Какие основные характеристики имеет силовой МОП-транзистор K3918 компании Renesas Electronics. Для каких применений он предназначен. Как работает и какими преимуществами обладает по сравнению с аналогами.

Основные характеристики транзистора K3918

K3918 — это мощный N-канальный МОП-транзистор (MOSFET) производства компании Renesas Electronics, предназначенный для применения в промышленной электронике. Рассмотрим его ключевые параметры:

• Структура: вертикальная DMOS
• Максимальное напряжение сток-исток: 800 В
• Максимальный постоянный ток стока: 3 А
• Сопротивление открытого канала: 3,8 Ом
• Входная емкость: 1000 пФ
• Время включения: 50 нс
• Время выключения: 200 нс
• Корпус: TO-220

Как видно из характеристик, K3918 относится к высоковольтным силовым транзисторам с быстрым переключением, что делает его подходящим для работы в импульсных источниках питания и преобразователях.

Области применения K3918

Транзистор K3918 предназначен для использования в следующих типах устройств:

• Импульсные источники питания
• DC-DC преобразователи
• Инверторы
• Драйверы электродвигателей
• Системы индукционного нагрева
• Сварочные аппараты
• Лазерные источники питания

Высокое рабочее напряжение и быстрое переключение позволяют применять K3918 в мощной промышленной электронике, где требуется эффективное управление большими токами.

Принцип работы МОП-транзистора K3918

K3918 представляет собой полевой транзистор с изолированным затвором (MOSFET). Его работа основана на следующих принципах:

1. При подаче положительного напряжения на затвор формируется проводящий канал между истоком и стоком
2. Чем выше напряжение затвор-исток, тем ниже сопротивление канала
3. Ток стока управляется напряжением на затворе
4. В закрытом состоянии ток через транзистор практически не протекает

Благодаря изолированному затвору управление K3918 требует минимального тока, что обеспечивает высокий КПД устройств на его основе.

Преимущества K3918 перед биполярными транзисторами

По сравнению с биполярными транзисторами, K3918 обладает рядом важных преимуществ:

• Управление напряжением, а не током
• Высокое входное сопротивление
• Малая мощность управления
• Высокое быстродействие
• Положительный температурный коэффициент
• Устойчивость к пробою при высоких напряжениях

Эти особенности делают K3918 оптимальным выбором для построения эффективных ключевых каскадов в силовой электронике.

Особенности применения K3918 в импульсных источниках питания

В импульсных блоках питания транзистор K3918 обычно используется в качестве силового ключа. Какие преимущества это дает?

• Высокая частота переключения (до сотен кГц) позволяет уменьшить габариты трансформатора
• Малые потери на переключение обеспечивают высокий КПД
• Встроенный защитный диод упрощает схемотехнику
• Возможность работы в режиме жесткого переключения
• Устойчивость к перегрузкам благодаря положительному ТКС

Все это делает K3918 отличным выбором для построения компактных и эффективных импульсных источников питания.

Рекомендации по монтажу и охлаждению K3918

При использовании K3918 в силовых устройствах необходимо обеспечить правильный монтаж и теплоотвод:

1. Использовать качественную теплопроводящую пасту между корпусом и радиатором
2. Площадь радиатора должна быть не менее 50 см2 на 1 Вт рассеиваемой мощности
3. Обеспечить надежный электрический контакт выводов с печатной платой
4. Минимизировать длину проводников в силовых цепях
5. Использовать снабберные цепи для защиты от перенапряжений

Правильное охлаждение позволит реализовать все преимущества K3918 и обеспечить его надежную работу в течение длительного срока.

Сравнение K3918 с аналогами других производителей

Как K3918 соотносится с похожими транзисторами других компаний? Рассмотрим его характеристики в сравнении с аналогами:

Параметр	K3918 (Renesas)	STW9NK90Z (ST)	IPW60R041C6 (Infineon)
Макс. напряжение	800 В	900 В	600 В
Макс. ток	3 А	5.4 А	34 А
Сопротивление канала	3.8 Ом	1.8 Ом	0.041 Ом

Как видно, K3918 занимает промежуточное положение по характеристикам, что делает его универсальным выбором для различных применений.

