Синхронный выпрямитель в самодельном компьютерном ИИП

[Vslz]

1 час назад, Cad сказал:

SR с допобмотками работать толком не будет? Я правильно Вас понял?

да, в общем, так. Надо, чтобы синхронные ключи имитировали режим свободной коммутации, как диоды. Т.е., отпирались при отрицательном Vds и запирались при положительном. И все. А в этой схеме зачем-то жестко привязаны моменты коммутации к напряжению на обмотках трансформатора. Это и делает SR неполноценным.

1 час назад, Cad сказал:

Макетировалась в железе?

не так скоро  И Ваш вариант тоже изучал, все вышесказанное легко заметно еще в процессе моделирования.

1 час назад, Cad сказал:

несколько "приукрасил" положение вещей

он сам себе поверил, а реальное положение дел не изучил.

1 час назад, Cad сказал:

пологие фронты, то часть периода ключи SR работают в линейном режиме, от того и греются

Если канал синхронного мосфета включится плавно и медленно, ток сначала пойдет через боди-диод, чуть увеличив потери, а потом канал подхватит. Общие потери будут невелики, включается-то мосфет при нулевом напряжении . Фронты не должны влиять. 

1 час назад, Cad сказал:

Т.е. может дело в самом инвертере и с него надо начать и подправить?

нет, в самом недо-SR.

27 минут назад, Cad сказал:

видна разница в падении напряжений на паразите и открытом канале

видна, но очень плохо. Надо эту зону растянуть, чтобы увидеть 4-5 кратную разницу в падении

Изменено 3 июня, 2021 пользователем Vslz

[Реклама]

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

[Cad]

16 часов назад, zato4nik сказал:

Сделайте на затворах сихровыпрямителей и на первичке ТГР при разной нагрузке ИИП. 

Сделал. Осциллограф Philips PM3207 15MHz. Щуп 1:1, 10 Вольт в клетке, 5 mkS/дел. Сигнал Vsd Q4 (верхний) vs  Vsg Q2 (нижний)

1. Вых ток SR 0.1А

2. Ток 0.7А

3. Ток 3А

На последнем фото при 3А что-то непонятное, синхронизацию не удается настроить.

На затворах сихровыпрямителей и на первичке GDT двумя каналами сделать не смогу, нет гальваноразвязки между каналами, замкнет. Только если оба канала на земле. Или одним каналом в любой точке последовательно.

[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

[zato4nik]

Фронт-спад на затворах вполне норм, за исключением разной длительности в плечах, возможно это каррент-мод  подрабатывает, и возможен перекос индукции в сердечнике. 

[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

[Cad]

Вторичка выполнена лентой 24х0,2 вдвое, т.е. сразу 2 полуобмотки между двумя половинками первичек. По идее перекоса быть не должно, все симметрично. Но в верхнем слое первички витков в 1,4 раза меньше.

А то, что при таком небольшом токе (3А) Кзап. уже почти максимальный - это не страшно? Как-то не по классике... Надо уменьшать Ктр СТ, т.е. увеличивать напряжение на вторичке?

[zato4nik]

А с диодами нормально было?

Вторички правильно сфазированы?

Изменено 4 июня, 2021 пользователем zato4nik
добавление

[Cad]

Конечно, вторички правильно, иначе  оно б вообще не работало!

К сожалению, я не проверял. Нагрев был очень сильный и я тогда подумал, что сразу перейду на SR, воодушевленный тем, что на макетке SR заработал на RF540 (других не было). Теперь понимаю, что поторопился. Даже не знаю что делать: пока не буду уверен в точности, что инвертор работает нормально, как дальше испытывать? Превращать плату в  макетку - жалко, можетдело в какой-то мелочи. Можно, если не резать дорожки, попробовать подставить "умные диоды" DK5V45R10S (45V 10mΩ) или сразу лепить IR11688, тогда транзисторы даже не надо выпаивать, стоят как надо, только гейты оторвать. Я еще опасаюсь как бы их не сжечь по рукожопости, у меня их только пара, а следующие (но их будет уже много!) приедут только через месяц. А с другой стороны с этими тоже не сильно поэкспериментируешь, всего 40В, на грани... В общем, куда не сунься - везде стенка 

Убедите меня, что с этой схемой делов не будет!

