Магнитный усилитель в автогенераторном преобразователе

[нищеброд]

22 часа назад, irfps сказал:

У Ваших изделий  серьезные мощности и задачи.  Возможно такие сложности для этого оправданы. В моих поделах мощности небольшие(100-300вт), при этом стараюсь получить минимум тепловых потерь, по этому гонять реактивные токи в 10 ампер нет смысла, а при меньших нет ПННа.

Уменьшил питание до 300В,уменьшил снабберы до 500р, поставил ключи потоньше и ПНН получил при 1,5А тока ХХ.

[Adver]

[irfps]

Добрый вечер.

нищеброд

Проверял в живую, при емкостях параллельных ключам в 1нф, минимальный ток достижения ПНН 4-5а в пике, это при 50ом в затворах. Для снижения похоже нужен адаптивный драйвер.

 

 thickman

Домотал 30вит в Е20 увеличил зазор до 0,22мм во всех кернах. Температура ОТ  упала до 56ц.

Похоже нужно увеличивать сердечник.

Edited February 3 by irfps

[Adver]

[нищеброд]

22 часа назад, irfps сказал:

У Ваших изделий  серьезные мощности и задачи.  Возможно такие сложности для этого оправданы.

Я не считаю ШИМ модуляцию сложнее чем лишние мотки для симметрирования схемы и линейный усилитель. Кроме всего ,коэффициент усиления биполярных транзисторов имеет серьёзный разброс. Для серийного изделия это недостаток.  Для многовитковых МУМУк тоже можно делать ШИМ модуляцию. Естественно , при этом нанобаранки  уменьшаются пропорционально виткам.

5 минут назад, irfps сказал:

Для снижения похоже нужен адаптивный драйвер.

Может просто нужно увеличить мёртвое время.В модельке я его не менял - 0,5мкСек.

[irfps]

Прошу прощения, не очень понял, что вы имели в виду?

Я не считаю ШИМ модуляцию сложнее чем лишние мотки для симметрирования схемы и линейный усилитель. Кроме всего ,коэффициент усиления биполярных транзисторов имеет серьёзный разброс. Для серийного изделия это недостаток.  Для многовитковых МУМУк тоже можно делать ШИМ модуляцию. Естественно , при этом нанобаранки  уменьшаются пропорционально виткам.

 

Так у меня же автогенератор, там только затворными резисторами возможно регулировать. При малой нагрузке импульсы становятся трапецеидальными, из за перезаряда снабберных конденсаторов. Не хватает тока для перезарядки. Адаптивный драйвер, судя по модели, сильно помогает.

Именно по этому уважаемый Гиратор и писал, что правильнее использовать контроллер и адаптивный драйвер. 

TestFBDrg.asc

[irfps]

 

Похоже, пока остановлюсь на этой модели.

Покритикуйте пож.

FBucc.asc

[irfps]

z_vip

Привет!

Для достижения ПНН средний ток должен быть не менее 0.8-0.9а.

На мой взгляд, провод тоньше 0.3 применять не стоит, лучше 0.5.

Как я понял у вас первичная обмотка намотана в много   слоев. Это совсем не хорошо, эффект близости будет сильно заметен.

По идее лучше в 1 слой, или немного хуже, пирог 1/2 первички -вторичка-1/2 первички. Большее количество слоев совсем плохо.

Протестирую ETD29 это близко к 7*7 по сечению. Значит для моста мотать нужно около 200-250 вит. Ширина каркаса 19мм, если мотать 0.5 то 1слой 36 вит, получается для 200 вит 6 слоев, это совсем плохо.

Для провода 0.3 60 вит слой, получается 4 слоя, тоже не хорошо. Возникает вопрос, что делать? Дальше снижать диаметр провода, или мотать 4 слоя?

Вот и смотрю, на распиленное кольцо.

[Obergan Alexey]

14 hours ago, irfps said:

высокие напряжения и МУ не очень удачное сочетание.

Собственно, зависит от того, насколько оно высокое. Если уровня 100-150 вольт, то ещё сойдёт. Хотя, при таких напряжениях может ещё и нет смысла делать полный мост по выходу. А при более высоких напряжениях я столкнулся с такой проблемой, что высоковольтных pnp или p-канальных мосфетов в продаже раз два и обчёлся. А если есть, то дорогие и токовые.

[irfps]

Доброе утро.

Obergan Alexey

МУ возможно управлять через отдельную обмотку.

