və bu cür tətbiqlərdə yaxşı işləyirlər.

MOSFET üçün lazım olan kiçik soyuducu elektron lövhəyə birləşdirilmişdir. Bu həm yaxşı fikirdir, həm də pis fikirdir. Qiymət baxımından yaxşıdır; Lakin, hissə çox qızarsa, lövhə ləkələnəcək. Bunun baş verməsi üçün həqiqətən uzun müddət çox isti olmalısınız. Həddindən artıq temperaturda alüminium bir soyuducu daha yaxşı olardı. Çox güman ki, lövhədə 60 Amper işləyirsə, bir fan istifadə etmək lazımdır. Buna görə soyuducu deşiklər bir qədər böyükdür. Havanın lövhədən keçməsinə icazə verin. Bunu əvvəllər də etmişəm və inanılmaz dərəcədə yaxşı işləyir. Ancaq idarə heyəti xərclərini bir qədər artırır. Ancaq alüminiumdan daha ucuzdur.

Nəhayət, hər bir kanal müstəqildir. Şematik olaraq eyni şəbəkə adına sahib olsalar da, torpaq və elektrik xətləri bir -birinə bağlı deyildir. Bu şəkildə idarəetmə lövhəniz 12v -də, qızdırılan yataq 24v -də və 12v -də işləyə bilər. Seçimlər verir.

Addım 5: İdarə Heyətinin qurulması

KiCad istifadə edirəm. Bunun üçün interaktiv BOM yaratan bir plagin var. Yalnız BOM -da xətti vurgulayın və getdiyi yerləri salamlayır. KiCad üçün ən çox sevdiyim plagin Plugin özünə aid bir HTML faylı yaradır. (BURADA). Beləliklə, fayl portativdir. Lövhələr qurarkən tablet cihazımda (və ya telefonumda) istifadə edirəm.

Lövhələri qısa müddət əvvəl aldım. Gördüyünüz kimi bu versiya digər bölmələrdən bir az fərqli görünür. Prototiplərin olduğu yerdə qurduğum lövhələr (aşağıda şəkil). Test zamanı aldığım bütün dizayn rəyləri yenidən dizayna daxil oldu. R12 və R22 -nin də olmadığını görürsünüzsə. Boşaltma rezistoru əlavə etməyi unutmuşam. Böyük səhv. Nə itdiyini görənə qədər bir az qəribə əməliyyat keçirdim. Sonra onları "ölü böcək" etmək məcburiyyətində qaldım.

Git anbarındakı lövhə dizayn faylı ən son versiyadır və bütün hata düzeltmelerine malikdir.

Ancaq burada; hər şeydə şöhrətdir. (səs effektini oxuyan mələklər daxil edin)

Addım 6: Əməliyyatda - Pudingin sübutu Yeməkdədir

Lövhələri sınamağa başladım. İlk diqqətimi çəkən şey LED -in günəş kimi parlamasıdır. Bəli, LED -in o qədər də parlaq olmasına ehtiyac yoxdur. Ancaq yazıcınızın içərisində olduqda mənə təşəkkür edəcəksiniz. Əlbəttə ki, Anet A8 -ə sahib deyilsinizsə. Əgər belədirsə, mənim kimi günəş gözlüyü alın.

Yəqin ki, yalnız R15 və R25 -i dəyişə bilərdim. Ancaq geniş təchizat (10v-40v) gərginliyi məni tərəddüd edir.

29V 25Amp Təchizatım var. 24v Meanwell enerji təchizatımı 29v -a düzəltdim. Həm də 24v -də 400Watt olan 400mm yuvarlaq qızdırılan yatağım var. 29 Voltda tam olaraq 20 AMPS çəkəcəyik. Beləliklə, 20 Amper əldə edəcəyim ən yaxşısıdır.

Ölçmə J11 və J12 mənfi tərəfdən götürülmüşdür. Əsasən MOSFET -də. Ancaq bu bağlayıcılarda edildi. Tellərin bağlandığı yer. Lövhə 20Amps -də 23mVolt düşdü. Bu, cihazın ümumi müqavimətini 1.15mOhms səviyyəsinə qoyacaq. Bu, MOSFET, Board və Bağlayıcılardır. Özüm də bunu söyləsəm, bu həqiqətən yaxşıdır. (və çox sevinc var idi)

Addım 7: Yan -yana

Tamam, sonda İdarə Heyətimin qalib gəldiyini söyləmək istərdim. İstəyə biləcəyiniz hər şey var. Budur müqayisə. Ancaq bu adamı qurmaq üçün xərclər çox yüksəkdir.

Xüsusi	Ümumi MOSFET	ƏN YAXŞI FET
Maksimum Gərginlik	Naməlum	40V
Max Curent	25 Amper	60 Amper
Geri dönən tətik	Bəli	Bəli
Opto təcrid olunmuşdur	Ola bilər	Bəli
Qiymət (2 Kanal)	$12.99	$14.99
Kanallar	1	2

Özümü minlərlə tikə biləcəyimi iddia edəcəyəm.

3d printer hissələri satmaq üçün bir iş quracaqsınızsa, 40% və ya daha çox mənfəət əldə etməlisiniz. Daha yüksək olsaydı daha yaxşı olardı, ancaq ayaqda qalmaq üçün minimum lazımdır. 3.50 dollarlıq BOM dəyəri və 3.76 dollarlıq istehsal xərcləri götürdüm. Bir neçə yerli yerdə lövhədən sitat gətirdim. Amazon və ya E-bayda satarsanız, 30% kredit kartı haqqı, PayPal haqqı və Satış haqqından məhrum olurlar. İnanın, 30%-ə qədər işləyir. Sənə fərqli deyəcəklər, amma hamısı dediklərini və etdiklərini satdıqlarının 70% -ni alıram.

Bu lövhənin həqiqətən canlı olması üçün 15.99 dollar olması lazımdır. Ancaq DIY bazarı qiymətə çox həssasdır. Beləliklə, $ 14.99 olaraq təyin edin. Həmişə montaj mötərizələrini və ya tel dəstlərini sata bilərsiniz.

Burada gördüyünüz başqa bir şey, ümumi lövhənin çox satıldığıdır. Hər yerdə tapa biləcəyiniz çoxlu DIY videoları. DIY bazarı bunun necə işlədiyini və necə istifadə ediləcəyini bilmək istəyir. Bu bazarın yalnız təxminən 10% -i yeni bir şey sınayır və ya ilk tətbiq edənlərdir. Təxminən 3% -i hər hansı bir məlumat dərc edir və ya "NASIL" videosunu çəkir. Bir sözlə, ildə 10 min ədəd satış ehtimalı çox azdır.

Ən çox satacağınız məhsul, ildə 100 -ə yaxındır. Bu səviyyədə qiymət nöqtəsi 24.99 -dur. Təkcə BOM 13,00 dollardır.

Bir sözlə, uyğun bir məhsul deyil. MOSFET -i 0,75 - 1,00 dollar qiymət aralığına endirə bilsəm, işləyə bilər.

Ancaq hazırlamaq əyləncəli idi. Daha yaxşı bir dizayn olduğunu düşünürəm, amma sonra yenidən etdim.

Lövhədən zövq alın !!! (BURADA)

Yeniləyin:

1.00 dollardan aşağı qiymətə malik bir MOSFET tapdım. Tam qurulmuş bir lövhə istəyirsinizsə, onları e-bayda saxlayıram. (BURADA) və ya Sigle kanal versiyası (BURADA)