|
|
  |
Мощный генератор напряжения произвольной формы |
|
|
|
Feb 24 2013, 20:41
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 35
Регистрация: 19-11-10
Пользователь №: 61 016

|
Добрый вечер! Разрабатываю интересный проект - генератор напряжения мощностью от 0 до 5кВт, амплитуда выходного напряжения 10-300 вольт, форма выходного напряжения - любая (непериодическая, несинусоидальная, несимметричная относительно нуля). Форма обеспечивается ШИМ с минимальной шириной импульса 50мкс. Пока нахожусь на этапе моделирования схемотехники в LTSpice. В основе - два параллельно работающих прямоходовых преобразователя - один обеспечивает положительную "полуволну" напряжения, второй - отрицательную. Столкнулся с такой проблемой - как обеспечить быстрое размагничивание сердечника импульсного трансформатора так, чтобы при этом минимум энергии попало в нагрузку? Сейчас получается, что при закрывании ключа происходит размагничивание сердечника через размагничивающую обмотку, при этом на нагрузке возникает импульс напряжения отрицательной полярности. Как сделать так, чтобы этого импульса не было или он был минимальным? Поставить диод в цепь нагрузки - очень нежелательно. Буду благодарен за любые идеи.
|
|
|
|
|
Feb 24 2013, 22:10
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 35
Регистрация: 19-11-10
Пользователь №: 61 016

|
Цитата(MK2 @ Feb 25 2013, 00:02)  может быть диодом? диодом не хотелось бы. В идеале хотел бы, чтобы оба плеча генератора - и "отрицательный" и "положительный" работали на один трансформатор - в этом случае диод не применишь. Кроме того, вторичная обмотка трансформатора будет использоваться как "вольтодобавка" к еще одному источнику напряжения - то есть ставить какие-то дополнительные компоненты во вторичную обмотку нежелательно. Пока вижу решение в том, чтобы как-то очень быстро размагнитить сердечник и тем самым значительно уменьшить амплитуду отрицательного выброса напряжения во вторичную цепь. А вот как это сделать?
Сообщение отредактировал vrmsumy - Feb 24 2013, 22:14
|
|
|
|
|
Feb 25 2013, 05:02
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 475
Регистрация: 6-02-10
Из: Москва
Пользователь №: 55 343

|
Цитата(vrmsumy @ Feb 25 2013, 00:41)  Столкнулся с такой проблемой - как обеспечить быстрое размагничивание сердечника импульсного трансформатора так, чтобы при этом минимум энергии попало в нагрузку? Классический однотактный прямоход не может работать без диода на выходе. Принципиально. Потому как трансформатору не хватит времени размагнититься за время паузы.
|
|
|
|
|
Feb 25 2013, 07:34
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 35
Регистрация: 19-11-10
Пользователь №: 61 016

|
Цитата(SergCh @ Feb 25 2013, 07:02)  Классический однотактный прямоход не может работать без диода на выходе. Принципиально. Потому как трансформатору не хватит времени размагнититься за время паузы. Коэффициент заполнения не очень большой. Моделирование показывает, что без диода на выходе - трансформатор все равно размагничивается. Весь вопрос в том, как "ускорить" этот процесс размагничивания, чтобы при этом в нагрузке возник импульс отрицательной полярности минимальной амплитуды. Посмотрите на графики напряжения на нагрузке в зависимости от количества витков размагничивающей обмотки - 5, 10, 20 витков. Видно, что чем больше витков, тем меньше амплитуда импульса отрицательного напряжения. Как ее сделать еще меньше? Может быть есть какое-то схемотехническое решение, например можно как-то быстро "закачать" в трансформатор "размагничивающий импульс"?
Цитата(injener @ Feb 25 2013, 09:11)  А почему не пойти на двухтактную схему? Взять за основу усилитель класса D. То есть использовать двухполярное напряжение питания и мостовую схему? А как гальванически развязать выход моста и нагрузку?
|
|
|
|
|
Feb 25 2013, 08:23
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 35
Регистрация: 19-11-10
Пользователь №: 61 016