По моему непрофессиональному мнению, для получения высоких напряжений, правильнее применять резонансные технологии(LLC) или  как в модели, мост, при этом может быть и не резонансным.

FBMU12.asc BuckFB.asc

[z_vip]

@irfps дорогой друг!

Я вас наверно неправильно понял - мои рассуждения были об обводном трансформаторе(поясните плиз, зачем вам такие токи в ОТ или не в обводном) в полумосте и применительно к мосту с увеличением напряжения в два раза. Предыдущие макеты других участников темы не требовали таких мощностей ОТ -> Для достижения ПНН средний ток должен быть не менее 0.8-0.9а

Теперь про коструктив первички - намотка выполнена поступательной от одного края до другого(начало на одном краю каркаса - конец обмотки на другом, что требует установки трансформатора на ребро) - примерно 4-5 пересечений; все в один слой. Если один слой не удается, то выбираю больший сердечник. Больше 4-5 пересечений сложно мотать, часто витки сваливаются. Такое секционирование

Намотка выполняется на каркасе на ручном станке.

Желательно пропитку сразу перед намоткой вторички - можно выполнить горячим воском, что раньше пропитывали трансформаторы.

Но испытания показали, что изоляцию обмотка держит хорошо, так как напряжение между соседними  витками в целом постоянно и не превышает

1/12 напряжения обмотки

За сим удачи и поборем мы ваш мост - доведем до ума

 

@Obergan Alexey  Привет

Тут у вас MУ с высоким напряжение 400 В и для управления требуется pnp высоковольтный. Наверное проще инвертировать схему выпрямления(поменять полярность диодов и др.) для npn управляющего транзистора, а к нему присобачить схему слежения за напряжением на выходе. Для простоты можно реализовать на 817 оптроне и стабилитроне( куча стабилитронов:))

Всем удачи и здравия

 

[Obergan Alexey]

@z_vip, я вот подумал, что 400 вольт стабилизировать - так себе идея. В конце концов, для мостового выпрямителя на ППГ колечке делается две обмотки. И между ними будет достаточно высокая разность потенциалов. А вот если попробовать развить данную идею для питания транзисторного УМЗЧ с плюсовой и минусовой шиной... Например таким образом можно стабилизировать напряжение между плюсовой и минусовой шиной. Правда я не знаю, как будет вести себя вся эта кухня относительно средней точки. В общем, надо будет поиграться в мульке

[z_vip]

@Obergan Alexey если кольцо бальшое:), то можно намотать по типу синфазных дросселей БП вот - 310 В разность и работает. А для 400 В думаю нужно задать диапазон регулировок напряжения(например +10% -20%), тогда можно ограничится меньшим числом витков на нанобаранке.

А относительно средней точки возможно придется делать два одинаковых МУ для минусовой шины и плюсовой

[gyrator]

Двуполярный источник сделать на МуМуке довольно просто. 

А вот стабилизировать высокое напряжение посредством ШИМ, ИМХО, не самая лучшая идея, хотя бы потому, что массогабариты дросселя LC  фильтра становятся соизмеримыми с массогабаритами СТ. Что касаемо использования магнитных ключей для ШИМ высоковольта, то многослойная обмотка дросселя насыщения, без коей не обойтись, будет шибко греться посредством эффекта близости, ибо , в отличии от дросселя фильтра, индукция и точёк в ней бегают по полной. Вариант с МуМу-вольтодобавкой вполне прокатит, но защиту и ограничение тока заряда выходных емкостей придётся переложить на тарахтелку.

[Obergan Alexey]

2 hours ago, gyrator said:

Двуполярный источник сделать на МуМуке довольно просто. 

Спасибо за модельку! Эхх, а я надеялся, что можно как-то обойтись двумя ППГ колечками для двухполярочки  

 

[irfps]

Добрый вечер.

thickman

Намотал ОТ, ETD29, 200вит первичная и 9вит вторичная, провод 0.3. Последовательность, 1 слой-1\4 первичной,  2 слой-1\4 первичной, 3слой-вторичная, 4 слой-1\4 первичной,  5 слой-1\4 первичной. Вроде бы, все как по науке.

Стал измерять индукцию рассеяния, перемкнув вторичную обмотку и получил величину в 50 микрогенри. Это нормально?

