Магнитный усилитель в автогенераторном преобразователе

[Жерар]

56 минут назад, z_vip сказал:

TIW нема

Не знаю Озон работает ли на вашей территории. Покупал как то на Озоне, правда сейчас глянул цена стала большая.

Изменено 1 февраля пользователем Жерар

[Реклама]

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

[thickman]

16 часов назад, igorka110 сказал:

Делаю акцент на том, что ключи IRF740...  Для них вроде в переключение в нуле, смертельно опасно... Нужно придерживаться величины в 30-40 В?

Меня IRF74 ни разу не подводили, но какая-то вероятность вылета из-за накопления избыточного заряда в паразитном диоде, пмсм, есть. Для надежности можно купировать внутренний диод так, чтобы он никогда не включался, но это дополнительные компоненты и потери на диодах в стоках, сюда можно Шоттки для снижения потерь, а в качестве оппозитных – высоковольтные быстродействующие фасты или ультрафасты. Как на схеме. Там же подрезка напряжения на обмотках коммутирующего трансформатора выполнена на ТЛ431. Не всегда наилучшая симметрия получается при одинаковом Uст, могут быть всякоразные факторы влияющие на перекос, поэтому в одно из плеч можно ввести регулировку Ucт в небольших пределах для оперативной подстройки. Меня всегда устраивали стабилитроны. ПМСМ, в ограничителях на ТЛ431 тоже есть свои недостатки – ограниченная мощность рассеяния, но главное, что это недокументированный режим, в нем время установления не регламентируется производителем. ТЛ431- активный прибор охваченный ОС, со своим переходным процессом, не бесконечно малым. С такими ограничителями могут быть выбросы на затворном напряжении. Но Гиратор успешно применял такие ТЛ-ограничители, значит и другим можно.

16 часов назад, igorka110 сказал:

Вопрос, так нужна симметрирующая обмотка или можно пренебречь этим элементом?

Ещё раз повторю - если постоянное произведение вольт-секунды не нужно, тогда лучше отказаться от симметрирующей обмотки. То есть, если автоген без контроля Iнам, или если МУ-стабилизаторы не используются, вот тогда да, достаточно будет зафиксировать напряжение на обмотках коммутирующего транса.
  При использовании контроля намагничивания, U*tи на обмотках силового трансформатора остаётся постоянным по принципу работы (увеличилось сетевое напряжение - вырос Iнам – время импульса сократилось), поэтому без симметрирующей обмотки никак не обойтись. И при наличии МУ-стабилизаторов постоянство вольт-секунды тоже пользительно, - не нужно закладывать избыточное число витков в дроссели насыщения на случай максимального Uсети.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Obergan Alexey]

53 minutes ago, thickman said:

Для надежности можно купировать внутренний диод так, чтобы он никогда не включался

Кстати, а как себя IGBT проявляют в автогене ? Я в своё время смотрел в их сторону, смущает только, что будет с ними, когда автоген войдёт в режим токоограничения и частота коммутации задерётся килогерц до двухсот...

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[thickman]

IGBT охотно использую в автогенах, они вообще не подвержены отказам в режиме ZVS. Только надо выбирать не из серии "стандарт", а с быстрым переключением. При перегрузке, когда частота автогена увеличивается в несколько раз, греются заметно сильнее мосфетов, но ребята очень стойкие. К тому же такой режим как правило нештатный и на кратковременные повышенные потери можно забить.

[Obergan Alexey]

1 hour ago, thickman said:

Только надо выбирать не из серии "стандарт", а с быстрым переключением.

FGH60N60SMD пойдут ? А то я изучаю даташиты, и до сих пор не могу понять, а какая собственно разница между вариантами UFD, SFD и SMD. Вот у того же UFD самые высокие потери на переключения(0.87 мДж против 0.45 у SMD), а стоят дороже чем SMD

Изменено 2 февраля пользователем Obergan Alexey

[igorka110]

7 часов назад, thickman сказал:

Гиратор успешно применял такие ТЛ-ограничители, значит и другим можно.

Пока на этом варианте остановлюсь. Стабилитронов наличии нет, а тем более, чтобы из какого-то количества произвести "отбраковку". А вот TL 431А  как раз под рукой и 1% резисторы  в наличии. В итоге повторяемость более чем, с первого раза 10,1 В х 2. 

