Вопросы построения схемы стаблизатора тока топлогии step-down, без шунта в GND

[Yahont7]

Здравствуйте уважаемые коллеги и форумчане.
Работаю над схемой управления контакторов переменного тока с помощью постоянного тока.
Управлять контакторами переменного тока с помощью постоянного, дает огромный выигрыш в потреблении ЭЭ, отсутсвие шума и нагрева устройства.
Но схема управления в таком случае сложна.
Вначале нужно на AC контактор подать импульс постоянного напряжения сродни рабочему AC, чтобы контактор защелкнулся затем необходимо его удерживать постоянным током равным или меньшим чем рабочий при AC.

Короче говоря управлять AC контактором. Можно либо:
1. Рабочим напряжением АС, в небольших пределах.
2. В случае DC тока, не напряжением а только током!

Изначально планирую делать блоки управления целыми группами АС контакторов,
по 4 и более штук, с питанием от оперативной цепи щитов DC24V.

Для упрощения нужно управлять именно 24В AC контакторами.
Схема пуска контактора пока такая:

Источник питания Vcc3 должен обладать мощными конденсаторами от 4700 до 10 000мкф.
 

А вот источник тока Ic1, после включения должен обеспечивать стабильный ток заданной величины от 100 до 500мА, работать с низкоомной нагрузкой 4-10 Ом.
При этом контроль тока этого источника не должен обрывать цепь GND, а в разомкнутой петле иметь напряжение не менее 12В а лучьше 24В.
Еще желательно чтобы схемотехника этого источника исключала редких комплектующих.
Первое, что я хотел использовать это MC34063, я отключил ОС по напряжению и попробовал такую схему:

Но, к сожалению с нагрузкой в 5 Ом эта схема, не работала неустойчиво.
То работает, и держит заданный ток, то горит прри включениях сама микруха...
Попытка усилить схему транзистором:
 

Положение не спасает. Все также горит микруха, особенно, если питать схему от 24В.
Не знаю, что делать в этом случае... либо схема неверная либо микрух китайские с алиэкспресса (купил в свое время, на одном дешманском сайт, и других нет, на помучить).
Если у кого какието идеи?

[Реклама]

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

[LazyEd]

http://open.e-voron.dp.ua/stabilizator-toka-svetodiodov-na-mikrosheme-ms34063/

[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

[rz6lye]

В своей время на производстве в силивом шкафу погорели релюшки ДС24в, а снабженца купили АС24в. Выкрутился тем что запустил для управления купленными релющками 12 вольт постоянки, влесто требуемых для реле 24в переменки. Реле немного грелись, но работают по сю пору, уже лет 7... 

[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

[Yahont7]

18 часов назад, LazyEd сказал:

http://open.e-voron.dp.ua/stabilizator-toka-svetodiodov-na-mikrosheme-ms34063/

Я эту работу давно видел и изучал.
Все схемы кроме первой не подходят по той причине, что между входом и выходом рвут цепь GND.
Точнее говоря, они не используют цепь GND, а в контексте решаемых задач, это важно.
Самая неэффективная схема с точки зрения автора статьи, приведена в самом ее начале:

Сегодня, эту схему собрал, в таком виде:

Резистивный делитель обеспечивает напряжение ХХ в 22В.
Дальше дособрал стенд, схемой включения контактора:

И тут начались сюрпризы.
Китайская ON - MC34063, просто отказалась работать и испустила дым.
Пришлось перейти на SO-8 версию оных микросхем. И схема заработала.
Т.е. при нажатии кнопки SB1 выходной транзистор включает контактор, запасенная энергия электролитов, обеспечивают пуск контактора, затем когда конденсаторы разряжаются об контаткор начинает работать стабилизатор тока.
На этой схеме я ранее изучал особенyости управления AC контаторами.
Но, оказало что:
1. Шунтирующими резисторами переключателя SW1, ток удержания практически не регулируется и составляет в среднем 350мА. Более того два и более паралельных резистора по 1.5Ом приводят к перегоранию ШИМ регулятора.
2. Если включить схему при зажатой кнопки SB1, то также может привести в выгоранию ШИМа.
Эксперименты проводились при напряжении питания 23В.
Из хорошего, то что вся схема в режиме ожидания потребляет 30-40мВт.
При включенном контакторе КМИ-22510 потребление всей схемы включая его всего 800мВт.

 

[Lexter]

4 часа назад, Yahont7 сказал:

При включенном контакторе КМИ-22510 потребление всей схемы включая его всего 800мВт.

