Магнитный усилитель в автогенераторном преобразователе

[irfps]

Добрый вечер.

Было немного времени, подправил модели.

Модель HBtest223, Переработанная ваша схема.

1 Демпферный конденсатор заменен на 2, С5 и С15.

2 При замене конденсаторов С3 и С4 на конденсаторы большей емкости, сильно падает среднее значение циркуляционного тока. (до 5 вт экономии)

3 Изменена схема выпрямителей, при полной нагрузке выигрыш 10вт.

4 Добавлены резисторы токоограничения   R19, R26, R25. Они уменьшают пиковые токи и уменьшают добротность контура, емкость затвора-индукция рассеяния. 

5 Немного изменена схема защиты по току.

6 Добавлены для симметрии стабилитроны D23 и D24, в верхнее плечо, теперь через них может протекать ток.

 

Модель HBtest224, тоже, что и HBtest223 , только  заменен датчик тока на резистивный. Чем меньше моточных, тем проще.

 

По моему непрофессиональному мнению, чем проще те лучше.

Если на выводы выпрямительных диодов одеть бусины, то возможно отказаться от обводного трансформатора. Это экономит место, так как он весьма громоздкий,  и увеличивает КПД.

Самая простая модель HBtest225. 

 

Остаются трудности с токами циркуляции и неполным ПНН.

Если перенести управление на силовой трансформатор, (дырка Гиратора) становиться существенно лучше с защитой по току и ПНН. Более эффективно используется СТ.  Трудность с нагревом трансформатора при увеличением напряжения питания станет менее  существенной. При этом трансформатор ТГР(К4) становится линейным.

Модели HBtest221, HBtest222.

 

 

Так же, возможно отказаться от обводного трансформатора.

Модель HBtest226. (не забыть ферритовые трубки на выводы выпрямительных диодов.) Несколько хуже работает цепь защиты, но не принципиально.

 

 

Возможно побороться с токами циркуляции.

Модели FBtest1 и FBtest2.

Мост позволят отказаться от конденсаторов С3 и С4 , диодов D6 и D7 , симметрирующей обмотки, дросселя рассеяния(Если он есть).  По итогу схема проще.

Еще один плюс, 0.4 вт на корпус транзистора, при полной нагрузке в 200вт,  то есть, возможно использовать D2pak корпус без радиатора и дерьмотранзисторы.

По моему мнению, максимально эффективная модель FBtest2. 

 

Предполагаю, что для подобных схем, не стоит поднимать частоту выше 20-25кгц.

Не очень понял, что такое ЛБП?

Почему у вас нет желание сделать классический БП, косой мост, фиксатый, или обратноходовый, при некоторой сноровке? Проще, есть стабилизация и защита по току, и в случае ОХП, одно моточное изделие.

 

 

 

 

FBtest1.asc FBtest2.asc HBtest221.asc HBtest222.asc HBtest223.asc HBtest224.asc HBtest225.asc HBtest226.asc

Edited September 13, 2022 by irfps

[Adver]

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН (Экспресс изготовление за 24 часа!)

Сборка высококачественных печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Новые услуги: 3D-печать и обработка с ЧПУ

Студенческое спонсорство

[Serg76]

18 часов назад, max-ti сказал:

синхронничек-бы простенький

В этой теме с 8стр. можно подсмотреть. Тоже думал попробовать автоген с синхроном, но количество моточных узлов отбили на время даже охоту этим заниматься, да и не было под руками волшебных колечек. Решил обкатать как и говорит gyrator на тарахкателке тогда, как раз в аккумуляторном отсеке (с высоким корпусом попался) для шурика, места хватало. Сначала СТ был на ETD39, но медная лента вторички, напротив зазора, помаленьку разогревала все внутри - поменял его на три сложенных вместе EI33 

Спойлер

Shurik.asc

[Adver]

[max-ti]

17 часов назад, z_vip сказал:

Спасибо за схему и пояснения к ней

В оригинале от Тренера ключи - SI9407.  60вольт 3ампера. Отсюда и пляшем. Что-то больше сказать может только автор, я же действовал по-простому, как говорится "шо маемо, то маемо". По защите, опять-же в оригинале их нет, наверно не нужны. А трехобмоточный КТ - с него и начиналась тема, да и я в прошлом году начинал, так что это никакое не нововведение.

