Jump to content

Принципы построения инверторов (преобразователей)


Recommended Posts

В 29.08.2022 в 15:09, Денис Боровиков сказал:

А что это за книга?

Семёнов Б.Ю. "Силовая электроника для любителей и профессионалов". 2001 г.

Под холодный шёпот звёзд мы сожгли диодный мост...

Link to comment
Share on other sites

  • 1 year later...

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

В 30.03.2012 в 16:36, тимвал сказал:

Схема№4 это однотактный обратноходовый преобразователь.

На всех схемах однотактных преобразователей надо было поставить точки. Указать начала обмоток.

Допускает ли однотактный обратноходовой преобразователь короткое замыкание в нагрузке? Я понимаю, что реальные схемы охвачены обратной связью. Поэтому, при перегрузке, пытаясь сохранить нужное напряжение на выходе, контроллер сделает максимальный коэффициент заполнения. И, возможно, ключ в первичной обмотке перегреется и сгорит. Но давайте сделаем не реальную схему, а модель однотактного обратноходового преобразователя. Какой-то генератор просто открывает-закрывает ключ. Пусть коэффициент заполнения будет низким, 10...20 %. Подключим к выходу какую-то нагрузку. И будем постепенно снижать её сопротивление. Чем всё это закончится?

У прямоходовых инверторов коэффициент заполнения не может быть больше 0,5. Это связано с тем, что если сердечник намагничивался аж половину периода, то столько же времени потребуется и на размагничивание, на отдачу энергии обратно в сеть. В то время, как у обратноходового инвертора коэффициент заполнения может быть лишь чуточку меньше 1. Например, 0,99. То есть обратноходовой инвертор при тех же размерах трансформатора почти в 2 раза мощнее? Зачем же тогда вообще придумали прямоходовой инвертор?

Link to comment
Share on other sites

13 часов назад, sf2lp8 сказал:

То есть обратноходовой инвертор при тех же размерах трансформатора почти в 2 раза мощнее?

заблуждаешься.

прямоходовый на прямом ходе передаст гораздо больше энергии, чем обратноходовый на обратном ходе.

13 часов назад, sf2lp8 сказал:

Я понимаю, что реальные схемы охвачены обратной связью. Поэтому, при перегрузке, пытаясь сохранить нужное напряжение на выходе, контроллер сделает максимальный коэффициент заполнения.

получается, что ты не понимаешь работу обратной связи в обратноходе.

при перегрузке и при кз трансформатор перейдет в режим неразрывного тока, а схема контроля тока ключа уменьшит коэффициент заполнения.

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

Аккумуляторы INR21700 от EVE Energy со стандартной и увеличенной емкостью

В Компэл представлены аккумуляторы 21700 с емкостями 4000 мА⋅ч и 5000 мА⋅ч (INR21700-40P и INR21700-50E, соответственно). Аккумуляторы INR21700-50E характеризуются повышенной емкостью и предназначены для  устройств с длительным сроком службы. Для приложений, где требуется экстремальный ток разряда до 30 или 50 А, подойдет аккумулятор INR21700-40P. Аккумуляторы INR21700 предназначены для  электротранспорта, а также для промышленных и бытовых приложений. Подробнее>>

 

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

18 часов назад, Starichok сказал:

получается, что ты не понимаешь работу обратной связи в обратноходе.

Я имел в виду обратную связь по выходному напряжению. А, получается, что обратноходовой инвертор, в общем случае, боится перегрузки, и, поэтому, приходится вводить ещё одну обратную связь - по току ключа?

Каждый цикл обратноходового инвертора состоит в накоплении энергии в индуктивности первичной обмотки и полном рассеивании этой энергии в нагрузке. Таким образом, лучше всего, когда нагрузка имеет некоторое оптимальное сопротивление? А как в случае слишком высокого, так и в случае слишком низкого сопротивления нагрузки, в ней не удаётся эффективно рассеивать энергию, и, поэтому приходится уменьшать коэффициент заполнения вплоть до временного прекращения работы схемы?