Перспективы развития технологии мощных МОП-транзисторов

Технология полевых транзисторов продолжает активно развиваться. Какие тенденции наблюдаются в этой области?

• Снижение сопротивления открытого канала
• Увеличение плотности тока
• Повышение рабочих частот
• Применение новых материалов (SiC, GaN)
• Интеграция защитных и управляющих цепей
• Оптимизация корпусов для лучшего теплоотвода

Эти направления позволят создавать еще более эффективные и компактные силовые устройства на основе МОП-транзисторов в будущем.

Renesas Electronics K3918 Даташит, K3918 PDF, даташитов

Номер в каталоге	Описание (Функция)	PDF	производитель
2SK3306	MOS FIELD EFFECT TRANSISTOR / SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET INDUSTRIAL USE		NEC => Renesas Technology
2SK812	MOS FIELD EFFECT TRANSISTOR(FAST SWITCHING N-CHANNEL SILICON POWER MOS FET)		NEC => Renesas Technology
UPA2790GR	SWITCHING N-CHANNEL AND P-CHANNEL POWER MOS FET		NEC => Renesas Technology
UPA1706TP	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET		NEC => Renesas Technology
2SK3305	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET INDUSTRIAL USE		TY Semiconductor
2SK3109	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET		TY Semiconductor
2SK3479	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET		TY Semiconductor
2SK3404	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET INDUSTRIAL USE		TY Semiconductor
2SK3113	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET INDUSTRIAL USE		TY Semiconductor
HAT1043	Silicon P Channel Power MOS FET Power Switching		Hitachi -> Renesas Electronics

ru.datasheetbank.com

NEC => Renesas Technology K3918 Даташит, K3918 PDF, даташитов

Номер в каталоге	Описание (Функция)	PDF	производитель
2SK1492	MOS FIELD EFFECT TRANSISTOR / SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET		Renesas Electronics
2SJ440	P CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH CURRENT SWITCHING/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SJ304	P CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH CURRENT SWITCHING/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SJ312	P CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH CURRENT SWITCHING/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SK2604	N CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH VOLTAGE SWITCHING/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SJ305	P CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH CURRENT SWITCHING/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SJ334	P CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH CURRENT SWITCHING/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SK2985	N CHANNEL MOS TYPE (HIGH SPEED/ HIGH VOLTAGE SWITCHING/ CHOPPER REGULATOR/ DC-DC CONVERTER/ RELAY DRIVE AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS)		Toshiba
2SK3305	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET INDUSTRIAL USE		TY Semiconductor
2SK3109	SWITCHING N-CHANNEL POWER MOS FET		TY Semiconductor

ru.datasheetbank.com

принцип работы, характеристики, назначение. Как работает варистор?

Варистором называются полупроводниковые приборы, сопротивление которых резко уменьшается (на несколько порядков) при превышении приложенного к ним напряжения некоторого порогового значения. Данная особенность этих приборов обуславливает их применение в системах защиты электрических цепей от перенапряжения (путём подключения варистора параллельно защищаемой цепи). Вольтамперная характеристика варисторов симметрична, поэтому они ограничивают напряжение независимо от его полярности, в том числе могут работать в цепях переменного напряжения.

Как правило, они бывают металлооксидные или оксидноцинковые. Если посмотреть на вольт-амперные характеристики варистора, то можно отметить, что он имеет нелинейную симметричную форму, то есть может работать не только на постоянном, но и переменном напряжении. Такой элемент присоединяется параллельно нагрузке. Как работает варистор?

