Конструируем дуальный тиристор (атрибутивный ключ ZVS-преобразователей)

[colorad]

18 минут назад, Vslz сказал:

Прорисуйте коллекторный p-n переход

А у первоначально схемы @Georgy11 так .

[Реклама]

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

[Georgy11]

22 часа назад, igorka110 сказал:

Генератор

На рисунке 3 ссылки невозможно разобрать масштаб оси напряжений. Но, усреднив на глаз напряжение на коллекторе, можно сделать вывод, что напряжение для 1 клетки примерно равно напряжению источника питания, и составляет около 12 вольт. На этом же графике видно, что в режиме, когда напряжение на коллекторе и базе отрицательные, и переход база-коллектор смещён в прямом направлении, напряжение на этом переходе превышает 12 вольт. Такого быть не должно.

[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

[Georgy11]

23 часа назад, colorad сказал:

напряжение на коллекторе другое

Не сомневаюсь,  Вы получили правильную диаграмму напряжения на коллекторе. Она похожа на диаграмму из моей рабочей тетради. Реально для такой схемы отрицательного напряжения на коллекторе больше чем 12 вольт, быть не может. Ибо отрицательное напряжение на коллекторе складывается из двух напряжений, обратного напряжения перехода эмитер-база и прямого напряжения перехода база-коллектор. Первое из них - напряжение лавинного пробоя для npn транзисторов составляет обычно 6...12 Вольт. Ну а второе, около 1 вольта. Всё это можно видеть и на графиках моей рабочей тетради. 
Когда много лет назад я моделировал эту схему для высоковольтного транзистора в Micro-Cap 5, результат совпадал с натурным экспериментом.
Почему в спешке, уезжаю на дачу, я получил иную картину, буду выяснять позже.
 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда 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 очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[igorka110]

https://ltdfoto.ru/images/2022/09/10/GEN.jpg

Что-то странное, ссылки не преобразовываются в фото...Это прямая ссылка на осциллограммы с 3 картинки.

Изменено 10 сентября, 2022 пользователем igorka110
исправление ссылки

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

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

[Georgy11]

9 минут назад, igorka110 сказал:

[url=https://ltdfoto.ru/image/...

Ссылка не открывается

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

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

[Georgy11]

40 минут назад, igorka110 сказал:

Это прямая ссылка на осциллограммы с 3 картинки.

Спасибо. Но осциллограммы явно другие. И, более того,  ранее высказанное мной сомнение получило только подтверждение...

Изменено 10 сентября, 2022 пользователем Georgy11

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

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

[colorad]

53 минуты назад, Georgy11 сказал:

Ибо отрицательное напряжение на коллекторе складывается из двух напряжений, обратного напряжения перехода эмитер-база

53 минуты назад, Georgy11 сказал:

Первое из них - напряжение лавинного пробоя для npn транзисторов составляет обычно 6...12 Вольт.

В LTspice обратное напряжение  эмитер-база может быть любым . Пробоя не происходит . Ограничить его можно шунтом из резистора .

При увеличении номинала этого  резистора напряжение растет .

Если б не замечание Vslz оставил этот нюанс без внимания .

Возможно это зависит от модели транзистора . А есть ли модели с лавинным пробоем я не знаю .

ДТ.asc

Изменено 10 сентября, 2022 пользователем colorad

[Georgy11]

5 минут назад, colorad сказал:

В LTspice обратное напряжение  эмитер-база может быть любым . Пробоя не происходит .

Спасибо. У меня, правда, Micro-Cap, но, может и в нем так...

[Vslz]

4 часа назад, colorad сказал:

у первоначально схемы @Georgy11 так .

я видел. Так не получается ))

2 часа назад, colorad сказал:

А есть ли модели с лавинным пробоем я не знаю .

а причем тут лавинный пробой - база-коллектор смещается прямо, и отрицательное напряжение, которое Вы видите (выброс), видимо, падение под прямым током база-коллектор )).

[colorad]

9 часов назад, Vslz сказал:

видимо, падение под прямым током база-коллектор )).

Но тогда база-эммитер будут под обратным напряжением . Как утверждает интернет, это чревато лавинным пробоем . Или не лавинным, что более понятно .

