Необязательно, посмотрите на осциллограмму и убедитесь.

Вот тут Вы немножко не правы. Если уж советуете , то хотя бы более точные формулы приводите , отражающие физический смысл " в первом приближении"
∆I1 = ( (Uвх – Uвых)/L)*∆t, ∆I2 = (Uвых/L)*∆t.

∆I1 не равно ∆I2 даже "в первом приближении" во время переходного процесса установления среднего тока дросселя , только через время , равное нескольким постоянным времени L/R произойдет установление этого среднего значения , это вы можете наблюдать и на осциллограмме.
То, которое вы видите на вольтметре, подключенном к нагрузке.

Я постараюсь, но Вам такое же замечание

тау, вот за осциллограмму спасибо. В какой это программе модель ШИМа построена если не секрет? И где ее можно скачать? Давно хотел скачать нормальный симулятор, а какой именно и откуда - не знаю..

Кое-что всё-таки прояснилось. Тоесть, через некоторое время (явно меньше 1сек) я всё-таки добьюсь примерно нужного мне значения тока через нагрузку, несмотря на высокую коммутируемую частоту. Так?

По осциллограмме: хотелось бы посмотреть, что творится с выходом на частоте 100Гц? И что с ним творится в случае отсуствия каких-либо диодв?? Где и примерно какой величины будут в данном случае возникать самые опасные выбросы (как для самого блока, так и для ИП)? Очень нужно.

И все-таки было бы идеально заиметь такую прогу у себя на компьютере, тогда без лишних вопросов можно было бы углубиться в сложившуюся ситуацию.. Было бы очень кстати!

Про конденсаторный блок.. Скажем, выше приведенный электролит держит всего чуть больше ампера пульсации, и те на частоте 100кГц.. То есть при тех же 10кГц, это значение упадет в несколько раз. В итоге - сотня электролитов как минимум Звучит ужасающе.. если есть возможность обойтись без них, нужно постараться обойтись без них.

И вот еще. тау, Вы использовали в симуляторе диоды 32CTQ030. Хватит ли Шоттки на 30В в таких условиях? Может ли напряжение на диодах или где-либо в другом месте в определенный момент перескочить этот порог?

П.с. Всех с Наступающим Новым годом!!! Спасибо огромное за вашу помощь!

Сообщение отредактировал Andrey. - Dec 31 2008, 15:54

Пожалуйста, это нетрудно такую схемку набросать , в Мультисим 10.1 Насчет проги и нюансов её применения рекомендую сайт
http://www.forum.softweb.ru/showthread.php?t=28636

там нужно регистрироваться иначе ссылки не видны


Время выхода на установившийся режим примерно 100 мкс

будет время - выложу картинки на 100Гц.



там табличка есть , по сравнению с 100кГц при снижени частоты падает до 0,9 * Imax(100) на частоте 10 кГц и не очень катастрофично даже на частоте 100 Гц.
Это характерно для многих электролитов , рост Irms max с ростом частоты обычно 1,5-2 раза максимум.

Со снижением частоты ШИМ-а значение реального действующего тока снижается в электролитах (переходные процессы коротки по отношению к длинному периоду) , но если даже на 100 Гц Irms упадет для всех примененных конденсаторов до безопасной и даже смешной величины, то импульсные токи, например по 5 А, будут их медленно портить всё таки, хотя и греться будут меньше, если будут


в принципе по напряжению - имхо, хватит, по току надо добавлять.
Но если совсем криво построить ШИМ преобразователь и зашунтировать его местное питание недостаточно большой емкостью , то могут быть нехорошие эффекты заряда этих емкостей от энергии индуктивности входных длинных проводов. И тогда в принципе диоды Шоттки может вышибать напряжением.

Всех с Наступающим! и да прибудут заказы и заказчики пускай в очередь выстраиваются



Ну хорошо, пусть так.
Можно я буду считать что конденсатор имеется в виде пластин , опущенных в ванну с электролитом?