 

7 часов назад, thickman сказал:

МУ-стабилизаторы не используются, вот тогда да, достаточно будет зафиксировать напряжение на обмотках коммутирующего транса.

Тут как раз, с точностью до наоборот. На вторичной стороне планируется многоканал. на МУ. Отсюда вопрос, нужно подрезать вольт-секунду стабилитронами или в таком случае нет. Или и "стабилитроны" нужны и симметрирующая обмотка тоже?

Где-то в начале или ближе к середине темы, Вы выкладывали фото схемы, а на ней лежал мелкий - синфазный дроссель (желтый скрепленный железной скобой) с домотаной третьей обмоткой, "серым проводом". И это был элемент для симметрирования. Это если ничего не напутал. Найти это сообщение сходу не вышло, в дальнейшем этот вариант, нигде больше не всплывал. Не путать с многофункциональным элементом, где КТ, ОТ, симметрирующий, все в одном. Вы где нибудь в железе применяли этот вариант, с мелким синфазным др.?
Не хочется в СТ лесть, доматывать и пр. Предпочтительнее мелкий моточный узел добавить...
Таки нашел. У него две функции, это еще и ОТ...

Вопрос с затворной осциллограммой и выводы о наличии ZVS на ее основе остался для меня открытый. Для меня вполне будет достаточно ответа , к примеру - полочка на имульсе говорящая о включении транзистора на Х.Х. должна быть около нуля (по осциллограмме), а с нагрузкой - ниже нуля. Или, что-то в этом духе. Понимаю, что большинство вопросов адресуются именно Вам и каждому трудно ответить...
   

 

Изменено 2 февраля пользователем igorka110

[irfps]

Добрый вечер.

igorka110

Некоторое время назад, когда приступил к изучению автогенератора и МУ, возникали схожие вопросы.

Для понимания, что и как, оказался очень удобен простой стенд. Он позволил быстро менять ОТ и СТ, так и обвес вокруг них. Как в топологии мост, так и полумост.

Трансформаторы гальванической развязки и лампа накаливания, нужны для безопасности, очень полезен ЛАТР, для оценки поведения автогенератора при различных напряжениях питания.   На таком стенде не спалил ни одного ключа(лампочка накаливания спасает). Обязателен предохранитель после накопительных емкостей, очень хорошо спасает от разлета осколков ключа при аварии, (с ним корпус ключа не разлетается ) Так же необходим ТТ, для контроля тока ключа, или резистор в эмиттере.

Основными информативными параметрами являются, ток потребления стендом(скорее разница, до и после изменений в схеме), ток, напряжение  ключа, темп. ключей. Подбирая снабберный конденсатор, затворный резистор и индуктивность нам., ориентируемся на ток потребления и теплость ключей. Для наблюдения ПНН, смотрим ток ключа и напряжение на нем. Если на коллекторе напряжение 0, и ток ключа, в это же время, 0 , это и есть оптимальное переключение при нулевом напряжении. Иголки и броски тока говорят об отсутствии ПНН. При ПНН практически исчезает плато Миллера.

Оценив, в модели, емкость снаббера, необходимо подобрать его, по порогу минимума тепла ключей, при полной нагрузке. Как всегда, это компромисс, так как емкость снаббера + емкость ключей необходимо перезаряжать. Перезаряжать на нагрузке не сложно, очень сильно помогает энергия запасенная  в индукции рассеяния СТ. Но, на ХХ, перезарядка этих емкостей, происходит за счет энергии  намагничивания СТ, или СТ и ОТ. Таким образом, это компромисс между теплостью ключей, емкостью С снаб, током нам. и временем перезарядки. Если ток нам. слишком мал, то на ХХ, перезарядка вовсе не случиться. При этом, крайне желательно, что бы ключ включался при минимальном напряжении на нем.  Это время определяет, до некоторой степени, затворный резистор, на выключение он не влияет. Если энергия запасенная в токе нам. слишком велика, растут потери на ключах, если мала, есть трудность с перезарядкой и как следствие сильное заваливание фронтов. Чем больше С снаб, тем больший ток нам. необходим, для ее перезарядки, при том же времени. В этом плане, очень хорош автогенератор под управлением Дырки Гиратора, там энергии для перезарядки почти всегда достаточно. Но, за это, придется платить нагревом СТ.