Изменено 4 июня, 2021 пользователем Cad

[zato4nik]

Ключи для SR надо было 60 вольтовые выбирать, есть и 2мОм. По схеме  SR отговаривать не буду, сам такого не делал даже в симуляторе, но начинал бы с виртуального моделирования. По остальной схеме - заменить   однополупериодный выпрямитель на двухполупериодный в 15В обмотке. С поцикловым ограничением надо осторожней, контроллер запросто ограничивает не симметрично, лучше какой-нибудь стоп-кран сделать.

[Cad]

1 минуту назад, zato4nik сказал:

По остальной схеме - заменить   однополупериодный выпрямитель на двухполупериодный в 15В обмотке.

Т.е. Вы имеете в виду, что однополупериодный выпрямитель немного перекашивает силовой трансформатор?

[zato4nik]

Может, заметность этого явления зависит от индуктивности первички. 

Кстати самый простой способ проверить - замерить напряжение на средней точке конденсаторов, должно быть пол-питания.

Изменено 4 июня, 2021 пользователем zato4nik

[Vslz]

40 минут назад, Cad сказал:

немного перекашивает силовой трансформатор?

Если есть возможность сделать нагрузку двухтактной, лучше этим воспользоваться. Иногда не верится, что цепь самопитания может в импульсе несколько ампер потреблять.

4 часа назад, Cad сказал:

Надо уменьшать Ктр СТ, т.е. увеличивать напряжение на вторичке?

да

4 часа назад, Cad сказал:

пока не буду уверен в точности, что инвертор работает нормально, как дальше испытывать?

удалите ключи SR, смонтируйте 100В 20А Шоттки, с ними настраивайте инвертор. Посмотрите токи и нагрев. Получится - сделаете следующий шаг. Чтобы плата не превратилась в макетку, надо сначала хорошо обкатать все в моделях.

Я попытался воспроизвести принцип, о котором сказал выше, на примере двухтактного выпрямителя на 14В выхода. К сожалению, не могу сказать, что все работает как надо - выброс сквозного тока и напряжения на стоках. Надо изучать и думать как улучшить драйвер. Может, компаратор медленный, может, надо логику добавлять.

 

 

Изменено 4 июня, 2021 пользователем Vslz

[Cad]

2 минуты назад, Vslz сказал:

Если есть возможность сделать нагрузку двухтактной, лучше этим воспользоваться. Иногда не верится, что цепь самопитания может в импульсе несколько ампер потреблять.

Не, я в выпрямителе дрось поставил L3, он не позволит :).

Моделями пользоваться не умею, но майкрокап стоит. Пока рисую в нем схемы. Сегодня собрал на отдельной платке SR на IR11688, уже думал тулить, но пожалуй Вы правы - сначала надо откатать на диодах, так будет правильнее. Завтра займусь.

Спасибо Вам и @zato4nik за то, что тратите на меня свое время. Риспект!

[Vslz]

Хм, по-моему, самый малозатратный вариант - добавить пару обмоток на GDT, раскачивающий силовые высоковольтные ключи, и соединить их с затворами ключей SR. Если, конечно, тока хватит у драйвера, то как полу-синхронный выпрямитель вполне пойдет. По крайней мере, у него не будет подвохов типа самовозбуда или кривого сигнала на холостом ходу (от незадемпфированного на ХХ силового трансформатора). Демпфируется он вторичными диодами, которые замыкают его обмотки в паузах. Поэтому, на ХХ будут медленные затухающие колебания, они не вредны для силовых ключей или диодов, но для управления противопоказаны.

[Cad]

@Vslz, примерно такое решение как тут https://datasheetspdf.com/pdf-file/827682/ChampionMicroelectronic/CM6901/1 стр.14? 

[Cad]

Убрал ключи SR, смонтировал диоды MUR3010. Шотток на такое напряжение у меня нет, максимум 45В. Картинки такие же. Еще обратил внимание, что есть небольшой разбаланс по плечам на фронтах, но он заметен только на малых токах,  до 0.7А. При больших его уже не видно.