у автора всё это имеется в наличии , имхо


С Новым годом!

А не два с лишним? И не упадёт в сколькото раз, впрочем уже сказали.
Непонятно - зачем Вам длинные провода от источника?
Т.е. возможно, что ванна далеко - так тяните выход туда, с диодом индуктивность этих проводов не критична, влияет только на время установления, что не важно для электролизера.
Кстати - ток Вы меряете?
ESR аккумулятора Вам вероятно даже технолог-аккумуляторщик не скажет - автомобильные аккумуляторы для работы такой, сравнительно высокой частоте, не предназначены и не тестируются.
Потому, возможно, Вам конденсаторы не нужны, хотя совсем без ёмкости стрёмно, но сразу не скажешь, посмотрите осциллографом.
Если же есть желание поставить здоровенный дроссель на вход, не понятно зачем, но вдруг - ставьте 50 конденсаторов и не парьтесь.
Но ИМХО - Вам и десятка хватит, т.к. сейчас транзисторы держат, но раз Вы озабочены надежностью, поставьте. Но осциллографом посмотреть всёравно нужно.

Ожила в 2009-ом.

Это я ошибся .
Примерно 500...1000 мкс , что примерно соответствует 3...6 * ( тау = L/R)

Ниже на рисунке осциллограммы для 1 кГц и 100 Гц с указанием токов через диод Шоттки.

На другом рисунке осциллограммы без диода шоттки.
Видим всплеск напряжения на стоке 100 Вольт и лавинный пробой (в модели на транзистор заложено Breadown Voltage=99V )
Энергия лавинного пробоя примерно L I^2/2 = 75 mJ , этого не достаточно для выхода из строя транзистора, потому как в мощных MOSFET допустимы сотни миллиджоулей в одиночных импульсах и немного поменьше для повторяющихся импульсов. Рассеиваемая мощность из-за этого увеличивается на транзисторе , для случая 1 кГц и 15 мкГн 100А имеем 75 Ватт (в импульсе 10 Квт )
Нехорошо конечно. Но сами знаете что Ваша схема типа работоспособна , вот только вентиляторы дохнут

тау, спасибо за подробные графики.

Что выходит, получается, схема работоспособна и без диода? Проблематично тянуть сразу несколько толстенных проводов к блоку управления.. Можно было бы обойтись только входом и выходом (минусы)? То есть не вести плюсовой провод от ИП к блоку, и только потом еще один плюсовой от блока к электролизеру? Ну и, естественно, подвести к блоку питающий плюс под собственные нужды (сравнительно малого сечения, 0.75-1.5мм^2, токи менее 1А). Этот провод будет в любом случае достаточно большой длины (до 10м), и иметь достаточно высокую индуктивность (учитывая сечение провода и наличие слаботочного выключателя, "запускающего" блок).

Вообщем, прикинул конструкцию в сборе и мысленно провел проводку. Что из этого получилось:
Электролизер находится в металлическом ящике (далее "сейф") на котором уже висит минусовой провод. ИП находится в непосредственной близости к сейфу. То есть, соединительный "минус" имеет длину около 0.3м. Металлический стол, на котором установлен сейф, имеет длину порядка 4м, и его индуктивностью, полагаю, можно вообще пренебречь ввиду его собственного сечения. То есть, по столу идет "минус" питания. На краю стола (в 3 метрах от сейфа) располагается блок управления, отрицательный вход которого идет сразу на стол и имеет длину так же порядка 0.3м. Отрицательный вывод идет от блока в сейф и имеет длину порядка 3м.
Теперь три варианта:

1. Плюсовой провод, соединяющий электролизер с ИП имеет длину 2м. К блоку управления силовой "плюс" не подходит вообще. Возможен диод (D1) между отрицательными входом и выходом блока управления. Он чем-то может быть полезен?

2. Плюсовой провод, соединяющий электролизер с ИП имеет длину 2м. Так же к блоку управления подходит силовой "плюс" от ИП, длиной 2м, стоит диод между "+" и выходом (-) в блоке управления.