При использовании ирф740, мостовая схема, у меня оказывался оптимум при следующих значениях , емкость 1нф(220-330рф на ключ), реактивный ток, в пике 2а, затворный резистор 50-75ом. Для нагрузки в 500вт.

Если планируете применять МУ, то все несколько проще, ОТ не обязательно нужен. Поскольку МУ обеспечивает паузу тока, необходимую для переворачивания моста. Энергию для переключения на ХХ возможно запасти в внешнем реакторе, подключенном на одну из обмоток СТ, или введением зазора в него.  Что бы не связываться с симметрированием, для меня, оказалось проще сделать мост.  Фото и модель неоднократно выкладывал.

Удачи.

 

Obergan Alexey

Предполагаю, что должно быть похожие на IRG4PC50W, только с диодом.

 

Bridg500.asc Stend.asc TestFB.asc

Изменено 2 февраля пользователем irfps

[irfps]

Доброе утро.

gyrator

Воспользовался Вашим намеком, заменил часть ОУ на ТЛ431.

Покритикуйте пож. модели. По моему мнению, более удачная модель 51а, а по теплу 51а1

Благодарю.

MU51a1.asc MU51a.asc MU51a2.asc

[thickman]

В 02.02.2024 в 16:44, igorka110 сказал:

Вопрос с затворной осциллограммой и выводы о наличии ZVS на ее основе остался для меня открытый.

Если полочка ровная и находится на уровне чуть выше порогового напряжения, значит ПНН нет  - в наличии Миллер рафинированный. Когда полочка неровная в виде загогулины заходящей чуть ниже порогового напряжения, скорее всего это значит, что ПНН есть, причем в самом оптимальном месте. Загогулина обусловлена перезарядом сток-затворной емкости в паузе. Если этот пыстрик находится ближе к нулевому напряжению на затворе или ещё  ниже, значит напряжение на стоке достигает нулевого значения прежде, чем транзистор включается. Разумеется, ПНН при этом есть.

Изменено 3 февраля пользователем thickman

[Жерар]

А вот есть вопрос к уважаемому сообществу: какой тип  диодов используете в качестве выпрямительных и замыкающего? Перепробовал N количество, начиная от наших КД213 и заканчивая, какие нашёл Шоттки. В схеме с МУ и  выпрямленном  напряжении к 40 вольтам выводы не однозначные.

[irfps]

Добрый вечер.

Жерар

Нужен быстрый диод на 200-300в с небольшой емкостью, да бы не связываться с компенсацией.

Типа такого STTH1602CT

 

 

 

Изменено 4 февраля пользователем irfps

[thickman]

В 27.01.2024 в 20:20, irfps сказал:

К сож. горят резисторы и транзисторы в макете, а не в модели

Или петлевое задушено где-то или насыщается какое-либо звено, эту беду необходимо предотвратить выбрав правильный режим.

Обычно устойчивость не моделируют в режиме transient, поскольку в режиме переходных процессов для тщательной симуляции потребуется море времени (недели, как минимум) для построения передаточных характеристик для всех режимов. А если в библиотеках ещё и модели неадекватные попадутся, что более чем вероятно - вся праца пойдет в срацу. Тут вообще без мата сложно, почему, покажу ниже на примере.
Чаще применяют частотный анализ, взяв за основу усредняющую (усреднённую) модель. Но её ещё надо уметь создать правильную и воспользоваться проверенными адекватными моделями. Она будет похожа на модель понижающего преобразователя, придется только добавить дополнительное неминимально-фазовое звено, потому что управляющее воздействие в МУ отложено на половину рабочего периода. Плюс доп фазовый сдвиг вносит управляющий транзистор, включенный с общим эмиттером.
Другой способ дополняющий первый – исследование петли обратной связи на своем настоящем макете или устройстве.  В Интернете море информации, как практически исследовать петлю обратной связи, даже видосы:  

 

 

------------------------------------------------------------------------------------------

Для  наших скромных преобразователей с частотой коммутации до 50-100 кГц частота единичного усиления в петле  не превышает 10-20 кГц, поэтому дорогущий  суперосциллограф - необязательная роскошь, можно воспользоваться аудиокартой. Для примера - внизу на верхней картинке снято петлевое усиление настоящей TL431 программой "ARTA" с помощью интегрированной звуковой карты.  На нижней - виртуальная диаграмма Боде в LTspice при том же включении микросхемы. Пытался выбрать из всего многообразия самую адекватную модель TL431. В других библиотеках – тихий ужас, частота первого полюса гуляет в десятки раз, какое при этом может быть адекватное моделирование?