Link to comment
Share on other sites

Широкий выбор электромеханических реле Hongfa на складе Компэл

КОМПЭЛ продолжает поддерживать и расширять список складских позиций Hongfa, представленных электромеханическими реле. Продукция компании активно применяется в таких областях, как промышленность, энергетика, бытовые приборы, автомобильная отрасль и специальная техника, требующая высокой надежности и на сегодняшний момент является первым претендентом для легкой замены электромеханических реле ушедших из РФ брендов.

Подробнее >>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

3 часа назад, sf2lp8 сказал:

обратноходовой инвертор, в общем случае, боится перегрузки

С точностью до наоборот. Боятся перегрузки прямоходы. Обратноход же - закачал в сердечник энергию ("на пальцах") и его ключ закрылся. А что там куда перекачивается ему до следующего включения фиолетово.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Важные нюансы подбора литиевых ХИТ для разработчиков

В многообразии литиевых батареек и аккумуляторов нет какого-то универсального или идеального варианта. Выбирая тот или иной вариант для питания устройства, разработчику приходится оперировать множеством параметров, используя наиболее оптимальное их сочетание для каждого приложения. Разберем параметры для различных приложений. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

2 часа назад, sf2lp8 сказал:

получается, что обратноходовой инвертор, в общем случае, боится перегрузки, и, поэтому, приходится вводить ещё одну обратную связь - по току ключа?

а ты хотя бы один раз видел нормальную схему обратнохода?

а если видел, то не заметил резистор в истоке (эмиттере) ключа? именно этот резистор и является датчиком тока ключа (первичной обмотки).

2 часа назад, sf2lp8 сказал:

Каждый цикл обратноходового инвертора состоит в накоплении энергии в индуктивности первичной обмотки и полном рассеивании этой энергии в нагрузке.

совсем не обязательно вся накопленная энергия должна предаваться в нагрузку. иногда специально создается такой режим и это режим называется режимом неразрывного тока - то есть, к концу обратного хода накопленный ток не падает до нуля.

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

10 часов назад, Falconist сказал:

А что там куда перекачивается ему до следующего включения фиолетово.

Мне пока не до конца понятно, как обратноход выдерживает перегрузку. Может быть, мне стоит собрать модель такого инвертора? Взять ключ со схемой управления. В общем, нет никаких обратных связей и ключ просто замыкается-размыкается с небольшим коэффициентом заполнения (0,1...0,25). Частоту взять пару кГц. Такая частота, с одной стороны, достаточно высокая, чтобы не мотать слишком много витков и при этом получать достаточно большие мощности. А, с другой стороны, должны мало влиять паразитные параметры. Постепенно снижать сопротивление нагрузки. И контролировать напряжение на закрытом ключе и ток ключа.

10 часов назад, Starichok сказал:

а если видел, то не заметил резистор в истоке (эмиттере) ключа? именно этот резистор и является датчиком тока ключа (первичной обмотки).

Я видел такой резистор. Поэтому я и подумал, что обратноходовой инвертор всё-таки боится перегрузки.

Link to comment
Share on other sites

On 6/18/2024 at 6:33 PM, sf2lp8 said:

Мне пока не до конца понятно, как обратноход выдерживает перегрузку.

Мне тоже было не сразу понятно, поэтому попробую объяснить на пальцах.  Есть разные контроллеры. Есть работающие на фиксированной частоте, а есть такие, которые открывают ключ в момент, когда сердечник полностью размагнитился(определяется по напряжению на вспомогательной обмотке).

Рассмотрим второй вариант, т.к. он более простой для понимания. У всех контроллеров есть пин Current Sense, и ключ закрывается, когда ток через него достиг определённого порога. Для регулировки выходного напряжения обычно изменяется этот порог. Но чтоб не забивать голову лишний информацией, предположим, что порог строго фиксированный, при этом постоянная нагрузка и постоянное напряжение на выхлопе. Допустим порог 1 ампер и индуктивность первички 1 мГн.