@Serg76 за схемку мерси, может что и удастся заколхозить.

[Adver]

Выгодные LED-драйверы MOSO для индустриальных приложений

Компэл представляет выгодные светодиодные драйверы MOSO для промышленных решений с высоким классом защиты от внешних воздействующих факторов, хорошей устойчивостью к импульсным помехам и высокой надежностью. В ряде серий реализована возможность дистанционного контроля, кроме того, отдельные версии драйверов могут программироваться на работу в автономном режиме по заранее заданному сценарию. Рассмотрим подробнее их характеристики. 

Читать статью>>

[z_vip]

@irfps Огроменное спасибо работа большая

Про мое приложение - оставлю полумост как назидание потомкам(и себе - главное в деле довести до ума начатое) - домотаю обмотки трансформатора,  оставлю 30 кГц

За правки недочетов все приму к проверке и тестированию на счет конденсаторов и пр.

Про мост вместо полумоста в будущих приложениях

Все ваши наработки надо осмыслить и принять план решений -

Одно из простых решений пока увеличить C3,C4 до 2,2 мкФ или 4,4 мкФ, но тут возникает вопрос в токами в симметрирующей обмотке - там больше 0,34 А не выжать

Про типа ЛБП(Лабораторный блок питания) - данный источник замена трансформатора ТС-180 в блоке питания , что уменьшит вес и габариты, я понимаю можно обойтись обратноходом, но он заходит в прерывистый режим, либо ему нужна нагрузка; диапазон нагрузки в ЛБП 0-3 А

Про обводной трансформатор - габариты 20х20х15 мм, что не проблема с ним по размещению на плате, к этому подхожу свободно

Про бусины ферритовые - к сожалению у меня есть только феррит марки 600 - тесты показали значительный разогрев этих бусин свыше 150 градусов(токи 5-8 А тестировал и в плане помех они не работают ) - материал нужен другой, маэстро thickman рекомендует нанокристаллические от МСТАТОР - но мне почта пока недоступна совсем

Пока все на сегодня

@max-ti Спасибо за ответ

SI9407.  60вольт 3ампера - использован наверно первый из доступных , так что 60 В 1 А точно подойдут, они мне доступны и недорогие

Всем удачи и здравия

 

 

 

 

[Adver]

Новые источники питания на DIN-рейку класса High End от MORNSUN
Компания MORNSUN разработала новую линейку ИП с креплением на DIN-рейку класса High End. Линейка состоит из двух семейств однофазных ИП, различающихся функционалом (LIMF и LIHF) и одного семейства на трехфазное напряжение (LITF). У всех этих ИП печатная плата с компонентами имеет лаковое покрытие. Продукция работоспособна в температурном диапазоне -40...85ºС (для однофазных) и -30...70ºС (для трехфазных). Кроме того, однофазные ИП соответствуют требованиям ATEX и могут использоваться во взрывоопасных зонах. Семейство LIMF имеет стандартный функционал (ККМ, сухой контакт реле, 150% перегрузочная способность), а семейство LIHF – максимальный функционал с доп. функциями селективной защиты (SFB) и возможностью дистанционного управления (может заменить серию QUINT от Phoenix Contact).
Подробнее >>

[clever]

В 12.09.2022 в 00:00, gyrator сказал:

Здрав будь, боярин!

Таки тридцать лет использования в серийных изделиях автогенов убедили меня в том, что полезнее юзать тарахтелки на микросхемах. Уж больно много геморра с ошибками в фазировке моток, когда оные успешно сдаются цехом по индуктивности и напряжению, но имеют перепутанные начало и конец в одной из обмоток. Приходят платы в регулировку и начинается танец с бубном, пока не будет найден "хомутик". Так что, чем меньше моток, ИМХО, тем дешевле и надёжнее тарахтелка.