При повышении напряжения в сети ток проходит не через оборудование, а именно через варистор. Такое приспособление способно распределять энергию в виде тепла. Его главные особенности — это многократное использование и быстрое время восстановления, то есть его сопротивление имеет первоначальный показатель при снятии напряжения.

Какой имеет варистор принцип работы? Деталь ничем не отличается от обычного резистора, то есть при нормальном функционировании электроники он имеет омическое сопротивление. Итак, рассмотрим, какой имеет варистор принцип работы.

Показатель такого сопротивления довольно высок, и может составить 100000 Ом. При включении напряжения оно может уменьшиться, как только возникнет необходимость в защите уровня. Сопротивление падает от 100000 Ом до 100. Если значение упадет до низкого предела или будет равно нулю, то может возникнуть короткое замыкание. При этом предохранитель, который находится в электрической цепи перед варистором, выходит из строя. После этого электрическая цепь замыкается, и напряжение полностью отключается.

Как говорилось ранее, при отсутствии напряжения варистор может полностью восстановиться и работать в прежнем режиме. Для его функционирования требуется заменить перегоревший предохранитель. Далее электронное устройство будет правильно функционировать. Варистор присоединяется параллельно источнику питания. Рассмотрим, какой имеет варистор принцип работы, на примере обычного персонального компьютера. Так как он имеет два вывода, то присоединение осуществляется параллельно фазы и нуля.

Как выглядит элемент?

Такое приспособление, как варистор, фото которого есть в нашей статье, напоминает обычный резистор, то есть имеет форму прямоугольника. Но все же имеет небольшое отличие.

Посреди него проходит диагональ, конец которой изогнут.

Как маркируется варистор?

На сегодняшний день можно встретить разные обозначения этих приборов. Каждый производитель вправе устанавливать ее самостоятельно. Маркировки различаются, потому что технические характеристики варисторов отличаются друг от друга. Примерами могут служить такие показатели, как допустимое напряжение или необходимый уровень тока.

В настоящее время каждый производитель устанавливает свою маркировку на эти типы приборов. Это объясняется тем, что производимые приборы имеют разные технические характеристики. Например, предельно допустимое напряжение или необходимый для функционирования уровень тока. Наиболее популярная маркировка – CNR, к которой прикрепляется такое обозначение, как 07D390K. Что же это значит? Итак, само обозначение CNR указывает на вид прибора. В этом случае варистор является металлооксидным.

Далее, 07 – это размер устройства в диаметре, то есть равный 7 мм. D – дисковое устройство, и 390 – максимально допустимый показатель напряжения.

Основные параметры варисторов

К таким параметрам относят:

• норма напряжения;
• максимально допустимый показатель переменного и постоянного тока;
• пиковое поглощение энергии;
• возможные погрешности;
• время работы элемента.

Диагностика

Чтобы проверить данное электронное устройство, используют специальное оборудование, которое называется тестером. Итак, для проведения испытания понадобится варистор, принцип работы которого заключается в изменении параметров сопротивления, и тестирующее устройство. Перед его началом необходимо включить устройство и переключить в режим сопротивления. Только тогда аппарат будет отвечать всем необходимым техническим требованиям, и величина сопротивления будет огромной.

Перед началом проведения испытаний необходимо проверить техническое состояние прибора. В первую очередь следует посмотреть на его внешний вид. На приборе не должно быть трещин, а также признаков того, что он сгорел. Не стоит относиться к осмотру аппарата халатно, так как любая небольшая поломка может привести к возникновению неприятных обстоятельств.

Варисторы: применение

Такие приборы играют важную роль в жизни человека.

Из всего вышеперечисленного можно сказать, что варистор, принцип работы которого заключается в защите электроники от высокого напряжения в сети, помогает предотвратить поломку многих электрических приборов и сохранить проводку в целостности. Основным местом являются электрические цепи в различном оборудовании. Например, они встречаются в пусковых элементах освещения, которые еще называются балластами. Также устанавливаются в электрических схемах специальные варисторы, применение которых необходимо для стабилизации напряжения и тока.