Ток в первичке нарастает по формуле I = U*t/L. Т.е. при выпрямленном напряжении в сети время нарастания тока до порогового будет t = I*L/U, т.е. 3.13 мкС. Энергия, накопленная в сердечнике за один такт будет равняться I^2*L/2, т.е. 0.5 миллиджоулей. Предположим, что на выходе(до диода) 32 вольта и индуктивность вторички в 100 раз меньше чем индуктивность первички. Тогда время за которое вторичка отдаст энергию, накопленную в сердечнике будет вычисляться по той же формуле t = I*L/U. Поскольку ток во вторичке в момент закрытия ключа будет равным I1*W1/W2, а поскольку индуктивность вторички в 100 раз ниже первички, то соотношение витков W1/W2 будет составлять 10. Следовательно ток во вторичке будет 10 ампер. И время, за которое она отдаст энергию, накопленную в сердечнике, будет вычисляться по той же формуле t = I*L/U, 10*10*10^-6/32, т.е. те же 3.13 мкС. Значит частота коммутации будет 1/(3.13мкС + 3.13 мкС) = 160 кГц. Умножим частоту на количество энергии, накопленной за один такт, получим 160000*0,5*10^-3 = 80 ватт - текущая мощность, на которой работает нагрузка.

Теперь представим, что произошло КЗ. Т.е. напряжение на вторичке упало до напряжения падения на диоде. Округлим до 1 вольта. Тогда время, за которое намагничивается сердечник, будет тем же, а вот размагничиваться он будет уже за 10*10*10^-6/1 = 100 мкС. И соответственно, частота коммутации упадёт со 160 кГц до 1/(3.13 мкС + 100 мкС) = 9.6 кГц. Значит мощность отдаваемая в диод будет уже 9600*0,5*10^-3 = 4.8 ватт. Что конечно многовато, но многие диоды вполне выдерживают её.

Возникают вопросы, а как же в случае контроллеров с фиксированной частотой коммутации, ведь там на диоде будет рассеиваться 80 ватт. Нет, не будет. А почему, предлагаю поразмять мозги и выяснить самому, построив графики токов в первичке и вторичке для случая, когда выход БП закорочен.

Ослу образованье дали. Он стал умней ? Едва ли! Но если раньше как осёл, он просто чушь порол, теперь же, ах злодей, он с важностью педанта, при каждой глупости своей ссылается на Канта

Link to comment
Share on other sites

я уже выше объяснил, что у контроллеров с фиксированной частотой коммутации при кз резко сокращается время открытия ключа.

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

Я хочу сделать модель однотактного инвертора. Взять малую частоту. Скажем, 1000 Гц. Сердечник из трансформаторной стали. Нет никаких обратных связей. Но я могу вручную плавно менять коэффициент заполнения примерно от 0,1 до 0,9. Также могу менять напряжение питания инвертора. У схемы управления ключом своё питание. И постепенно увеличивать нагрузку инвертора. Посмотрю, как это повлияет на токи и напряжения.

Теперь что касается трансформатора. Обязателен ли немагнитный зазор? Я знаю, что почти все дроссели идут с зазором. Он снижает индуктивность, но теперь она почти не зависит от силы тока. Ну а чем плоха слишком большая индуктивность? И если сердечник совсем не греется, то можно считать, что до насыщения далеко и он работает нормально?

18 часов назад, Obergan Alexey сказал:

определяется по напряжению на вспомогательной обмотке

Странно. Я думал, что 3 обмотки бывают только у прямоходовых инверторов. А обратноходовому достаточно и 2 обмоток - первичной и вторичной. В любом случае, так как есть датчик силы тока ключа и датчик напряжения на вторичной обмотке, то я делаю вывод, что всё-таки обратноходовой инвертор боится перегрузки. Раз пришлось вводить те обратные связи.