[z_vip]

@Obergan Alexey даже не думай 2 кольца! 4 даешь

Еще gyrator развил мою мысль про 10%-20% предложил вольтодобавку к источнику 400 - то есть 380 В основной источник и 0-40 В вольтодобавка, а защиту вводить по первичной стороне +  предохранитель(можно электронный)

@irfps а индуктивность первички какая? для 310 В в районе 8-10 мГн, можно больше

[irfps]

5 мг

[Obergan Alexey]

45 minutes ago, z_vip said:

вольтодобавку

Мне данное решение не совсем подходит, т.к. была мысль сделать БП с диапазоном регулировки от 100 до 400 вольт для тестового источника анодного питания. В случае же вольтдобавки, возможно это имеет смысл там, где приличные токи и достаточно стабилизации в пределах 10-20%. Сама по себе стабилизация анода не требуется. Достаточно вкорячить электронный дроссель, чтоб убрать низкочастотные пульсации, а если надо стабилизировать, то 100 миллиампер можно и линейным стабом подстричь. Ну а с высокочастотными по идее должен RC фильтр неплохо справиться.

4 hours ago, gyrator said:

эффекта близости

А на малых токах он тоже себя проявляет ? Грубо говоря, если это анодное питание и потребляемый ток порядка 100-200 миллиампер, будут ли разогреваться многослойные обмотки ?

[z_vip]

@irfps5 мГн маловато, а зазор какой ?

По расчетам 200 витков должно быть достаточно, но если напряжение возрастет, то будет греться сердечник

Для ETD29 расчеты дают 232 витка при 30 кГц и индукции 0,15 Тл при напряжении 310 В

@Obergan Alexey тогда в мою обитель плиз, где я ваяю на Ш ферритах МУ на стороне ключей(полумост) - в виде макета собрал - регулировка 9-40 В на выходе, правда при токе от 1 А(то бишь напряжение можно легко масштабировать, а макс ток выхода  4 А, всего 160 Вт примерно мощности ). Для меньших токов нужно увеличить объем магнитопровода МУ в два раза(нужен новый каркас для обмотки управления).

Пока проект забросил из-за проблем с другими частями этого проекта - время нужно, все делается с нуля.

 

[gyrator]

25 минут назад, Obergan Alexey сказал:

А на малых токах он тоже себя проявляет ?

Эффект близости увеличивает сопротивление провода по сравнению с  сопротивлением на постоянном токе. 

Стало быть, от тока не зависит. Зависимость от тока проявляется в тепле, кое  определяется произведением  квадрата тока на сопротивление. Так что для мелкого тока может и прокатит. 

31 минуту назад, Obergan Alexey сказал:

БП с диапазоном регулировки от 100 до 400

Дык, ЛАТР и самовозбудная тарахтелка для гальваники и габаритов.

[irfps]

Да, похоже ОТ. так же не хорошее решение. 

 ETD29, первичная 100 вит, вторичная 5 вит. Мост. 50 кгц. +310в. пиковый ток намагничивания  2а.

Сильно греется(60ц), именно первичная обмотка, при не очень большем токе.  Провода 0.3мм не достаточно по сечению, но укладывается в 2 слоя с обмоткой управления по середине.

Провод 0.6мм возможно уложить в 4 слоя, с обмоткой управления в середине.

Так вот, ОТ с проводом 0.6мм греется существенно сильнее.(85ц)

Эффект близости.

Либо отказаться вовсе от ОТ и сердечников типа MSTN и применять ферритовый сердечник с зазором, или сделать ОТ на кольце с пропилом, как показывал уважаемый Гиратор. Иначе ОТ будет превосходить по размеру СТ.

gyrator

Подскажите пож., по Вашему мнению, какое решение более правильное для небольших мощностей?

[z_vip]

@gyrator не! Ну можете ЛАТРом нас пришибить, мы тут изобретаем, то что уже изобретено

А теперь вопрос по существу:

Прочитал  - Механизмы отказов MOSFET в мостовых импульсных источниках питания с переключениями при нулевом напряжении (ZVS)

Несколько статей. Все рассказывают, как плавятся полевики на высоких частотах 100 кГц, но решение предлагают использовать супер современные транзюки с быстрыми боди-диодами? и больше решений я там не увидел, может плохо читал на ночь

К сути. Это что, мне не суждено сделать мост на 800-1000 Вт тарахтелкой с магнитным усилителем и синхроном на выходе на IRFP460? Частоту планирую 20 кГц.

Может не тратить нервы, сразу использовать IGBT со встроенными диодами?

Из дешовых мне доступны IRG4BC20UD , но уних ток 6,5 А при 100 градусах - может не хватить запаса

есть еще более дорогие  IRG4PC30UD 12 А при 100 градусах - что подскажите?

