Регулирование напряжения постоянного тока 600-1000 Вт

[Alexey_BH]

Добрый день! 

К сожалению, не являюсь специалистом в электронике, но паять умею. В общем, такая вот нетривиальная задача.

Сделать питание и диммирование ламп накаливания относительно большой мощности (в сумме хотя бы до 600, в идеале до 1000 Вт) *постоянным* током. Управление диммированием- 0..10В.

Первая мысль, которая пришла в голову:   поставить обычный коммерческий диммер 0-10В, за ним диодный мост и конденсатор большой емкости. Но наверняка это не будет работать как надо - так как диммер «срезает» часть синусоиды и, например, на малой яркости конденсатор просто не будет заряжаться, ведь ему надо потом держать довольно большую мощность до следующего «обрезка» полупериода выпрямленной синусоиды.

И напряжение после диодного моста и конденсатора будет иметь амплитуду не 220В (действующее значение), а будет больше в корень из двух раз и лампа просто сгорит. 

По идее, питание лампы на максимуме яркости должно быть 220В постоянки (равенство работы исходя из определения действующего значения переменки). 

Возможно, задача сложнее чем я думаю. Так как силовая электроника это очень специфичная часть, а некоторые решения типа серверных блоков питания вообще являются высокотехнологичным ноу-хау.

У кого есть идеи как это реализовать?

[Реклама]

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

[СЕРСАР]

2 часа назад, Alexey_BH сказал:

поставить обычный коммерческий диммер 0-10В

А что это?.. Покажите.

[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

[alend]

2 часа назад, Alexey_BH сказал:

В общем, такая вот нетривиальная задача.

Вы не правильно подходите к решению своей задачи.

Лучше скажите честно, что вы вообще хотите сделать, есть предположение, что вы создаете себе лишние проблемы на пустом месте, для чего вам всё это?

[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

[Lexter]

@Alexey_BH , вы не указали, на какое напряжение будут лампы накаливания. От этого сильно зависит способ решения.

Из текста можно только догадываться, что скорее всего на 220 В, но надо уточнить.

Можно ли взять лампы накаливания на 12 В (автомобильные, например)?

Можно ли регулировать освещённость изменением количества включённых ламп?

Ну а чтобы решить оптимальнейшим образом, как вам уже сказали, озвучьте исходную задачу.
Без этого "решать" можно очень долго, а получите в результате скорее всего какую-нибудь фигню.

[Огонёк]

16 часов назад, Alexey_BH сказал:

на малой яркости конденсатор просто не будет заряжаться

А задача в том, чтобы зарядить конденсатор? Если нет, то и пусть себе - лишь бы яркость нужная была. Не совсем понятно назачение диодного моста, однако, лампы и без него светить будут...

[Alexey_BH]

22 часа назад, СЕРСАР сказал:

А что это?.. Покажите.

Ну вот например - https://elevel.ru/shop/elektroustanovochnye-izdeliya/rozetki-vyklyuchateli/dimmery/151182300400pas/

21 час назад, alend сказал:

Вы не правильно подходите к решению своей задачи.

А как будет правильно?

Хочу сделать у себя диммируемое (то есть изменяемой яркости) освещение лампами накаливания или галогеновыми лампами постоянным током. Почему постоянным? Чтобы лампы не мигали, глаза уставали меньше и на видео, снятых на телефон, не было этого видимого мерцания.

18 часов назад, Lexter сказал:

Из текста можно только догадываться, что скорее всего на 220 В, но надо уточнить.

Спасибо. Да, лампы на 220, 12 вольт не пойдут из-за малой мощности, они более дорогие, а главное - провода были рассчитаны на относительно малые токи под 220.

18 часов назад, Lexter сказал:

Можно ли регулировать освещённость изменением количества включённых ламп?

К сожалению, нет. В этом случае будет просто неравномерное освещение. 

7 часов назад, Огонёк сказал:

А задача в том, чтобы зарядить конденсатор? 

Нет, задача в том чтобы конденсатор питал лампы пока на выходе диммера ноль. 

Мост нужен для получения выпрямленного тока, конденсатор - для питания ламп в периоды когда бывшая синусоида около нуля.

Понимаю что лампы будут работать на переменке, но хотелось бы постоянку чтобы не было мерцания. Вот лично для меня это было бы важно…

Так бы конечно, поставил обычный диммер и не создавал бы тему.

P.S. Спасибо всем ответившим.

Изменено 26 марта, 2023 пользователем Alexey_BH
Оверквотинг

[z_vip]

@Alexey_BH а сколько ламп используется на 600 Вт или 1000 Вт

Простое решение понижающий автотрансформатор (трансформатор на 300 Вт достаточно) с 220 В на 160 В . Далее диодный мост и фильтр конденсатор на 1000 мкф 300 В и получим примерно 220 В постоянки. Регулировка шим с частотой 5-15 кГц на мощном полевике.