Чтобы не заставлять незаинтересованных лиц лазить что-то искать, напишите тут:
Какой ток удержания требуется контактору?
Какое напряжение на управляющем входе контактора при этом токе?

Изменено 1 апреля, 2023 пользователем Lexter

[IMXO]

7 часов назад, Yahont7 сказал:

При включенном контакторе КМИ-22510 потребление всей схемы включая его всего 800мВт.

No coments.

[Yahont7]

3 часа назад, Lexter сказал:

Чтобы не заставлять незаинтересованных лиц лазить что-то искать, напишите тут:
Какой ток удержания требуется контактору?
Какое напряжение на управляющем входе контактора при этом токе?

В данном конкретном случае, для КМИ-22510 c катушкой АС24В, пусковой ток зависит, от напряжения.
Для DC 24В составляет 4,8А, величина тока удержания выбирается равной номинальному току катушки при переменном токе, он составляет 400ма.

Я подробно исследовал этот контактор, постоянным током.
Результаты оказались впечатляющими.
Во-первых удерживать в закрытом состоянии АС контактор, с помощью постоянного тока очень выгодно, так как позволяет снизить потери мощности более чем на порядок.
Во вторых время срабатывания контактора при таком подходе постоянное. Настолько постоянное, что если провести около 10 включений то при равных стартовых исходных данных, - время включение одно и тоже. Больше того, того этим временем можно управлять, с помощью стартового напряжения пускового источника. Так например для данного контактора при 24В время включения 16.04мсек, при 42В уже 9мсек, при 56В - 7.16мсек.
В-третьих ток удержания может быть кратно ниже номинального для АС режима. В данном случае  номинальный ток удержания 400мА. Минимальный ток удержания данного контактора составил~70мА (но уже неустойчиво, может и выщелкнуть). Вот величину в 125мА можно использовать смело, уже сам не выщелкнится. Сопротивление обмотки около 5.0 Ом! При этом потребляемая мощность  всего 5,0*0,125^2 = 0,078Вт. Да именно так 80мВт!!! Просо потрясающе низкое энергопотребление! При номинальном токе он будет потреблять 0.8Вт, что также круто ибо так потребляет микро реле.
В-четвертых, полное отсутсвие гула и шума!
В-пятых в промышленных и бытовых щитах, теперь можно будет использовать  дешевые общепромышленные АС контакторы, в оперативной сети DC24В.
В-шестых, эти же контакторы можно использовать и в силовых электронных устройствах (инверторы, стабилизаторы и т.д.), в качестве недорого и надежного коммутирующего устройства.
 

1 час назад, IMXO сказал:

No coments.

Тем не менее это так.
Я в своих новых проектах щитового оборудования, я просто мечтаю реализовать этот блок управления. Ток удержания могу смело и решительно снизить и до 200мА, тогда контактор будет потреблять 200мВт!
Кстати схема над которой я работаю, будет нивелировать пуковые токи, а значит что для управления допустим 4-8контакторами, будет достаточно одного блока питания на 15Вт!
Да и резервировать цепи питания по постоянки проще чем от разных вводов. Также в щитах можно будет запитатся от малых АКБ и прочии плюшки.

[Lexter]

11 минут назад, Yahont7 сказал:

Я подробно исследовал этот контактор

Надеюсь вы понимаете, что результаты ваших исследований можно использовать только в аппаратуре, которая никогда никем не будет проверяться на соответствие требованиям по эксплуатации. Например, у вас дома, подключенное после автоматов в щитке. Потому что вы, как электрик, установивший эти контакторы с нарушением требований ТУ (управление постоянным током в них вообще не предусмотрено), будете всегда крайним при любом чихе в этой системе, при любой проверке, а тем более если что-нибудь случится, даже если эти контакторы вообще не при чём.

Ну а в принципе, ваша задача решается при помощи практически любого готового китайского модуля DC-DC с регулировкой ограничения тока. На его выход добавляется ёмкость, обеспечивающая при разряде срабатывание контактора, после чего модуль ограничит ток на уровне удержания.
Не очень понимаю ваши заморочки с цепью GND, но у таких преобразователей GND входной цепи соединён с GND выходной. Вроде как вам и нужно.

[Piotr__1]

@Yahont7 Предлагаю вам еще один практический эксперимент.

Во время работы схемы в режиме удержания постоянным током постучите по корпусу контактора. Сымитируйте так сказать срабатывание рядом стоящих контакторов. Есть шанс что вылезет проблема.