полумост с защитой на IRке2-3.asc 10 \u043a\u0411 · 17 загрузок

Просьба подсказать где почитать об этой схеме (ее тех данные и особенности работы).

[Adver]

Новое семейство HRP/N3 от MEAN WELL – ИП с 350% перегрузкой для промышленных приложений

В промышленных устройствах и установках с электроприводом на двигателях постоянного тока в момент пуска требуется обеспечить повышенный ток. Для решения этой задачи MEAN WELL предлагает вместо ИП с повышенной избыточной мощностью, более оптимальное решение - источник питания с необходимой перегрузочной способностью семейства HRP/N3. 

Новое семейство, представленное в Компэл, экономичнее и расширяет уже существующее HRP/N в увеличении кратности перегрузки. Подробнее>>

[gyrator]

39 минут назад, clever сказал:

где почитать

Показанная схема это, по сути, схема Китафончика с добавлением адаптивной паузы и другого варианта питания микросхемы+примочка в виде выходного дросселя с отводом, для улучшения жёсткости ВАХ. 

З.Ы. Читая крайние посты в этой ветке создаётся впечатление, что ораторы совершенно забыли о первой части названия ветки "магнитный усилитель..." и заморачиваются с самовозбудной тарахтелкой. Однако, лично для меня, главное это как раз "магнитный усилитель", позволяющий просто и надёжно реализовать полноценный питальник со стабилизацией и защитой. А вариант тарахтелки может быть любым.Именно ШИМ-рулька на МУ-МУ позволяет естественным образом перейти от диодного к синхронному выпрямителю. И это лишь один из бонусов использования магнитных ключей  для реализации полноценного ИВЭП. Другие "ништяки" будут вырисовываться перед заинтересантами по мере освоения этой перспективной топологии.  

Edited September 14, 2022 by gyrator

[Adver]

[irfps]

Добрый день.

Ну почему же, осваиваем потихоньку, доберемся и до МУ, и до синхронного выпрямителя.

К сож. Мстатор медленно подвозит патроны. Ну и  макетку ожидаем из Резонита, а пока осваиваем тарахтелки.

 

 

 z_vip

 

Вот, на мой непрофессиональный взгляд, модель которая возможно Вас устроит. HBtest27. Благодаря использованию ТТ возможно вынести управление из полумоста. Проще настраивать, так как есть гальваническая развязка, свободно возможно смотреть осциллографом. Обводной трансформатор без зазора, по этому сечение провода существенно ниже и витков меньше, греться не будет. Управление через дырку Гиратора. Схема устойчива при входных напряжениях от 250 до 350в. Благодаря технологии Гиратора, есть ПНН  и насыщения СТ нет, во всем диапазоне входных напряжений, а так же правильнее работает защита по току. Бусины необходимы в схеме без обводного трансформатора. В данной модели они не нужны. Конденсаторы полумоста меньше 10мф не получается, резистор в симметрирущей обмотке не нужен.

 

З.Ы. Некоторое время назад использовал вот такой источник в качестве лабораторного, модель BuckPP.asc.

 

HBtest27.asc BuckPP.asc

[irfps]

Добрый день.

 gyrator.

Сделал соплемакет (HBMU1), для изучения МУ. Планирую посмотреть еще такой(HBMU2). 

Управление пока, просто переменный резистор 2к

Подскажите пож. в чем смысл петли симметрования МУ ( L9 L25 L6)? Испытывал и с ней, и без нее, особой разницы не увидел. Видио выкладывал. 

Несмотря на малые токи, провод ощутимо греется, так же было в макете фазника и LLC с внешним дросселем. Судя по всему скин эф.+эф. близости сказываются, в дросселях на переменном токе, в полной мере. ЛИЦ несколько помог, но все равно греется достаточно сильно. Частота коммутации 20кгц. Это событие ввело меня уныние, видимо, что то не понимаю. 