А симулятор ни каких пробоев не показывает . В довесок вопросов имеем неясность конечной схемотехники .

Может до пробоя и не надо доводить , а наоборот защитится от него .

 

Изменено 11 сентября, 2022 пользователем colorad

[Georgy11]

3 часа назад, colorad сказал:

чревато лавинным пробоем  ...

Может до пробоя и не надо доводить , а наоборот защитится от него .

От таких слов становится страшно.
Практика же показывает, что лавинного пробоя в кремниевом PN переходе бояться не нужно, если он не переходит в тепловой необратимый пробой. Неоднократно приходилось делать (подбирать) стабилитроны на десятки и сотни Вольт из обычных транзисторов и диодов.  В натурном эксперименте, результаты которого зафиксированы в рабочей тетради, действительно происходит лавинный пробой, около 10 В, что отражено полочкой. Другое дело, что это бесполезный расход энергии...

[colorad]

40 минут назад, Georgy11 сказал:

От таких слов становится страшно.

А у меня ,  противоположная фобия .

Насколько хорош лавинный пробой для массового производства ?

Даже китайцы сегодня простые генераторы делают скажем на 555 таймерах, а не на транзисторах с лавинным пробоем . 

Вы решили начать с теории .

А  обычно многие   начинают с другого конца  (ломают игрушки) .   Для повторения устройства изучают схемотехнику . А для повторения схемы изучают теорию .

[Georgy11]

 Параметрический генератор.
Параметрические колебания - колебания, возникающие при периодическом изменении какого-либо параметра колебательной системы в результате внешнего воздействия. В электрическом колебательном контуре такими параметрами могут быть индуктивность и ёмкость. В нашей конкретной схеме конденсатор колебательного контура, когда напряжение на нём становится равным нулю,  закорачивается транзистором на короткое время (и один раз за период). Формально это эквивалентно мгновенному изменению ёмкости колебательного контура до бесконечно большого значения, что и производит "накачку". 
Форумчане обратили внимание на характерные для параметрического резонанса диаграммы напряжения на конденсаторе колебательного контура в моём первом посте  при открытии темы (см. Колебания1.jpg). К сожалению, как я тогда еще предположил и написал,  "модель в.в. биполярных транзисторов не предусматривает лавинного пробоя перехода база-эмиттер при обратном смещении". Моё предположение подтвердили также и форумчане. То есть с реальными элементами осциллограммы данной схемы будут иметь другой вид. 
Как же должна выглядеть живая схема чтобы наблюдались подобные колебания? 
Во-первых, нужно оградить переход база эмиттер от обратного напряжения. Это можно сделать, если поставить диод со стороны коллектора или со стороны эмиттера. Но поскольку нужно обеспечить накопление заряда в переходе база-коллектор при обратном напряжении на транзисторе, то остаётся вариант диода только со стороны эмиттера. 
На "хорошем" транзисторе 2SC3307 схема выглядит так. 

Резистор R2 обеспечивает накопление заряда при реверсе напряжения, а резистор R3 обеспечивает рассасывание заряда, и, что самое главное, он отводит ток ёмкости база-коллектор при нарастании напряжения на коллекторе. Что исключает "вторичное открывание" транзистора.
Диаграмма колебаний имеет вид:

Если использовать "плохие" транзисторы, например, BU208A, то для обеспечения автогенерации каждый из указанных резисторов нужно уменьшить в два-три раза.

[Georgy11]

3 часа назад, colorad сказал:

Насколько хорош лавинный пробой для массового производства ?
Даже китайцы ...
...многие   начинают с другого конца  ...

Мне, пол жизни проработавшему на предприятиях ВПК, и привыкшему давать письменный отчёт по режимам каждого из сотен элементов схемы, не с руки возражать или соглашаться с Вашими суждениями. Написано в требованиях заказчика, что напряжение на электролите должно быть не меньше 0,6 и не больше 0,85 номинала, Будь добр исполняй, а не рассуждай. А если хочешь что-то использовать с отклонениями от ТУ, потому что иначе просто невозможно выполнить требования ТЗ, Будь добр, Проведи натурные испытания, Получи положительные результаты, Подготовь документы, и через ЦБП Получи разрешение от производителя...
А по поводу "С какого конца начинать", Всё зависит от конкретного человека и от конкретной ситуации.
Главное, чтобы был азарт, драйв.
 