 

Изменено 28 февраля пользователем thickman

[irfps]

Добрый вечер.

thickman

Очень хорошо, что Вы снова с нами!

Трудность немного в другом.  Если посмотреть модель (TestDMU) , то  видно, как ток через резистор R4, в промежутке времени, между 4мс и 6мс существенно вырастает.  Если увеличить резистор R23, то ток К.З. сильно растет, если уменьшить, возможна такая ситуация. Она возникает, только при переходных процессах. В статике ее нет. Предположительно, это может привести к фатальным последствиям при быстрых изменениях нагрузки. Случайно обратил внимание на это, при нестабильной петле ООС, сгорел резистор R23, после замены сгорел транзистор Q1.  

Применение разделительного конденсатора, позволяет несколько снизить, этот эффект (см. модель TestDMUc) 

А в классическом включении, такой ситуации не наблюдается.(см модель TestDMUa).

Модели достаточно близки, к тестовым результатам, на макете. 

TestDMUc.asc

TestDMU.asc

TestDMUa.asc

Изменено 28 февраля пользователем irfps

[irfps]

В макете, по модели (TestDMU), при низком значении резистора R5(200ом), эффект наблюдается и в статике, но не в полную силу.

По моему, не профессиональному мнению, основная трудность МУ, это необходимость наличия служебного питания, с током не менее 50ма, для управления  по токовому каналу, которое взять, особо негде.

Изменено 28 февраля пользователем irfps

[irfps]

thickman

Посмотрел. Очень познавательно!

Благодарю.

[irfps]

Доброе утро.

thickman

Вот, на этих моделях хорошо видно.  С 6мс., до 10мс.. Вот и возникает трудность с служебным питанием, так как, придется мотать лишнюю обмотку на каждый канал. Или еще придумывать, как это сделать. Прямо с силовой обмотки, не очень хорошо, греется стабилизатор.

TestDMU1.asc TestDMUa1.asc

Изменено 29 февраля пользователем irfps

[z_vip]

@irfpsпривет - для дополнительного питания может просто добавить трансформатор на Ш5х5, место немного нужно

[irfps]

Привет!

Не, не пойдет, слишком сложно.

Вот думаю, управляющую обмотку МУ отдельно намотать, на виток меньше.

По идее, транзистор управления станет NPN. и МУ запираться станет полностью. 

Надо бы проверить.

[z_vip]

@irfps насмешили, тут 14 выводов на ETD29 не хватило для дополнительных питалок, а у нас слишком сложно

[irfps]

Так это, в каждый канал по доп. трансформатору. То есть +8 трансформаторов. Сложно.

[z_vip]

Тестировал на потребление мощности цепочкой стабилитронов симметрирования полумоста автогена, при 235 В сети 50 Гц - намерял примерно 0,6 Вт.

Два одноваттных стабилитрона вполне справляются с нагревом, при проектировании платы нужно предусмотреть дополнительные полигоны для их охлаждения@irfps 8 трансформаторов и одна свечка, задача как у Карлсона из мультика про восемь пирогов. Успехов

[irfps]

 z_vip

Да, варенье жрет, но ни хрена не летает!

Для чего эти трудности? Пора бы, перейти на мост, все станет гораздо проще.

В сети может быть и 180в, и 240, что тогда?

Изменено 2 марта пользователем irfps

[Жерар]

1 минуту назад, irfps сказал:

Пора бы перейти на мост

Действительно, с мостом всё красивее.

[irfps]

Однозначно красивее.

Вот думаю, управляющую обмотку МУ отдельно намотать, на виток меньше.

По идее, транзистор управления станет NPN. и МУ запираться станет полностью. 

Примерно так.

TestDMUb1.asc

[irfps]

Под шаманил модель.

МУ закрывается полностью. Нужно проверить в макете.

TestDMUb11.asc