|
Цитата(Herz @ Feb 25 2013, 09:55)  Напоминает попытку чесать левой пяткой правое ухо. Наверное, чтобы обеспечить в розетке знакопеременное напряжение, на электростанции используют два генератора: один для положительной полярности, другой - для отрицательной... Может, стоит что-нибудь по электротехнике почитать прежде, чем браться за "интересный проект" на 5кВт? Спасибо за здоровый сарказм. Речь идет не о генераторе чистого синуса 50Гц, а о генераторе напряжения "сильно неправильной" формы. Электрических машин, способных генерировать напряжение такой формы - не знаю. Если знаете - поделитесь названием? Может и стоит что-то прочитать по электротехнике... В каком направлении копать - порекомендуйте, пожалуйста, гальваническую развязку для ШИМ. "Железный" трансформатор просьба не предлагать - массогабарит не устраивает, да и напомню, что напряжение несимметрично относительно нуля. Конденсаторную гальваническую развязку тоже просьба не предлагать - не готов ставить в устройство неполярные конденсаторы на 100.000мкФ. Цитата(injener @ Feb 25 2013, 10:09)  Точно так же - импульсным трансформатором  Приложил схему с такого вида гальванической развязкой. На нагрузке - совсем не то, что в средней точке между транзисторами (если подключать нагрузку напрямую в эту точку, без гальванической развязки). Все та же проблема с выбросами из-за размагничивания импульсного трансформатора.
Сообщение отредактировал vrmsumy - Feb 25 2013, 08:26
|
|
|
|
|
Feb 25 2013, 08:46
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 35
Регистрация: 19-11-10
Пользователь №: 61 016

|
Цитата(injener @ Feb 25 2013, 10:42)  Таким образом, Вам необходим в чистом виде усилитель, который способен умощнять сигналы задания произвольной формы? Хм, действительно. Получается, что так. Только нужно, чтобы выход усилителя был гальванически развязан с нагрузкой, а транзисторы усилителя работали в ключевом режиме.
|
|
|
|
|
Feb 25 2013, 09:47
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 35
Регистрация: 19-11-10
Пользователь №: 61 016

|
Цитата(injener @ Feb 25 2013, 11:31)  Принципиальный вопрос: частота импульсов произвольной формы (не заполнения, а полезный сигнал) В идеале - полезный сигнал непериодический. Также возможна постоянная составляющая любой полярности любой амплитуды (+-300 вольт). На практике - период полезного сигнала не более 10 сек, постоянная составляющая +-50 вольт.
|
|
|
|
|
Feb 25 2013, 10:13
|

Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287

|
Цитата(vrmsumy @ Feb 25 2013, 10:23)  Спасибо за здоровый сарказм. Речь идет не о генераторе чистого синуса 50Гц, а о генераторе напряжения "сильно неправильной" формы. Электрических машин, способных генерировать напряжение такой формы - не знаю. Если знаете - поделитесь названием?
Может и стоит что-то прочитать по электротехнике... В каком направлении копать - порекомендуйте, пожалуйста, гальваническую развязку для ШИМ. "Железный" трансформатор просьба не предлагать - массогабарит не устраивает, да и напомню, что напряжение несимметрично относительно нуля. Конденсаторную гальваническую развязку тоже просьба не предлагать - не готов ставить в устройство неполярные конденсаторы на 100.000мкФ. Эх... В каком направлении? Да всё в том же - электротехники. Вы простите мой здоровый сарказм, но регулярно проявляются новички с "интересными проектами" сразу этак киловатт на пять-десять, и чтобы универсальное - на все случаи, которых ещё и не придумали... При этом, как работает трансформатор представляют с трудом и опытом в области силовой электроники нулевым. Посмотрите всё-таки схемотехнику усилителей класса D - может, натолкнёт на полезные мысли. Там не обязателен железный массогабарит. А ещё лучше - начните с того, для чего это нужно. Без чёткого понимания цели опять будем переливать из пустого в порожнее страниц десять. Потом Вы признаетесь, что что-то совсем иное имели в виду...
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|