[Vslz]

Со столь высоким сопротивлением в цепи базы, высоковольтный транзистор вообще не собирается работать.

С диодом автоколебания наблюдаются, но форма и близко не такая.

Смущает околонулевая нагрузочная способность генератора. Колебания просто затухают при попытке снять мощность.

[Georgy11]

31 минуту назад, Vslz сказал:

Смущает околонулевая нагрузочная способность генератора. Колебания просто затухают при попытке снять мощность.

Для работы Вашей первой схемы необходима амплитуда на коллекторе в 5-10 раз больше Епит. Т.е. понизьте Епит, увеличьте R3, это нагрузка в данном случае, ток запуска увеличьте. 
Во второй схеме не нужен D1. 
Такой автогенератор, действительно, плохо держит нагрузку. И все же.
Попробуйте  режим, при котором амплитуда на коллекторе в 5-10 раз больше Епит. А диод D2 обязательно должен быть с большим временем восстановления, ни в коем случае ни Hyperfast!!!
Кстати,  Vslz, скажите, пожалуйста, как в Вашей схеме осуществляется запуск.

Изменено 11 сентября, 2022 пользователем Georgy11

[Vslz]

4 минуты назад, Georgy11 сказал:

как в Вашей схеме осуществляется запуск.

запуск я осуществил подачей отрицательного напряжения на резонансный конденсатор. Только так схема запускается. У меня.

5 минут назад, Georgy11 сказал:

ни в коем случае ни Hyperfast!!!

интересный поворот. Почему так, любопытно ?

7 минут назад, Georgy11 сказал:

Попробуйте  режим, при котором амплитуда на коллекторе в 5-10 раз больше Епит

хорошо, попробую

[Georgy11]

8 минут назад, Vslz сказал:

интересный поворот. Почему так, любопытно ?

Если я отвечу на Ваш вопрос сейчас, Вы пожалеете после моделирования, что его задали. Проверьте, прав ли я в своем предположении.
(А вообще, дальше будут истинные дуальные тиристоры и настоящие преобразователи)

[J_Ohm]

В 11.09.2022 в 17:52, Vslz сказал:

Со столь высоким сопротивлением в цепи базы, высоковольтный транзистор вообще не собирается работать.

 - Со слишком низким: сопротивление 47 Ом бесполезно сливает заряд, не дав ему подержать транзистор открытым подольше. А у последнего и h21Э к тому же мал.

[J_Ohm]

В 10.09.2022 в 18:51, Georgy11 сказал:

На рисунке 3 ссылки невозможно разобрать масштаб оси напряжений. ...

20 В и 0,2 А на деление. Выброс на базе соответствует импульсу тока и омическому сопротивлению базы в модели 10 Ом.

[Georgy11]

Прочитал рекламу:
"LTspice в десятки, если не в сотни раз опережает другие симуляторы, как платные, так и бесплатные (LTspice полностью бесплатен), по количеству пользователей."  
 Вообще, я не собирался  возвращаться напрямую к необычному автогенератору.  Но,  поскольку захотел ознакомиться с LTspice, то решил повторить, приблизительно, моделирование Vslz  этого автогенератора.  Долго искал библиотеки.
Теперь относительно эксперимента.
Перешел на высокое входное напряжение, 300 В.
В первой схеме  стремился получить красивую синусоиду.  Тут ключ работает очень короткими импульсами, восполняя потери  в резисторах  R1 и R2.

Во второй схеме проверял нагрузочную способность.  Мощность в нагрузке более пол киловатта. 

В этом автогенераторе, как и в других однотактных преобразователях, режим ZVS легко обеспечивается благодаря выпрямительному диоду с большим временем рассасывания. Vslz поставил Диод superfast. Потому генерация срывалась даже при небольшой при подгрузке. 