Link to comment
Share on other sites

@sf2lp8 привет - теория наше все, однотактные прямоходы есть с двумя обмотками и обратноходы с одной.

Не стоит делать модель на 1000 Гц, бессмысленное занятие.

Прежде чем искать вход, найдите выход

Link to comment
Share on other sites

14 часов назад, z_vip сказал:

однотактные прямоходы есть с двумя обмотками и обратноходы с одной.

Ты имел в виду количество вторичных обмоток или общее количество обмоток? У прямохода есть вторичная размагничивающая и такая вторичная обмотка, которая питает полезную нагрузку. У обратнохода такая вторичная обмотка, которая питает полезную нагрузку, также является размагничивающей.

14 часов назад, z_vip сказал:

Не стоит делать модель на 1000 Гц, бессмысленное занятие.

Почему? Я надеюсь, что на низкой частоте можно будет пренебречь индуктивностью проводов, которые соединяют детали схемы. Возможно, не так сильно будут влиять ёмкости ключа и диода во вторичной цепи. Если взять магнитопровод от трансформатора на 50 Гц, то на частоте 1000 Гц на этом железе можно построить гораздо более мощный трансформатор. А на частоте 5...10 кГц - тем более. Сейчас меня привлекают частоты 3...5 кГц. Возможно, трансформатор будет очень громко звучать потому, что в этом диапазоне частот наш слух самый чувствительный.

Link to comment
Share on other sites

@sf2lp8 частный случай однотактного обратнохода - повышающий инвертор всего одна обмотка - она и запасает энергию и отдает на обратном ходе.

Косой мост(прямоход, есть реализации обратноходов)также может иметь только одну силовую обмотку и не иметь размагничивающей и выходную обмотку и также однотактный

Прежде чем искать вход, найдите выход

Link to comment
Share on other sites

5 минут назад, z_vip сказал:

частный случай однотактного обратнохода - повышающий инвертор всего одна обмотка - она и запасает энергию и отдает на обратном ходе.

Знаю такое. Имея ключ, диод, дроссель и конденсатор, в зависимости от того, как их включить, можно получить сугубо понижающий, сугубо повышающий и инвертирующий преобразователь. В данном случае речь идёт о сугубо повышающем преобразователе. В моём хозяйстве успешно работают 3 схемы такого типа. Я считаю, что однотактный обратноход - это развитие сугубо повышающего преобразователя. Когда дроссель снабдили ещё одной обмоткой.

14 минут назад, z_vip сказал:

Косой мост

Косой мост - это, по сути, половина двухтактного полностью мостового инвертора? Зачем нужен такой урезанный преобразователь?

Link to comment
Share on other sites

9 часов назад, sf2lp8 сказал:

Зачем нужен

открой схемулю современного блочка атх или серверного на 1 500 и поболее ватт и узнаешь зачем:o или какого то источника для сварочной дуги на 7кВт

9 часов назад, sf2lp8 сказал:

сугубо повышающего

как повышающии это так себе идея. землею пахнет с сторого индейского кладбища:crazy:

слабоумие и отвага

внимание! все трюки выполнены профессионалом! не пытайтесь повторить это дома!

Link to comment
Share on other sites

10 часов назад, sf2lp8 сказал:

магнитопровод от трансформатора на 50 Гц, то на частоте 1000 Гц

А вы уверены что материал сердечника  на 50 Гц будет также работать на 1000 Гц?

Трансформаторы даже на 400 Гц отличаются от 50Гц-вых.

Link to comment
Share on other sites

5 часов назад, ummagumma сказал:

открой схемулю современного блочка атх или серверного на 1 500 и поболее ватт и узнаешь зачем:o или какого то источника для сварочной дуги на 7кВт

А почему нельзя было там применить полный мост?

5 часов назад, ummagumma сказал:

как повышающии это так себе идея. землею пахнет с сторого индейского кладбища:crazy:

Пожалуйста, растолкуй этот бред.