3. Плюсовой провод, соединяющий ИП с блоком управления имеет длину 2м. От блока управления идет плюсовой "выход" к электролизеру, длиной 3м. Стоит диод между "+" и выходом (-) в блоке управления.

Предпочтительнее, полагаю, вариант 3? Но имеет ли смысл в данной ситуации вести 4 толстенных провода к блоку управления? Или все-таки ограничиться двумя или тремя? Первый вариант был бы, пожалуй, идеален.

Теперь о выбросах. На всех трех рисунках я расписал длину проводов и их индуктивность (будем считать 1.5мкГ на 1м длины 10мм^2 провода). По сути, общая индукция соединительных проводу не должна превысить 10мкГ.

И о транзисторах. Безопасен ли тот самый "лавинный пробой" для подобного режима работы мосфетов?? Исходя из даташита , каждый IRF3205 может выдерживать 20mJ всплески постоянно и чуть больше 1000mJ одиночным импульсом. Выходит, 4*20=80mJ способны "потянуть" четыре полевика. Думаю, этого достаточно с учетом меньшей (чем 15мкГ) индуктивности соединительных проводов.

Жду комментариев.

П.с. Чертежи пока набросаны в MicroCap 9.0.5 (русифиц.). Стоит ли устанавливать Мультисим, или браться за изучение микрокапа? Какие есть мнения?

Сообщение отредактировал Andrey. - Jan 2 2009, 18:01

Дело вкуса, мне лично мультисим более приятен из за повышенной интерактивности.

4 полевика тянуть не будут, ибо пробой возникает только в одном из параллельных транзисторов а остальные "гуляют" , ситуация как при параллельном соединении стабилитронов.
Вы бы померяли индуктивность - был бы более конкретный разговор. Закоротить ванну , закоротитть источник, померять на концах блока ШИМ управления.
Расположение БУ очень неудачное из-за того что он удален от первичного источника. Поэтому вторая и третья схемы не намного лучше первой. А первая - красивше.
Диод D1 в схеме 1. не нужен , он и внутри полевиков имеется.
Остается только с выбросами побороться чтобы уменьшить неприятности от перенапряжения на MOSFET и их лавинного пробоя. Поставить например вместо D1 мощный стабилитрон на 20-40 V с гайкой или несколько с выравнивающими резисторами на отдельном радиаторе - и фиг с ней с этой реактивной мощностью. лишние 5-10% электрического КПД Вас не парят?
А можно не поскупиться на сотню вышеприведенных электролитов (подумаешь 700 рэ) и с диодом Шоттки всю энергию выброса прятать в них и по сравнительно тонкому проводку (ампер на 10 если ШИМ 1 кГц) возвращать к источнику. Это самое имхо оптимальное. Кстати 10 кГц даже с идуктивностью всех проводов около 10 мкгн дает почти постоянный ток в электролизере и смысла особого лезть в диапазон 5...20 кГц как-то не вижу.

Хорошо, в таком случае первый вариант схемы полностью отпадает.
Перейдем ко второму. Какие явные недочеты есть тут? Диод стоит, импульсы гасит.. только вот какие именно?? - высоковольтные, способные пробить транзистор, или низковольтные, упомянутые Вами ранее?
Расположение ИП, электролизера и БУ практически неизменное. Поэтому нужно плясать от того, что имеем в данном случае. Длина проводов на рисунках минимальна.

А вот лишние 10% КПД это уже больше 100Вт рассеиваемой мощности.. куда же мне ее девать? Разве эти импульсы обладают такой большой энергией?
тау, и всё же, подсчитайте, пожалуйста, индуктивность провода сечением 10мм^2 на каждый метр длины. А то у меня уже получилось отношение около 1.07мкГ / метр. Можете привести формулу для расчета индуктивности?