МУ выполнен на сдвоенных кольцах MSSA-18S-L*2, получается, вмотать нужно 20 вит провода, меньше, МУ не запирается полностью. Внутренний диаметр сердечника 10мм, совсем немного, провод большого сечения не войдет, особенно лиц. Как я понимаю это примерно 10а тока(ЛИЦ. 2мм). В ваших моделях ток до 50А, то есть получается, вы применяете какие то другие сердечники, или набор сердечников с малым количеством витков, или параллельно несколько МУ? Похоже выходит очень громоздкая конструкция, или я что то не понимаю?

Возможно обмотки управления МУ возможно намотать отдельно, это может дать некоторые бонусы, надо по изучить.

 

L27 нужен для подавления выброса на диоде D15, или несет еще какую то скрытую функцию? Так же, в макете разницы не увидел, кроме уменьшения выброса.

Благодарю.

ЗЫ. IR тарахтелки и драйверы полумоста  имеют один существенный недостаток, они со временем деградируют. Их некоторое время назад, массово применяли в УПСах. Через какое то время, они оказывались у меня в ремонте, если я не менял все IR-ки возвращалось опять и проходилось менять остальные. За тем, их практически перестали применять, очень редко попадается, в основном  оптические, трансформаторные драйверы, недавно, в бесперебойнике увидел драйверы инфенион, с вч трансформатором внутри.

 

 

HBMU1.asc HBMU2.asc

Edited September 15, 2022 by irfps

[z_vip]

@irfps  Спасибо

Изучу Ваши пожелания по технологию Гиратора

С конденсаторами  затык - есть два по 5 мкФ, можно ли применить электролиты по 220 мкФ?  Как тогда изменится ток обмотки симметрирования - полагаю, что вырастет.

Всем удачи и здравия

 

 

[irfps]

Добрый вечер.

220мф на 200-250в это то, что надо, ток обмотки симметрирования уменьшится. См. модель

Дырка сверлится радиально, примерно в 10% от края сердечника(если толщина сердечника 20мм то в 2мм от края), алмазным сверлом, диаметром  0.8-1мм,  не спеша с водой.

Сверло возможно приобрести в интернет магазинах, без проблем.

 

[Serg76]

В 14.09.2022 в 20:24, gyrator сказал:

забыли о первой части названия ветки "магнитный усилитель..." и заморачиваются с самовозбудной тарахтелкой

К сожалению в руках можно держать только любой феррит из чида и дроссели насыщения из комповых БП. Перспективным виделся Вульгарис (управление синхроном от удвоителя тока), но забороть выбросы при запуске толком не получилось(. Мечта - с имеющимся набором получить "Синхронный Магнитный Усилитель" в купе с вых. дросселем (для легкой жизни вых. емкостей). Такой СМУзи нет нет да и постоянно мерещится при чтении этой темы. Ну да возраст уже за полдень, а нужно ещё (хоть в таком виде) переварить местную азбуку

[Евгений-435]

В 14.09.2022 в 20:24, gyrator сказал:

Показанная схема это, по сути, схема Китафончика с добавлением адаптивной паузы и другого варианта питания микросхемы+примочка в виде выходного дросселя с отводом, для улучшения жёсткости ВАХ. 

Гиратор Вы ли это? Без акцента не узнать.

[gyrator]

10 часов назад, Евгений-435 сказал:

Без акцента не узнать.

Да вы, батенька, знаток! 

Edited September 16, 2022 by gyrator

[thickman]

В 12.09.2022 в 23:00, gyrator сказал:

Здрав будь, боярин!

 И  тебе не хворать!

На сей момент мой самый проверенный товарищ – нитроглицерин в кармане. По этой причине появляюсь эпизодически.