Такие устройства используются еще в линиях электропередач. Но там они называются разрядниками, рабочее напряжение которых составляет более двадцати тысяч вольт.

Варисторы могут работать в большом диапазоне напряжения, который начинается с совсем маленького значения в 3 В, и заканчивается 200 В. Что касается силы тока элемента, то здесь диапазон составляет от 0,1 до 1 А. Такие показатели тока действительны только для низковольтного технического оборудования.

Положительные стороны варисторов

Данный вид аппаратов имеет множество положительных качеств, если сравнивать его с другими приборами, например, с разрядником. К таким важным преимуществам можно отнести:

• высокая скорость работы элемента;
• возможность отслеживания перепадов тока безинерционным методом;
• возможность использования на уровне напряжения в пределах от 12 до 1800 В;
• длительный срок эксплуатации;
• относительно малая стоимость за счет простоты конструкции.

Отрицательные стороны

Вместе с таким большим количеством преимуществ перед другими приборами, есть также и существенные недостатки, среди которых можно выделить такие.

1. Варисторы имеют огромной размер собственной емкости, что сказывается на работе электрической сети. Такой показатель может находиться в пределах от 80 до 3000 пФ. Он зависит от многих моментов: конструкция и вид варистора, а также максимальное значение уровня напряжения. Стоит отметить, что в некоторых случаях такой существенный недостаток может превратиться в главное достоинство. Но такое возможно довольно редко, например, если использовать варистор в фильтрах. В такой ситуации большая емкость будет служить в качестве ограничителя напряжения в сети.
2. По сравнению с разрядниками, варисторы не способны рассеивать мощность при максимальных показателях напряжения.

Чтобы увеличить показатель рассеянности необходимо увеличивать размер элементов, чем и занимаются многие производители.

Рекомендации к установке

Если появилась необходимость во включении варистора в электрическую сеть, необходимо помнить о таких важных моментах:

• Всегда следует иметь в виду, что данный прибор не вечен, и наступят такие условия, которые приведут к его взрыву. Чтобы этого не произошло, необходимо использовать специальные защитные экраны, в которые можно поместить весь варистор.
• Следует отметить, что кремневые технические приспособления существенно уступают по своим характеристикам оксидным аналогам. Поэтому лучше всего использовать именно этот вид варистора.

Заключение

Варистор играет важную роль в функционировании многих электрических цепей. Как говорилось ранее, такой вид полупроводниковых резисторов служит для уменьшения показателей сопротивления при увеличении напряжения или тока.

Благодаря такой возможности их устанавливают во многие электрические приборы. При скачках напряжения варистор, назначение которого направлено на изменение сопротивления, не дает ломаться приборам. Также он предотвращает перегоранию проводки. Таким образом, данные элементы обеспечивают надежную защиту при скачках электрического напряжения в сети.

fb.ru

Двигатели Хонда K-серии (K20A, K24A). Характеристики, применяемость, надежность, способность к тюнингу.

K-моторы, это самая противоречивая серия из всех. С одной стороны, они имеют просто выдающиеся характеристики и способности, с другой, — проблемы K-серии уже набили оскомину  на огромном количестве форумов и сайтов, в том числе и на нашем.

Желание написать статью про эти двигатели Хонда подтолкнуло к появлению всего этого цикла статей. Что же такого интересного и особенного в K-серии, и почему мы ее так любим, не смотря на все ее проблемы?

K20A, 220-сильный мотор, устанавливавшийся в лучшие автомобили Honda.

Тип: четырехцилиндровый, рядный,  бензиновый, поперечной установки.

Количество распределительных валов: два.

Количество клапанов: 16.

Направление вращения: по часовой стрелке.

Тип привода ГРМ: цепной.

Наличие VTEC: iVTEC.