А с применением конденсаторов получится нечто вроде рекуперации тока, если я ничего не путаю? Или это как-то иначе называется?
В этом случае выдержит ли низковольтный диод Шоттки эти импульсы? Надо ли будет гасить импульсы в каких-либо других местах?

П.с. К сожалению, LC-метра у меня нету.

Сообщение отредактировал Andrey. - Jan 2 2009, 21:16

Вторая схема(поскольку предполагается 100 Гц). Только между минусом диода и истоком полевика поставить хоть какой-нить конденсатор. Насколько его хватает - будет видно по его температуре. Лишний ток с диода действительно вернется в источник. Без токоограничения делать такие штуки вообще-то не стоит. Сгореть полевик может за доли секунды. Ну хоть амперметр в цепь ванны поставь. Автомат - тоже хорошо. Даже автомат по входу БП не помешает.

Гасит высоковольтные положительные , но гасить будет эффективно в том случае, если прицепите конденсаторов кучку , как посоветовал Burner (покороче выводы от истока к катодом диода Шоттки D2)
ну пусть даже 5 мкгн наберется - все равно импульсы по 40 mJ помножьте на Вашу любимую частоту и получите мощность , которую с конденсаторов вернете в источник.
Индукивность посчитать не могу - в Вашем случае зависит не столько от сечения и даже длины , сколько от плошади по отношению к минусовому проводу.

Низковольтный Шоттки выдержит , если емкость будет не менее 1000 мкф . Такая емкость, если не перегреется от тока , не позволит на катоде диода подняться напряжению выше 20 Вольт.
Но кондр (батарея) д.б. рассчитана на токи хотя бы 20А rms (как минимум 10...15конденсаторов упомянутых) при работе на частоте до 1 кГц. С повышением частоты ШИМ-а ток в кондерах будет увеличиваться и их потребуется больше. Поэтому не рекомендую выше 1 кГц.

Книгу скачал, расчет индуктивности провода произвел, всё примерно сходится, до 1.5мкГ на метр такого провода в зависимости от его длины. (Какраз вчера "нагуглил" книжку)

Да уж.. ситуация не из простых. То есть при индуктивности 5мкГ нужно банально перемножить 40mJ на рабочую частоту? Выходит, на частоте 25кГц выбросы будут обладать средней мощностью порядка 1кВт??? Этож 50% кпд.. А на частоте 100Гц снизятся до 4Вт?
Можно ли таким образом высчитать средний ток, проходящий через фильтрующие емкости? То есть берем 4Вт, делим на питающие 12В.. В итоге небольшой кондер в фильтре? Что-то не сходится для таких токов..
Я хочу избавиться от плюсовых проводов между ИП и БУ, и между БУ и электролизером. Что если провести сравнительно тонкий плюсовой провод от блока к ИП? Будет ли фильтрация достаточной, или помехи рассеятся в 2-3метрах этого провода?
ИП пока штатный, с выходом 12-15В и токами более 100А. Естественно, имеется как предохранитель, так и амперметр (на 100А) в цепи питания всей установки.

Ниже приведу 2 и 3 схемы соединений. Как видно, посути, и имеем нечто вроде степ-дауна (особенно заметно в варианте 3). Но хотелось бы осуществить вариант 2 проводки. То есть провод, условно обозначенный за L6, вести от диода к плюсу ИП. Будет ли вообще толк от диода в этом случае?? Смущает именно собственная индуктивность провода L6.
Во всех остальных случаях провода L1..L10 имеют сечение 10мм^2.

Несовсем ясна установка того самого фильтрующего конденсатора. Было бы неплохо, если кто-нибудь "установил" его в схемы.

Сообщение отредактировал Andrey. - Jan 3 2009, 14:44

Не 1Квт ,а меньше , потому что ток до 100А дорастать не будет , не совсем линейная зависимость после 4..5кГц из-за индуктивного характера нагрузки.