[Yahont7]

8 часов назад, Lexter сказал:

Надеюсь вы понимаете, что результаты ваших исследований можно использовать только в аппаратуре, которая никогда никем не будет проверяться на соответствие требованиям по эксплуатации. Например, у вас дома, подключенное после автоматов в щитке. Потому что вы, как электрик, установивший эти контакторы с нарушением требований ТУ (управление постоянным током в них вообще не предусмотрено), будете всегда крайним при любом чихе в этой системе, при любой проверке, а тем более если что-нибудь случится, даже если эти контакторы вообще не при чём.

В нашей стране таких дотошных проверок не проводят.
С другой стороны, это не значит, что я намерен создать устройство уровня радиолюбительской подделки, которая может привести к авариям в цепях управления.
Моя задача напротив, создать надежное устройство, для щитов автоматики, специально для оптимизации управления контакторов. Особенно это актуально, если нужно делать щит управления электрохозяйством при наличии нескольких вводов питания, генератора инвертора.. например вот проект щита управления домашним хозяйством 

В этой схеме я хочу для коммутации использовать контакторы. Это позволит на передней панели управления щита, использовать малогабаритные кнопки и тумблеры (вместо промышленных кнопок и селекторных переключателей). А еще это позволит все контакторы запитать от одной шины постоянного тока 24В (которая будет запитанна от всех вводов, включая аккумуляторный).

Так вот ведущее преимущество модуля управления контакторов, будет состоять в том, что он будет получать питания от единной и дублированной шины питания DC24В.

Кроме всего будет отсутствовать шум контакторов и их паразитный нагрев.

Таково оборудования сейчас нет в продаже. Потому его надо создать.
Вопрос надежности будет решатся лишь в реализации модуля/блока управления контакторов либо чисто аналоговая схема, либо аналоговая схема под управлением МК.

Пока первичен вопрос, надежной и доступной по комлпектухе схеме пуска и удержания контакторов.

Конкретная реализация самого блока управления в целом это уже будет следующий этап работы.
Каков бы они ни был (с управлением по МК или без), он будет содержать базовую плату с клеммами ввода и вывода, DC/DC преобразователем, конденсаторным источником энергии и панелью управления. И отдельно платы контактора, которые будут вставляться в базовую плату..
Но опять же это все следующий этап работы..

2 часа назад, Piotr__1 сказал:

@Yahont7 Предлагаю вам еще один практический эксперимент.

Во время работы схемы в режиме удержания постоянным током постучите по корпусу контактора. Сымитируйте так сказать срабатывание рядом стоящих контакторов. Есть шанс что вылезет проблема.

Пройденный этап.
Хоть кулаком бей, хоть отверткой ковыряй:
Относительный DC ток к номинальному переменному току:
- 40-100% - жестко держит якорь контаткора, даже отверткой сковырнуть сложно.

- ~20-40% - не жесткое удержание, можно отковырнуть отверткой, но вибрациями и ударами не раскрывается.
- ~15-18% - не устойчивое удержание.




 

[Dr. West]

14 часов назад, Yahont7 сказал:

Таково оборудования сейчас нет в продаже. Потому его надо создать.

Вы действительно думаете, что условный конструктор, в своём уме, будет ставить в проект непонятные костыли, вместо того, чтобы воспользоваться документацией и рекомендациями производителей ПРА? А как это обосновать? А как сертифицировать? А кто это будет обслуживать и ремонтировать? А какие гарантии работы схемы в различных условиях? А сколько наработка "на отказ"?
 

[_abk_]

On 4/2/2023 at 8:23 AM, Yahont7 said:

время включения 16.04мсек

... .04 мсек! Потрясающая точность! 

А теперь измерь время выключения. Через час включенного состояния. Через сутки... Скоро наступит время, когда сердечник, рассчитанный на перемагничивание переменным током, намагнитится постоянным током достаточно, чтобы контакты не разомкнулись, когда понадобится. И тогда тебя посо-о-одют...

On 4/2/2023 at 8:23 AM, Yahont7 said:

могу смело и решительно...

Пик кривой Даннинга-Крюгера. 

[IMXO]

15 минут назад, _abk_ сказал:

Пик кривой Даннинга-Крюгера.