Наличие системы отключения цилиндров для экономии топлива (VCM): нет.

Рекомендуемый тип бензина: Premium (A-95), Super (A-98)

Характеристики (используются данные самых распространенных автомобилей):

K20A — мощность  154/6500 л.с./об.мин, крутящий момент – 186/4000 Нм/об.мин. (Stream RN3)

K20A  — мощность 155/6000 л.с./об.мин, крутящий момент – 192/4500 Нм/об.мин (Accord CL7 VII поколение)

K20A — мощность 152/6000 л.с./об.мин, крутящий момент – 192/4500 Нм/об.мин (Accord CL8 4WD)

K20A — мощность 158/6500 л.с./об.мин, крутящий момент – 194/4000 Нм/об.мин (CR-V RD5)

K20A (Euro R) — мощность 220/8000 л.с./об.мин, крутящий момент – 212/6000 Нм/об.мин  (Accord CL7 VII поколение)

K20B, — мощность  156/7000 л.с./об.мин, крутящий момент – 192/4600 Нм/об.мин.

K24A — мощность 160/6000 л.с./об.мин, крутящий момент – 224/3600 Нм/об.мин (CR-V RD7)

K24A — мощность 200/6800 л.с./об.мин, крутящий момент – 237/4500 Нм/об.мин (Accord CL9)

Применяемость: Accord, CR-V, Stream, StepWGN, и другие.

Описание.

Благодаря K-серии моторов Хонды и появился этот цикл обзоров. Именно про особенности и  характеристики этих двигателей нам и хотелось рассказать в первую очередь, но потом мы решили, что это будет несправедливо по отношению к другим обладателям Хонд, и стали работать над полным обзором.

Итак, чем же так интересны K-моторы, что мы решили рассказать про них?

Во-первых, K-серия, это линейка, которая ознаменовала собой смену поколений и приоритетов компании Хонда. Судите сами, — двигатели стали вращаться по часовой стрелке, привод с ременного изменился на цепной, K-серия получила новое поколение системы VTEC (iVTEC), а также множество новых технических решений и идей.

Во-вторых, K-серия заменила собой сразу несколько моторов, которые выпускались до ее появления. Так, например, K-моторы заняли место под капотами CR-V (до этого была B-серия), Accord (F-серия), Stream (с этим автомобилем чуть проще, K-серия не заменила D-серию, но выпускалась параллельно с ней).

В третьих, K-серия очень прочно обосновалась в автомобилях Хонда. Целые 10 лет эти моторы ставились практически во все автомобили конвейера крупнее Цивика.

Скажем честно, плюсов у K-серии очень много, даже если судить по тем трем фактам, которые мы упомянули выше. Эти моторы стали не только более «экологичными», но и более экономичными, по сравнению с предыдущими сериями. Кроме этого, Хонде удалось сделать хорошо сбалансированные двигатели, которые обладали отличными показателями крутящего момента и мощности.

К плюсам K-моторов можно также отнести и «универсальность» их платформы. Взятый за основу один мотор мог быть как 150-сильным, так и 220-сильным, при этом имея огромное количество взаимозаменяемых элементов.

Honda Integra DC5 Type R, — 2 литра объема и 220 л.с. (в версии Mugen — до 260 л.с.)

Моторы серии K устанавливались на множество автомобилей, предназначение которых было разным. В одном случае мотор K20A мог быть 220-сильным, для демонстрации достижений компании (например, Accord Euro R, или Integra Type R). В другом, — скромным 150-сильным, для Stream, или CR-V, которым не надо было быть мощными, зато им требовался хороший крутящий момент. Все это могла предоставить K-серия.

С точки зрения расхода топлива, K-серия также, на момент своего появления была очень передовой. Благодаря системе iVTEC, которая могла регулировать фазы ГРМ в режиме «онлайн», автомобиль с исправным K-двигателем потреблял чуть больше, чем Civic с мотором, объемом 1,5 литра. При наборе скорости, благодаря все той же iVTEC, расход топлива поддерживался максимально корректным, и не выходил за 12-14 литров даже в условиях интенсивной езды.