В 12.09.2022 в 23:00, gyrator сказал:

Таки тридцать лет использования в серийных изделиях автогенов убедили меня в том, что полезнее юзать тарахтелки на микросхемах. Уж больно много геморра с ошибками в фазировке моток

Автоген с кучей моточных, да ещё с единственно верными фазировками – геморрой неописуемый в производстве, это конечно. Но для любителей не связанных с производством, пмсм, неплохой вариант, и по надежности ничего лучшего я не видел.

[source]

@thickman @gyrator

Оффтоп.

Спойлер

Насколько точно совпадают результаты моделирования в Микрокап / ЛТСпайс? Симулирую резонасник с фиксированной частотой (выше резонанса), ПНН получается в узком диапазоне нагрузок - тогда как аппноты* обещают ПНН во всём диапазоне нагрузок.

Менял частоту, дт, ёмкости и сопротивление средней точки, IGBT/MOSfet,ток намагничивания, Microcap/LTspice)). Результаты неудовлетворительные...

Файл для Микрокапа прилагается.

*AN_1806: page 5: It achieves zero-voltage switching (ZVS) of all switches over the whole load and voltage range.  (аппнот прикрутил)

 

 

 

fixedres.cir Infineon-Digital_power_controller_XDP_XDPP1100_1kW_48V_12V_telecom_quarter_brick-ApplicationNotes-v02_01-EN (1).pdf

[sanek_vol]

36 минут назад, source сказал:

ПНН получается в узком диапазоне нагрузок

Я не шибко разбираюсь в стимуляторах, но как у вас задаётся выходная ёмкость ключей? Если только за счёт конденсаторов и резисторов параллельно диодам, то резисторы лишние. Нерегулируемые РП на этом форуме как правило собираются с рабочей частотой ниже частоты резонансного контура. Регилируемы РП как правило работают на частоте выше резонанса при ХХ и малой нагрузке, поскольку ток протекаемый в контуре в основном определяется индуктивностью намагничивания, а при полной нагрузке частота ниже резонанса и ток контура опять определяется током намагничивания. При большом токе перезаряд выходных ёмкостей транзисторов будет очень быстрым. Например при токе 3 ампера ёмкость 200пФ на напряжение 300 вольт  0.2 нФ*300/3= 20 нСек, что довольно быстро. После перезаряда ёмкостей ток начинает течь через параллельный диод, поскольку рез. индуктивность маленькая, то ток не может долгое время проходить через диод и перезаряд ёмкостей происходит в обратном направлении.  Для снижения скорости перезаряда и снижения потерь на выключение силовых транзисторов в схему добавляют демпферный конденсатор.

[irfps]

Добрый вечер. 

В Вашей модели, наносинхрон Гиратора2,   петля симметрирования включена не так, как в схеме с чипмейкера.

Подскажите пож., как будет правильно? 

наносинхрон Гиратора2 (2).asc

[source]

Спойлер

46 минут назад, sanek_vol сказал:

 как у вас задаётся выходная ёмкость ключей? 

Никак - они прописаны в модели транзистора.

29 минут назад, sanek_vol сказал:

Если только за счёт конденсаторов и резисторов параллельно диодам, то резисторы лишние.

Для снижения скорости перезаряда и снижения потерь на выключение силовых транзисторов в схему добавляют демпферный конденсатор.

Да, это демпферные конденсаторы, в большинстве случаев стоят вместе с резисторами (в пром. БП).

 

34 минуты назад, sanek_vol сказал:

 при полной нагрузке частота ниже резонанса и ток контура опять определяется током намагничивания. 

Не понял. Ток намагничивания нужен для перезаряда средней точки - это ясно, но причём здесь рабочая частота и ток контура? Ток ограничен контуром.

 

@sanek_vol

[thickman]

sourсe, если выбрали работу выше резонанса, тогда либо как советует sanek_vol, либо вводить адаптацию паузы. Если резонансник нерегулируемый, лучше выбрать работу ниже резонанса - нагрузочная  характеристика получается жесткой. И адаптивная пауза в этом случае не нужна, поскольку ток в паузе не зависит от нагрузки, он определяется лишь током перемагничивания.