С уважением

 

[gyrator]

10 часов назад, z_vip сказал:

Это что, мне не суждено сделать мост на 800-1000 Вт

Дык , вам виднее. 

Лично у меня, мостик в серийном изделии работает без проблем и прошёл все испытания.

Контроллер с ТГР без всяких "вумных" драйверов, и мяфкая коммутация во всём диапазоне нагрузок.

Собссно гря, и без мяфкой коммутации потери в ключиках были мелкие, но пришлось её добиваться из-за помех у потребителя с примоником. Как только нутряные емкостины фетиков перестали "клацать", помехи пропали и чюйка у примоника стала зело высокой. Кстати, после введения мяфкой коммутации и пульсон по всем другим цепям заметно снизился. Поэтому, мяфкая коммутация больше потребна не для мелкого повышения кпд питальника, а для существенного снижения уровня помех по входу и выходу, кондуктивных и  индуктивных, поскольку жёсткий мостик на полевиках работает  как система РЭБ местного значения.

Как уже трындел, вместо зазора в колечке СТ, для получения потребного тока хихи, поставил покупной дросселёк параллельно обмоткам одной из выходных цепей на МуМуке.

Так что, ИМХО, для пессимизЪма нет причин.

[Obergan Alexey]

49 minutes ago, gyrator said:

Так что, ИМХО, для пессимизЪма нет причин.

Согласен  Я конечно не уверен, что причина вылета ключей в ПНН режиме в мостике такая же, как в полумостике, но ток обратного восстановления боди диода зависит от скорости нарастания напряжения на стоке. А с хорошей демпферной ёмкостью оно нарастает довольно-таки плавно. Плюс, thickman где-то уже говорил, что лучше, когда не 100% ПНН, а остаётся на ключе пара десятков вольт, тогда небольшого импульса тока разряда выходной ёмкости должно хватить для восстановления боди диода. Так что да, нет повода для паники

P.S. Я тут развожу платки для контроля мумук для двухполяра по вашей схеме, ну и обратил внимание на R454, R455, которые по 2.7 килоом. Т.е. с выхлопом в 30/40 вольт уже недостаточно будет размеров 1206, надо что-то помощнее. Засим такой вопрос, 2.7к - это был осознанный выбор, или можно взять номинал поболее, чтоб снизить ток через тлку до 1-2 мА ?

[gyrator]

32 минуты назад, Obergan Alexey сказал:

чтоб снизить ток через тлку до 1-2 мА ?

Дык, у TLки минимальный ток стабилизации 1 ма. Куда же дале снижать?

Что касаемо схемки, то она в значительной мере учебная. Прежде чем ваять в железе, я бы потестил еЯ в мульке на отсутствие возбуда во всём диапазоне нагрузок и при разбросе параметров сердешных для дросселюк насыщения, и, при необходимости, подобрал бы номиналы корр. RC цепочек с учётом вышеизложенного а такоже  возможного изменения ESR выходных электролитов. А самое главное, добавил бы защиту по току в каждый канал. Благо миллиомные SMD лезисторы для датчиков тока имеются в широком ассортименте. При наличии токовой защиты и питание управы дОлжно делать независимым от выхлопа. Например, 15 вольт от мелкого стильбизатора питающегося от МуМукиных обмоток с гасящими емкостишками или без оных, буде потребление управы не превышает 10 мА.

Да и лепить транзисторчик в качестве УПТ, ИМХО, не самое лучшее решение при наличии в природе счетверённых операционников с мелким потреблением, кои так полюбляет коллега irfps.

[Obergan Alexey]

Just now, gyrator said:

Куда же дале снижать?

Ну ниже и не надо  Так, пару-тройку оставить.

4 minutes ago, gyrator said:

я бы потестил еЯ в мульке

Да я уже погонял её в лтспайсе. Тут правда не во всех режимах получается. Чуть добавил выходной ёмкости и мульке начинает башню сносить. В целом можно и в железе потестировать. Я платы развожу только под управление мумуками. Это будет платка размером 2 на 2 см, втыкающаяся уже в основную плату тарахтелки. А там уже можно будет поиграться с номиналами ускоряющей(я же правильно понимаю, что R430, C20 - это ускоряющая ?) и замедляющей цепочки, чтоб не было возбудов, путём подпаивания навесом различных номиналов.

А что касается операционников, то всему своё время. Сначала попробую сделать вариант попроще, потом буду уже браться за посложнее.