А вот что на входе первого дросселя выпрямителя. Нижний луч - затвор Q2. Первая картинка при токе 0,1А, вторая - 0.7А. При 3А полки уже одинаковой амплитуды.

Скрытый текст

Подскажите, плз, как скрывать картинки чтобы не загромождать пост.

 

[Vslz]

если у Вас проставлены позиции, то укажите их, а то плохо понятно, какой первый дроссель ? Такого на выходе выпрямителя со средней точкой не должно быть. Огромный разбаланс четных и нечетных полуволн. Или я все не так понял ?

[zato4nik]

Оставьте L5 , другой замкните накоротко.

[Cad]

Подправил нумерацию элементов на схеме, теперь всё по порядку, вроде.

@Vslz , да, все правильно, первый дроссель это L1 на отредактированной схеме. Меня тоже удивляет такой сильный разбаланс между полуволнами. В количестве витков вторички сложно ошибиться, их всего четыре, но все возможно. И по осциллограмме видно, что разница между полуволнами составляет примерно четвертую часть от среднего значения между полуволнами. Наверное, надо делать ревизию СТ, т.е. перематывать. 

@zato4nik , L5 после перенумерации теперь L1. L2 замкну, уже после ревизии СТ. Хотя L2 совсем небольшой, неск. витков на стержне.

Изменено 6 июня, 2021 пользователем Cad

[sashka]

Тоже пробовал такую схему только с ir11672a. По нагреву конечно выигрышь есть по сравнению с диодами, но не такой сильный как хотелось бы. 

[Serg76]

sashka - это же резонансный БП и в полуобмотках вторички форма сигнала для управления ключами SR гораздо четче и красивее. Внутренний компаратор имеет порог как правило меньше полу-вольта. Здесь же ШИМ-преобразователь и управлять ключами SR доп. обмотками на СТ получается очень плохо. Выбросы от Ls во вторичке попробуй ещё снабберами задавить, а управлять нормально такой формой сигнала затвором ключа, да ещё с такими осцилляциями ... 

Тут бы развязать питание контроллера дежурным БП и управлять им тогда SR на прямую, а через ТГР (а это уже только три обмотки на нём) ключами в первичке, и защите на ТТ это не мешает.

Изменено 7 июня, 2021 пользователем Serg76

[Cad]

@zato4nik , замкнул дрось L2, ничего не изменилось, форма та же.

Добавлю картинку на L1 при токе 3А

[Cad]

@sashka Эти драйвера имеют такую особенность, что они не всегда вовремя открывают ключи. Поэтому часть периода ток течет через паразитный диод, потому и подогреваются. Этот процесс описан в этом ролике https://www.youtube.com/watch?v=1BdA5oCIEdc с 7:15. Автор рекомендует шунтировать Шоттки.

[zato4nik]

4 часа назад, Cad сказал:

ничего

А что в точке соединения R1 и R2 ? Ровно половина + шины? 

[Cad]

@zato4nik Общее питание 297VDC,  в точке соединения R1 и R2 ровно половина - 149VDC, ну прыгает понятно +/- от сети.  На стоке Q2 - 160VDC, и привожу картинку при вых токе 0.7А, 100В/клетке. Я так понимаю перекос из-за несимметрии импульсов? 

[zato4nik]

Скорей разная длительность импульсов это реакция контроллера на не симметрию вторички.

[Vslz]

кроме 2х тактного, вполне возможен и прямоход с синхронным выпрямлением. Никаких особых драйверов SR тут не надо. Для разруливания фазами работы мосфетов-выпрямителей, будет достаточно какого-нибудь одновходового драйвера полумоста с дедтаймом, типа IR2104 или аналога. Причем, прямой выход верхнего бутстрепного плеча "приземляется" и управляет мосфетом выпрямления прямого хода, а второй, инверсный - мосфетом обратного хода. Мосфеты понадобятся 75-100 вольтовые, не ниже.

Изменено 8 июня, 2021 пользователем Vslz