1 час назад, irfps сказал:

петля симметрирования включена не так, как в схеме с чипмейкера.

У меня такая же ситуация. В симуляторе петля  эффективна как она там нарисована, а в железе с точностью до наоборот – как на схеме с форума Чипмейкер.

Edited September 19, 2022 by thickman

[irfps]

Очень интересно, благодарю.

Вот и у меня, в железе работает как в схеме с чипмейкера. А я не могу понять, почему так. Странно, что в модели не работает. Видимо, что то в модели не так. Есть еще трудность, модель все время норовит остановить расчет по ошибке мин. времени. Не понятно, что подправить, что бы работала стабильнее, добавление небольших емкостей и резисторов не помогает. 

Подскажите пож., на ваш взгляд, какие частоты преобразования наиболее оптимальны для МУ на сердечниках MSSA и MSSN? Судя по модели и макету, на частотах около 25кгц, при напряжении на входе МУ около 24в, для сдвоенного сердечника MSSA 18 SL, получается около 20 витков обмотка МУ. Сечение получается совсем небольшое, возможно есть смысл поднять частоту до 50-80 кгц, или сильно вырастут потери в МУ?

Edited September 19, 2022 by irfps

[thickman]

Только что, irfps сказал:

то подправить, что бы работала стабильнее, добавление небольших емкостей и резисторов не помогает. 

попробуйте параллельно нелинейным индуктивностям подключить резисторы номиналом в десятки килоом.

 

В 14.09.2022 в 07:41, max-ti сказал:

По защите, опять-же в оригинале их нет, наверно не нужны.

Нужны. Но если удалить резисторы R3,R4 в Вашей схеме, получится тот самый дуальный тиристор с самоотключением при перегрузке. Однако уровень срабатывания будет довольно высоким, падение напряжения на открытом силовом ключе должно превысить напряжение на обмотке затворного трансформатора плюс пороговое Q3 или Q4. Это довольно много, лучше задавать меньший ток перегрузки,  применив доп защиту на паре дополнительных транзисторов. К тому же, чтобы такой вариант с самоотключением работал без сбоев, необходимо обеспечить условия для гарантированного ПНН во всех режимах работы.

[irfps]

Стоит 50к параллельно нелинейным индуктивностям, не помогает.

Вы не тестировали сердечник MSSN? на частотах около 25 кгц? В MSSA больно много витков надо вмотать, для такой частоты.

С увеличением частоты , вроде бы сильно растут потери из за эффекта близости. Вот и не понятно где оптимум. 

[source]

1 час назад, thickman сказал:

sourсe, если выбрали работу выше резонанса, тогда либо как советует sanek_vol, либо вводить адаптацию паузы. Если резонансник нерегулируемый, лучше выбрать работу ниже резонанса - нагрузочная  характеристика получается жесткой. И адаптивная пауза в этом случае не нужна, поскольку ток в паузе не зависит от нагрузки, он определяется лишь током перемагничивания.

 

Получается,  результаты моделирования совпадают с результатами в железе? (Суть моего вопроса заключалась в этом)

[thickman]

10 часов назад, source сказал:

Получается,  результаты моделирования совпадают с результатами в железе?

Да, совпадают.

11 часов назад, irfps сказал:

С увеличением частоты , вроде бы сильно растут потери из за эффекта близости.

Поэтому, пмсм,  правильнее  приподнять частоту преобразователя для того, чтобы уменьшить число витков и применить однослойные обмотки. В однослойных обмотках эффект близости сведён к минимуму.

  Увеличение температуры сердечника в режиме полного отключения (максимальный размах индукции в дросселе насыщения) опасно для кобальтового аморфа MSSA и совершенно не опасно для нанокристаллических железных MSSN

[Кыс]

По прочтению темы возник вопрос. Почти во всех схемах с обводным трансиком и ТТ, они прицеплены к точке между транзисторами, которая постоянно летает от земли до +300В.

Есть ли в этом еще какой-то резон, кроме того, что так рисовать удобнее? имеется в виду не модели, а железки