Да не,  это аборигены пытаются повторить, то что за бугром появилось 10-15 лет назад... так называемое "универсальное питание".
путного пока нет, но гении маркетинга работают:
 

Цитата

Описание

Контакторы модульные типа КМ торговой марки IEK
.....
Универсальное питание катушки управления – переменный или постоянный ток (КМ25-40, КМ40-40, КМ63-40).
.....
Пониженный электромагнитный фон благодаря использованию магнитной системы на постоянном токе.
.....
Экономия энергии (ток удержания в 5 раз меньше пускового).
Высокое быстродействие (включение – 20 мс, отключение – 30 мс).

 

Изменено 3 апреля, 2023 пользователем IMXO

[Dr. West]

Аналогичную фигню на работе встречал. На буржуйском контакторе, примерно 4 величины, в конструкцию катушки встроен какой-то модуль (залит эпоксидкой). Естественно, в один прекрасный день, этот модуль сдох и контактор, стоимостью овердофига денег, пошёл под замену, т.к. запчастей нет.

[Yahont7]

3 часа назад, Dr. West сказал:

Вы действительно думаете, что условный конструктор, в своём уме, будет ставить в проект непонятные костыли, вместо того, чтобы воспользоваться документацией и рекомендациями производителей ПРА? А как это обосновать? А как сертифицировать? А кто это будет обслуживать и ремонтировать? А какие гарантии работы схемы в различных условиях? А сколько наработка "на отказ"?

Не понял, а я что уже устройство создал и начал его продавать? 
С какой стати вы вообще сочли, я здесь решил заниматься коммерцией в этой теме?
Я что-то пропустил?

Напомню, для тех, кто "в танке". Я только начал активные работы над этим устройством.
И мне сейчас глубоко безразличны вопросы какой-то там сертификации, продаж и продвижений.
Не флудите  в этой теме,  это не мое.
Мне всего лишь надо создать грамотную и надежную схему стабилизации тока источника удержания
охватывающую по возможности все аспекты электронного управления контактором.
Более того модули с эти источником тока должны допускать общую землю, для того чтобы группу контакторов подключать к устройству также о схеме с общей землей: Для реализации таких усхем подключения контаткоров:

Либо так

Если же в схеме регулирования тока (подсхемы цепи удержания) в цепи GND появится шунт, то уже получится очень плохо с подключениями контакторов:

4 часа назад, IMXO сказал:

Да не,  это аборигены пытаются повторить, то что за бугром появилось 10-15 лет назад... так называемое "универсальное питание".
путного пока нет, но гении маркетинга работают:

За бугром.. мне известны контакторы от ABB со встроенной платой управления. Которые обеспечивают хорошие эксплуатационные характеристики, но:
1. Это очень дорогие контаткоры.
2. Эти контакторы труднодоступные, и производит их только АBB.
3. Время включения таких контакторов достигает 95мс (по их же документации).
 
Я же рассматриваю, совершенно иной подход.
1. Использовать общепромышленные а значит очень доступные и дешевые контакторы.
2. Управлять ими посредством отдельного(ных) модуля(лей) (на дин речное исполнение или в сборном корпусе из тонкой листовой стали индивидуального проекта).
3. По возможности аналоговая схема, как минимум на первом этапе отладки этой идеи (хотя схема на МК, позволит на 100% управлять всеми процессами включения и отслеживать аварийные ситуации)

4 часа назад, IMXO сказал:

Цитата

Описание

Контакторы модульные типа КМ торговой марки IEK
.....
Универсальное питание катушки управления – переменный или постоянный ток (КМ25-40, КМ40-40, КМ63-40).
.....
Пониженный электромагнитный фон благодаря использованию магнитной системы на постоянном токе.
.....
Экономия энергии (ток удержания в 5 раз меньше пускового).
Высокое быстродействие (включение – 20 мс, отключение – 30 мс).

Это полная чушь.
Ток удержания и так много ниже пускового. И кстати более чем в 5раз.
 

 

[Yahont7]

4 часа назад, _abk_ сказал:

.. .04 мсек! Потрясающая точность! 

А теперь измерь время выключения. Через час включенного состояния. Через сутки... Скоро наступит время, когда сердечник, рассчитанный на перемагничивание переменным током, намагнитится постоянным током достаточно, чтобы контакты не разомкнулись, когда понадобится. И тогда тебя посо-о-одют...

Включение контактора на пусковое напряжение в 48В (конденсатор 6.7мФ, изм. резистор 0,82Ом)

Ток синяя линия, напряжение кондера зеленая, три различных повтора включения: время пуска 7,96мс (пик тока ~8А)