Load.asc Diod_Emitter.asc

[Georgy11]

В 13.09.2022 в 15:05, J_Ohm сказал:

Выброс на базе соответствует импульсу тока и омическому сопротивлению базы в модели 10 Ом.

Это конечно первая мысль, которая приходит. И, возможно, сопротивление тела базы дает наибольший вклад. Но через внешний резистор 10 Ом в базу, а потом в коллектор проходит только часть тока. Вторая часть тока проходит через эмиттер (который стал псевдоколлектором).
При всем этом, напряжение прямо смещенного перехода база-коллектор составляет около 10 вольт!!! Насколько точно может работать модель при таких зверских условиях?
Надо пробовать с паяльником...
П.С. В Генераторе по ссылке igorka110 https://forum.cxem.net/index.php?/topic/249382-конструируем-дуальный-тиристор-атрибутивный-ключ-zvs-преобразователей/&do=findComment&comment=3694426 есть источник 0,7 В, который просто откроет транзистор в насыщение.  colorad не поддался на этот нюанс, и промоделировал схему без источника  0,7 В. 
Чтобы читатели не относились серьезно к статье, ее автор дополнительно приплел туда Теслу. Это просто смешно предполагать, что резонансный контур Теслы ждал, а теперь надеется на этот генератор.  

 

[Vslz]

1 час назад, Georgy11 сказал:

напряжение прямо смещенного перехода база-коллектор составляет около 10 вольт!!!

нет там 10 вольт  На прямосмещенном переходе, как и ожидалось, падение чуть менее 2 В.

900 Вт получилось. Но для запуска автогенерации пришлось сделать неправдоподобно низким сопротивление дросселя на входе. С дросселем 500 мкГн и Rdc=100 мОм (вполне реалистично) - ни в какую не запускался. Снизил до 10 мОм - пошло. Только вот, такой дроссель не сделать.

Выходной диод поставил выпрямительный, с длительным trr>4 мкс

Изменено 14 сентября, 2022 пользователем Vslz

[Georgy11]

Наверное многим не понравилась ступенька на диаграмме тока в моём предыдущем посте. Ну, а отъявленные любители Миллера наверняка уже щёлкнули языками и саркастически промолвили: "против чего ты возражал, вот на то и напоролся!" 
Ну, это ещё вопрос, сколько в той ступеньке Миллера. Не буду с этим разбираться. И не буду ждать, пока начнут опять меня тыкать Миллером. Лучше задам загадку, о которой, правда, собирался говорить позже. 
Посмотрите новые осциллограммы. Куда делась ступенька?

Обратите внимание, я уменьшил ёмкость резонансного конденсатора. Он уже давно перестал быть резонансным, а стал просто демпфирующим. И его ещё можно уменьшить без увеличения потерь.
Не сомневаюсь что многие из вас, дорогие форумчане, но конечно не все,  уже догадались в чём дело. (чем-то похожим занимался уважаемый thickman).
 И хочу чтобы все заметили,  что  нарисованный набор элементов, обеспечивающий  столь приятные  глазу характеристики,  это есть ключ, который может быть исполнен в интегральном  твердотельным  виде,  как  единый компонент.  Нужен ли такой ключ? (Понятно, что база мощного транзистора должна быть выведена, т.е., все как транзистор, три электрода).
 А может там и не всё слишком гладко? Глазами не видно, но напряжение  насыщения  при 10 амперах больше 4 Вольт (в datasheet 5 В)...
 И всё же.  Куда делось ступенька?Load_End.asc

 

Изменено 14 сентября, 2022 пользователем Georgy11

[Georgy11]

52 минуты назад, Vslz сказал:

С дросселем 500 мкГн и Rdc=100 мОм (вполне реалистично) - ни в какую не запускался. Снизил до 10 мОм - пошло.

Очень странно. Я проверил, сделал в своей схеме Rdc=0.1, все работает, как и раньше. 
Vslz, скажите, пожалуйста, (или, где прочитать) как вывести диаграммы напряжений между неземляными узлами схемы? Как изменить название узла на Vc, например?
Спасибо
Кстати, извините за навязчивость, но Вы поняли, почему желателен выпрямитель, с большим  trr?

Изменено 14 сентября, 2022 пользователем Georgy11