 

4 часа назад, 100482 сказал:

А вы уверены что материал сердечника  на 50 Гц будет также работать на 1000 Гц?

А почему ему не работать? Электротехническая сталь - обычный материал для всего диапазона звуковых частот. А если сталь не греется, то всё в порядке?

Link to comment
Share on other sites

В 22.06.2024 в 14:25, sf2lp8 сказал:

Электротехническая сталь

это общее название материала.  С повышением частоты растут потери в магнитопроводе. Почитайте литературу, справочники.

Ну если так самоуверены в своих познаниях, продолжайте в том же духе.:bye:

Link to comment
Share on other sites

В 25.06.2024 в 19:26, 100482 сказал:

С повышением частоты растут потери в магнитопроводе.

В ламповой аппаратуре громкоговоритель почти всегда подключался через трансформатор. Таким образом, даже в самой худшей аппаратуре этот трансформатор работал на частотах примерно до 5 кГц. А если это хороший усилитель, то и до 20 кГц. И разве тип стали и толщина её листов в тех согласующих трансформаторах была совсем не такая, как в трансформаторе питания всего того аппарата? Очевидно, потери в стали были небольшими, раз так поступали.

Link to comment
Share on other sites

Не совсем ясно так. Для того чтобы подключить динамик на 1-2 Вт, испольщуется трансформатор ≈10-15 Вт мощностью. Для 50Вт, примерно 200 Вт трансформатор. Это если переводить в мощу на 50 Гц. 

Link to comment
Share on other sites

8 часов назад, sf2lp8 сказал:

Таким образом, даже в самой худшей аппаратуре этот трансформатор работал на частотах примерно до 5 кГц. А если это хороший усилитель, то и до 20 кГц

там уровень высоких частот очень мал и создает малую амплитуду индукции, поэтому потери в стали от высоких частот мизерные.

30 минут назад, rz6lye сказал:

Это если переводить в мощу на 50 Гц.

потому, что низкие звуковые частоты гораздо меньше, чем 50 Гц, а уровень низких бывает очень большой.

поэтому выходной трансформатор рассчитывают на нижнюю границу частоты.

Мудрость приходит вместе с импотенцией...

Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.

Link to comment
Share on other sites

В 21.06.2024 в 07:56, z_vip сказал:

Не стоит делать модель на 1000 Гц, бессмысленное занятие.

А я сделал однотактный прямоходовой инвертор! На низкой частоте и трансформаторном железе. У меня частота 1835 Гц. Трансформатор громко и неприятно звенит. А потом у меня в ушах звенит. Так как мне очень не терпится рассказать вам о своём опыте, то пока я вам пришлю осциллограммы напряжений на ключе, который последовательно с первичной обмоткой, и на нагрузке. Обратите внимание на то, что на первом фото "ноль" не по центру экрана, а ниже. Это я специально сделал для того, чтобы амплитуда 600 В вписалась в экран. Одна клетка - это 100 В. На втором фото одна клетка - это 5В. По горизонтали одна клетка на обеих фото - это 0,1 мс.

20240629_002734.jpg

20240629_003106.jpg

Edited by sf2lp8
Link to comment
Share on other sites

Помнится было у меня железо (тороид) и была идея сделать сварочный аппарат 600 Гц, но тогда достать силовые ключи была большая проблема.

Link to comment
Share on other sites

20 минут назад, korsaj сказал:

600 Гц,

А почему именно такая частота?

20 минут назад, korsaj сказал:

железо (тороид)

Чтобы ограничивать силу тока, в любом случае нужна какая-то индуктивность. Либо это будет индуктивность рассеяния трансформатора. Либо отдельно стоящий дроссель. Чем вам поможет тор из стальной ленты?

Link to comment
Share on other sites

4 минуты назад, sf2lp8 сказал:

Чем вам поможет тор из стальной ленты?

Вот потому и такая частота.

Выбирал из минимальной частоты достаточной для получения 3 кВт от имеющегося железа.

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...