А тут - Да.
Так нельзя . Мне симулятор сказал что на 1 кГц Irms в конденсаторах равен 12А Ip-p=100А. На частоте 100Гц в конденсаторах Irms= 3.5А Ip-p=97А. Не путайте три разных тока Ip-p, Irms, Iсредний.
Ток в обратном проводе с конденсатора 1...5А на 100гц...1 кГц (по рисунку 2 с ёмкостью 4700 мкФ)

если по рис.2 с конденсатором , то 0,75 mm2 достаточно.

тау, спасибо за разъяснение. Становится всё более понятным, что к чему.
Хотелось бы уточнить разницу между Irms и средним значением тока? Понимаю, что, возможно, и глупый вопрос, но поймите правильно, учусь я еще, чесно говоря, в школе, в 11 классе (а у нас 12-ти летнее образование), и то, что преподают нам на уроках физики относительно электроники не составляет и сотой части от того, что я узнаю от общения со знающими людьми, с профессионалами в этом деле, да из практики. А электроника - это моё хобби, и занимаюсь я ей с 7 лет.
Поэтому каждое сообщение имеет для меня исключительно важный характер.

По всей видимости ввиду больших потерь придется остановиться на пониженной частоте, герц 100-200.
Теперь к конденсатору. Я не зря в схеме указал и индуктивность соединительного провода между диодом и источником питания. Она играет какую-либо роль в случае наличия конденсатора в БУ? Она будет равна примерно 3-4мкГ. Ведь диод в данном случае будет весьма отдален от источника питания. Или это самое отдаление будет компенсировать конденсатор?
Про Irms. Допустим, я впаяю конденсатор с Irms>3.5А (ампер до 10-ти надо бы запас взять). Он в корне изменит ситуацию? Что насчет лавинного пробоя? Он уже не будет возникать?
Так же хотел уточнить кое-что про Ip-p. Исходя из Ваших расчетов, ток будет достигать 100А в пике. Выходит, нужно будет и емкость (батарею емкостей) подбирать с общим ESR сопротивлением не выше определенного уровня? Скажем, не выше тех же 0,12 Ом, так я понимаю?

Ну и в заключении. Ток через тонкий провод на частоте 100Гц будет равен 330мА (грубо говоря)?
Какие ограничения будут на предельную длину проводов в последнем варианте (в.2 + диод + кондр)?

П.с. Наткнулся тут на одно устройство.. http://cgi.ebay.com/ebaymotors/PWM-PULSE-W...sspagenameZWDVW
По сути, то же самое, что и я собираюсь собрать (вернее уже было собрал..). Тут сразу видно наличие двух диодов, причем без радиатора.. Емкости в питании схемы нету, да тут она поидее и не так нужна? Ведь диоды стоят непосредственно между выходами ключей и плюсовыми клеммами? Или и тут допущен недочет? Полагаю, если схема выставлена на продажу, то должна работать.. Вопрос в том как..

Сообщение отредактировал Andrey. - Jan 3 2009, 18:59

Похвально !

Irms - среднеквадратичный ток
http://ru.wikipedia.org/wiki/Список_параме...трического_тока
Среднее значение тока больше способствует оценке проходящего тока в кулонах, например при электролизе. А среднеквадратичное применяют чаще для оценки тепловыделения в элементах, обладающих омическим сопротивлением.


Именно так!, без конденсатора возникнет перенапряжение и лавинный пробой полевика.


Не будет , если емкость будет приличной и ESR будет менее 0,1 Ом , даже при этом не возникнет перенапряжение , хотя конденсатор будет жутко греться с 0,12 Ом , поэтому конденсаторов и должно быть много и с малым ESR.

примерно 300-330 ма. Длина хоть 10 метров обратного провода при наличии конденсатора. Сопротивление этого провода даже 1 Ом - пойдет.
То устройство видимо предполагается устанавливать возле источника питания, имеющего низкое внутреннее сопротивление, БЕЗ ДЛИННЫХ ПРОВОДОВ от источника , а диоды для возврата токов самоиндукции выходных , имхо, более длинных проводов.