Доброе время суток!

Проектирую тут монстра средней мощности (5квт) - инвертор 200-280VDC -> 220VAC 50hz синус-подобие. с минимальной нагрузкой на выходе не выше 200вт (в идеале 50).
сразу взял пару мощных IGBT irgp50b60pd1, сунул в ltspice и начал смотреть. вроде все ок, только позже заметил очень неприятную вещ:
при малой нагрузке IGBT не успевает запиратся за время DT (конкретно 1-2uS) и при октрытии второго течет кратковременный импульс в несколько десятков ампер.
[attachment=34075:sthrought.gif]

модель
[attachment=34074:sch.gif]

X1 - типа драйвер.
полный мост не рисовал, просто нагрузил катушкой с кондерами полумост, на суть проблемы это не влияет.

на синем граффике видны сквозные токи до 60А.

из этой картинки видно, что время tdOFF (выключения), да и tF (время спада) , растет по мере уменьшения тока.
[attachment=34076:swtime.gif]

значит, по идее, симулятор не дурно выдал такой результат.
иными словами, заявленных 500нс на все переходные процессы далеко не достаточно при столь малых токах.
как это дело обходить? заюзать пару полевиков(хотя этим эффектом страдают все мощные транзисторы) или все же есть другие методы?
частота переключения - 30кгц. меньше взять не могу, тк будет сильный писк а девайс в домашних условиях работать будет.

После фильтра берется полоса сигнала и его подавляемых с помощью ОС гармоник (тех, что возникли в фильтре ).
А к этому всему добавляется верхняя часть полосы, которая берется ДО фильтра, стабильности для. Все это надо сложить аккуратно, избегая провалов на ФЧХ ниже -150° , запаса по фазе ради. Интегратор общий. Все равно нужно чего-то такое в усилителе ошибки.
Другие методы в вашем случае будут хуже, некоторые намного, некоторые все же смогут даже работать... Но сведутся все работающие примерно к этому же ...

Остальное из вашего списка после этого - на ваше усмотрение.

Для того, чтобы компенсировать нагрузку, надо что-то знать о ней заранее (до подключения). Если о ней вообще ничего не известно, то в общем случае невозможно отделить искажения сигнала, созданные нагрузкой, от шумов. И тогда регулятор будет пытаться регулировать все подряд. Если усилитель и динамик собраны в одном девайсе, т.е. характеристики динамика известны, - их можно учесть при моделировании. А як ни, то компенсируют то, что известно - источник питания. Предполагая априори, что это таки источник постоянного тока, а не генератор импульсов.

Ток в катушке/ток через ключи и будет сигналом до фильтра



понятно, спасибо!

Спокойствие, только спокойствие. (с) Карлссон

Катушка градус крадет (типа поговорка)
**************************************

Ток в катушке по фазе уже отстает на 90°. Еще 90° добавит интегратор после суммирования (по некоторым соображениям он там с высокой вероятностью будет.)

Неужели думаете так вот легко швыряться целыми четвертушками - по 90 и рассчитывать потом все же на устойчивость?
Люди 30° запасу по фазе рады, бывает... А Вы 90 ни за что считаете... Так нельзя, ценить надо каждый градус...

функциональная схема будет примерно такой
[attachment=34522:invf.gif]

D1-D4 - мощный ВЧ диодный мост
мост U1-U4 с трансом будет давать переменку 320-415v 33кгц.
работая в прерывистом режиме вместе с диодным мостом D1-D4, обратным диодом D5 и дросселем L3 и конд. C1 образует buck-регулятор, дающий на выходе vdcout свернутый синус.
НЧ(50гц) мост U5-U8 эго будет просто разворачивать

ОС ifilter - мониторинг тока в L3. Он же равен току в C1+ток в Rload (без учета паразитов в ключах U5-U8). Будет использоватся в алгоритме, как быстрая ОС по току. тут может еще появится ОС по току в мосте U5-U8(он же ток в нагрузке), как еще более быстрая ОС по отношению к нагрузке.
ОС isw будет просто защищать ключи, хотя для упрощения схемы ее можно с некоторой погрешностю использовать и для алгоритма регулирования, выбросив при этом ОС по ifilter
OC vdcout - мониторинг напряжения нагрузки. тоже активно будет использоватся в алгоритме. возможно сюда добавлю сьем напряжения прямо с нагрузки для компенсации второго моста или просто для индикации выходного напряжения.


А куда тут еще ОС влепить?
Интегратора, всего скорее не будет в чистом виде. Алгоритм будет основан на динамическом построении зависимости напряжения/тока в катушке с моментальной корректировкой
думал изначально програмный ПИД, но потом отказался, тк его нужно постоянно корректировать да и медленный он слишком.
надо отследить изменение нагрузки, скажем от 20А до 100ма, при этом напряжение должно уйти от заданного не более, чем на +-0.5%, тоесть +-1.5v

боюсь,что buck-регулятор может понадобится перенести на второй мост, тк, возможно, потребуется иметь возможность делать быстрый спад тока в L3.
а первый мост будет просто повышающим нестабилизированным преобразователем

Интересуюсь спросить - на чем будете мотать трансформатор L1,L2? Он ведь должен 50 Гц пропускать.

обычный тороид на 30кгц. зачем ему 50гц пропускать? его задача передать "прямоуголку" в дроссель,накачивая его током

Дак если LC-фильтр после ВЧ моста выделяет 50 Гц, значит в спектре исходной "прямоуголки" оно тоже есть. Поэтому "обычный тороид" придется считать на 50 Гц, а не на 30 кГц.

С железным трансформатором всё проще и надёжней.

зачем? здесь нужен обычный транс на 30кгц, просто работать будет в прерывистом режиме

железо не хочу..тем более в продаже есть большие ферриотвые кольца

На Вашем рисунке два раза подряд транс. намагничивается в одну сторону, а это не есть хорошо.
А насчёт "обычного транса", так при использовании НЧ-транса в цепи нагрузки исключается протекание постоянной составляющей, а при формировании синуса с пом. инвертора нужно приложить усилия, чтобы обе полуволны были симметричными. Да и к кратковременным перегрузкам НЧ-транс относится терпимее чем инвертор, питающийся от высоковольтной емкостины с приличной энергией.

Сообщение отредактировал gyrator - Jul 14 2009, 16:55

он за время успевает размагничиватся (а мож и принудительно). просто нужно оптимально выбрать индуктивность.
а нч транс не катит по причине его размеров и веса

полуволны будут симметричные,тк на выходе будет только одна полуволна

[attachment=34547:wf1.gif]

потом ее развернет в 2 второй мост

Сообщение отредактировал brag - Jul 14 2009, 17:15

Всё может быть в этом мире, но картинку все же посмотрите.


Это стандартная процедура формирования синусоиды.
И конечно падения напряжений на открытых ключиках строго одинаковы.

Сообщение отредактировал gyrator - Jul 14 2009, 17:40

Интересно, реактивность нагрузки куда собирались сливать в такой схеме? Я вообще поначалу думал, что речь идет только о выходной нарезалке синуса...

в ноль ток не уходит? думаю, даже в подобранном мосте ноля не получить. к этому "уже все привыкли"


на 1 вольт можно забить. да и ос все же возьму с самого выхода.


пока плохо представляю, тк сложно смоделировать весь алгоритм работы. и залазить в дебри с симуляцией прогромного кода в миксе со спайсом не охота. сейчас, главное построить нормальную электрическую схему, а отлаживатся будем вживую