Делать высоковольтный импульсный регулятор требуется знания и практика и достаточно сложно, чем на 20-30 В

Удачи

Изменено 26 марта, 2023 пользователем z_vip

[Lexter]

2 часа назад, Alexey_BH сказал:

Хочу ... на видео, снятых на телефон, не было этого видимого мерцания.

Тогда просто купите осветительное оборудование для виеосъёмки. Оно устроено по-другому, чем обычные лампы накаливания. Например, при регулировке яркости не изменяют установленную цветовую температуру.

 

С обычными "регулируемыми" лампами накаливания, после каждого изменения яркости замучаетесь каждый раз заново в редакторе корректировать цветопередачу.

Изменено 26 марта, 2023 пользователем Lexter

[Alexey_BH]

14 часов назад, z_vip сказал:

а сколько ламп используется на 600 Вт или 1000 Вт

Галогенки по 150 Вт каждая, итого 3 или 6. Плюс запас по мощности..

 

14 часов назад, z_vip сказал:

Простое решение понижающий автотрансформатор (трансформатор на 300 Вт достаточно) с 220 В на 160 В . Далее диодный мост и фильтр конденсатор на 1000 мкф 300 В и получим примерно 220 В постоянки. Регулировка шим с частотой 5-15 кГц на мощном полевике.

Вы предлагаете регулировать напряжение ЛАТРом? Трансформатор будет громоздко плюс надо не ручное регулирование, а электронное 0..10В. 

Шим даст такое же мерцание, но с большей частотой. Например, у диммируемых светодиодов это очень видно на малых яркостях.

В интернете я нашел такую схему… там управление двигателем постоянного тока, по идее, почти все что надо. Смущает отсутствие кондера за мостом… что скажете? можно ли ее доработать?

 

Есть еще нехорошее предчувствие касательно работы этой схемы на больших мощностях… может я неправ.

Изменено 27 марта, 2023 пользователем Alexey_BH

[Dr. West]

Это фазоимпульсный регулятор, по сути похоже на ШИМ, только на частоте 100 Гц.

[ChePay]

19 минут назад, Alexey_BH сказал:

Шим даст такое же мерцание, но с большей частотой. Например, у диммируемых светодиодов это очень видно на малых яркостях.

У Вас какая-то фобия мерцаний. Не сравнивайте практически безынерционный светодиод и тугую спираль галогенки. Никакого мерцания на единицах, а тем более десятках, килогерц не будет видно.

[Гость_Григорий_Т.]

41 минуту назад, Alexey_BH сказал:

у диммируемых светодиодов это очень видно на малых яркостях.

Почти все современные телевизоры подсвечивают матрицу диммируемыми светодиодами. На, даже самые дешёвые не мерцают. Глаза в принципе не видят мерцания с такой частотой. 

41 минуту назад, Alexey_BH сказал:

Трансформатор будет громоздко

А без трансформатора будет гальваническая связь с сетью. У вас управление оптическое? Тогда, вообще нет проблем. Делаете как писал @z_vip и добавляете дроссель с диодом. Стандартная схема запитки светодиодных ламп. Только детали помощнее.

[Alexey_BH]

19 минут назад, Dr. West сказал:

Это фазоимпульсный регулятор, по сути похоже на ШИМ, только на частоте 100 Гц.

Можете пояснить как он работает? Я думаю что при закрытии симистора его сопротивление растет и за счет этого напряжение на мосте уменьшается..но тогда он должен начинать сильно греться? У меня может дилетантские рассуждения, я не электронщик.

 

Частота сто герц задается конденсатором? Как сделать управление 0-10 вольт, в идеале с гальвано развязкой, там нужна наверное опторазвязка и управляющий транзистор?

 

34 минуты назад, ChePay сказал:

У Вас какая-то фобия мерцаний. Не сравнивайте практически безынерционный светодиод и тугую спираль галогенки. Никакого мерцания на единицах, а тем более десятках, килогерц не будет видно.

Ну на десятки килогерц согласен, особенно с кондером) Все же при 50 Гц мерцание напрягает глаза несмотря на всю инерционность спирали.

[Dr. West]

29 минут назад, Alexey_BH сказал:

Можете пояснить как он работает?

В гугле полно статей на эту тему. В двух словах - симистор открывается каждый полупериод, но с некоторым запаздыванием от начала. Момент запаздывания регулируем.
Т.е. на выходе имеем обрезанные полупериоды с частотой следования 100 Гц. Частота задаётся сетью и её никак не изменить.

Изменено 27 марта, 2023 пользователем Dr. West

[ummagumma]

В 25.03.2023 в 16:43, Alexey_BH сказал:

*постоянным* током

вам, мистер, нужен просто чёппер: 230vac >> 280vdc >> 0...230vdc. могу вам нарисовать схему. не бесплатно, конечно, но чисто за сущии пустяки, мистер... просто чёппер... стучитесь в личку. думаю в цене мы сойдёмся!