В итоге, на момент выпуска, K-серия получилась очень передовой, экономичной и экологичной, и была встречена пользователями с распростертыми объятиями. А вот дальше начали появляться претензии к надежности конструкции.

Надежность конструкции.

До 2004 года проблем с моторами серии K почти не возникало, они все ближе подходили к статусу культовых и одних из лучших с точки зрения конструктивных идей. Однако позже они начались, причем с той части, к которой у моторов Хонда почти не было претензий, — с головы.

Впервые мы столкнулись с проблемой выхода из строя выпускных распредвалов на двигателях серии K в 2007 году (а на Дальнем Востоке и того раньше). Суть заключалась в следующем. В какой-то момент, по непонятным причинам выпускной распредвал K-мотора изнашивался до такого состояния, что корректное открытие выпускных клапанов становилось невозможным. В результате возникали неполадки с нормальной работой двигателя, появлялось «троение», увеличивался расход топлива, начинались прочие побочные «эффекты» от которых любой нормальный владелец автомобиля стремился избавиться. Узнав же, с чем ему предстоит столкнуться, и стоимостью запчастей (на 2008 год цена распредвала в разгар кризиса составляла около $700-800) владелец нередко предпочитал избавиться от проблемы вместе с машиной. Ситуация усугублялась тем, что замена распредвала иногда надолго не спасала. Через какое-то время, особенно если машина интенсивно эксплуатировалась, новый распредвал также выходил из строя.

Ситуация становилась печальной, ведь никто не мог дать гарантии на то, что потраченные средства оправдаются надежностью узла. В особо тяжелых случаях ситуация заканчивалась заменой самой ГБЦ, поскольку выходила из строя еще и постель распредвала.

Проанализировав проблему, изучив иностранные форумы с постами, где пользователи сталкивались с такой же ситуацией, было сделано заключение, что причина, скорее всего, лежит в плоскости системы подачи смазки в узел. Дальнейший анализ ситуации  показал верность выбранного направления. Оставалось только найти причину, в чем же особенность с подачей масла в этих моторах. Высказывалось много предположений, что ширина масляных каналов на K-серии отличается от предыдущих серий, и это влияет на качество подачи смазки к распредвалу.

Еще одна теория гласила, что хондовские распредвалы, устанавливаемые на нефорсированный K20A, были сделаны из неправильного, некачественного сплава, и попросту, являлись браком. Дескать, контроль качества поставляемых запчастей у Хонды стал совсем «не тот», и на конвейер попали бракованные запчасти.

Была и третья версия, конспирологическая. Согласно этой теории, запчасти были не бракованные, а сделанные четко по тех.заданию. И инженеры сознательно вложили низкий ресурс в деталь, чтобы машина чаще ремонтировалась.

Отчасти вторая и третья версии имели под собой определенную почву. Дело в том, что распредвалы серии K изготавливались по другой технологии, нежели в старых моторах. В частности, изменилась технология закалки металла. Распредвалы серий B-, D-, были каленые, что косвенно подтверждалось экспериментом — при падении распредвала на бетонный пол он раскалывался на несколько частей. K-распредвалы после падения оставались целыми. Тесты, разумеется, производились на деталях вышедших из строя.

 Распредвал на этом Аккорде с двигателем K20A — самый «убитый» из всех, что мы встречали.

В общем, версий было много и большинство из них выливались в достаточно стройные теории. Всю картину портило только одно обстоятельство, — на одних моторах распредвал ходил долго, и проблем не возникало, на других, напротив, распредвалы менялись с интервалом в 20 000 – 30 000 км (то есть раз в год, если машина эксплуатировалась интенсивно). Ни одна предлагаемая «легенда» не объясняла причину такого

hondavodam.ru