[Инкогнито Никто]

 

[Alexey_BH]

1 час назад, Dr. West сказал:

В гугле полно статей на эту тему. В двух словах - симистор открывается каждый полупериод, но с некоторым запаздыванием от начала. Момент запаздывания регулируем.
Т.е. на выходе имеем обрезанные полупериоды с частотой следования 100 Гц. Частота задаётся сетью и её никак не изменить.

Фактически, это классический диммер, который «вырезает» часть синусоиды. Тут мы возвращаемся в начало темы,  с этого начинал, но в итоге отказался.

1 час назад, ummagumma сказал:

... стучитесь в личку. думаю в цене мы сойдёмся!

Написал вам, это нормальный вариант. 

[ummagumma]

4 часа назад, Alexey_BH сказал:

Галогенки по 150 Вт

вопрос вам мистер: понимаете разницу между галогенками и лампами накаливания. т.е и те и те лампы накаливания, но в чём по вашему разница или её отсутствие?

[Alexey_BH]

16 часов назад, ummagumma сказал:

вопрос вам мистер: понимаете разницу между галогенками и лампами накаливания. т.е и те и те лампы накаливания, но в чём по вашему разница или её отсутствие?

С точки зрения нагрузки для схемы разницы между ними никакой, в галогенке спираль горячее, меньше испаряется и после выключения частично восстанавливается.

А к чему этот вопрос?

[Dr. West]

Спираль восстанавливается не после выключения, а во время работы. Цитата тупо из википедии:
 

Цитата

В галогенной лампе окружающий тело накала иод или бром (совместно с остаточным кислородом) вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя осаждению последних на колбе. Этот процесс является обратимым — при высоких температурах вблизи тела накала соединения вольфрама распадаются на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру спирали (для получения более яркого света), продлить срок службы лампы, а также уменьшить габариты по сравнению с обычными лампами накаливания той же мощности.

Отсюда можно сделать вывод - при диммировании галогеновой лампы цикл нарушается, восстановление спирали не происходит и срок службы сокращается.

Изменено 28 марта, 2023 пользователем Dr. West

[ChePay]

А всего лишь автору нужно было прислушаться к совету выше: регулировать яркость количеством включённых галогенок. Раз проводка уже разведена, то задействовать один провод как управляющий.

[Alexey_BH]

4 часа назад, Dr. West сказал:

Отсюда можно сделать вывод - при диммировании галогеновой лампы цикл нарушается, восстановление спирали не происходит и срок службы сокращается.

С другой стороны, температура спирали меньше, вольфрам испаряется меньше, таким образом, срок службы увеличивается.

Более того, скажу про практику - у меня в ванной стоят галогенки, подключенные через блок плавного пуска. Это фактически делает их «вечными» - за более чем пять лет эксплуатации такой схемы и многократных коммутаций каждый день, я заменил всего одну лампу из 10.

Но это же все к теме обсуждения не относится.

 

3 часа назад, ChePay сказал:

А всего лишь автору нужно было прислушаться к совету выше: регулировать яркость количеством включённых галогенок. Раз проводка уже разведена, то задействовать один провод как управляющий.

Управляющий чем? К тому же третий проводник используется в качестве защитного, тут без вариантов.

И я уже писал чем не подходит такой вариант - если бы он подходил, я бы не создавал эту тему.

 

[IMXO]

а так?

[Alexey_BH]

7 минут назад, IMXO сказал:

 

а так?

 

 

Спасибо вам огромное! Вы первый кто в этой теме действительно предложил вариант.

Можете в двух словах рассказать как эта схема работает?

Большая емкость за диодным мостом - чтобы держать 1 Квт между «пиками» выпрямленного напряжения? Можно ли уменьшить эту емкость, чтобы, например, на минимуме было 70-80% от пика синусоиды?

 

Драйвер IGBT управляется ШИМ, верно? 

Подскажите еще пожалуйста, есть ли условно бесплатное ПО, в котором можно развести схему на плату? И где не заказать, если существует поштучное производство для любителей (понимаю что цена будет немалая).

так же какое сопротивление у R2?

[IMXO]

7 минут назад, Alexey_BH сказал:

Можно ли уменьшить эту емкость, чтобы, например, на минимуме было 70-80% от пика синусоиды?

Зачем? На каком минимуме? Минимум это 0% заполнения ШИМ = отсутствие нагрузки = амплитудное напряжение на конденсаторе.

Все что до моста фильтр ВЧ. R2 & C6,C7 - фильтр НЧ , при 1кВт нагрузки на выходе 230..240В действующего при 325..330В амплитудного. R2 так же служит ограничением тока заряда на уровне около 25А.

L2, D1 - сглаживает ток через нагрузку.