Топология DC-DC конвертера 24 -> 450В, оптимальная топология для зарядки емкости от 24 вольт Опции

[Андрей_К]

Господа, помогите новенькому подобрать оптимальную топологию для портативного преобразователя для зарядки батареи конденсаторов от батареи 24в. Идея в том, чтобы запитать силовой блок студийных ламп-вспышек от батареи. Несколько вспышек подключается к общему накопителю. Такой вариант имеет свои плюсы и минусы в сравнении с отдельными светильниками, но я к нему привык и хотел бы использовать в батарейном варианте.

Хотелось бы уложиться в минимальные габариты (т.е. минимум алюминия, феррита и меди) с минимальными трудозатратами. Надежность и повторяемость не особо важны, т.к. устройство единичное и в сугубо личных целях.

На данный момент общая ёмкость накопителя 10 000 мкФ при напряжении 450В. Не ахти какие параметры, всего-то килоджоуль, но уже возникли проблемы. На пробу сделал два преобразователя: один классический токовый пуш-пулл на UC3846, другой - обратноход на UC3845.

Как и ожидалось, ни тот, ни другой нормально не работают на к.з. - пуш-пулл заряжает ёмкость "иголками", обратноход не вылезает из CCM. Всё это (обратноход в особенности, из-за зазора организованного прокладкой) жутко звенит, да так, что аж управлялку (вспышечную) на ардуине временами глючит.

Лет 25 назад, когда я немного занимался преобразователями, о резонансных топологиях говорили, но в живую с ними дела не имел, а силовые полевики тогда видели только в строчниках импортных телевизоров. С тех пор, много воды утекло, но судя по глобальной теме про электроудочки на Радиокоте, резонансники так и остались экзотикой и уделом профессионалов. Кто-нибудь может показать не секретную статейку о принципах построения резонансных ZVS/ZVC пуш-пулов? Аппнотов по LLC / phase shift [полу-] мостам в сети валом, а вот именно по пушам как-то не очень.

Так же очень интересно мнение Thickman-а по поводу применения стандартных flyback QR контроллеров типа L6565, NCP1207для целей подобных моей (в свете экспериментов с переподвывертами). В них, если я правильно понимаю, есть тайм-аут по ZCD, несколько микросекунд, чего в моем случае явно недостаточно для граничного режима.

[pokos]

Дружище, обратноходы для таких дел не годятся, а годятся схемы различных "варылок". Типа косого или суперфиксера - эти схемы отлично работают на КЗ, это их нормальный режим. Резонансом тут тоже не спасёшься.

[Андрей_К]

Я немного смотрел в эту сторону, но большинство варилок делается всё-таки из расчета ~200 вольт в первичной цепи. В моем случае там на порядок меньшее напряжение. Соответственно, я получу громадный ток, постоянные сработки ограничения тока и зарядку "иголками" (что собственно, я и наблюдаю в случае классического PWM пуш-пулла). Это ведет к мизерному коэффициенту заполнения и никакущему использованию трансформатора (а заодно и немалого дросселя в прямоходе).

Поэтому обратноход в гарантированно граничном режиме для меня выглядит более привлекательно. Хотя возможно я и заблуждаюсь. Потому и спрашиваю.

Да и не нужно мне кВт дури (пока). Получить бы ватт 200-300 без особого тепловыделения - было бы замечательно. Будет нужно больше - добавлю фаз или параллельных блоков.

[pokos]

Поэтому обратноход в гарантированно граничном режиме для меня выглядит более привлекательно.

Ещё раз поясняю: обратноход гарантированно не работает на КЗ. Только прямоход. Однотактный, НЕ пуш-пулл. Если пуш-пулл, то нужен непременно ням-контроль, думается, к такому подвигу ты ещё не готов.

Если тебе так сильно нужен непременно обратноход, делай блокинг-генератор на биполяре. Таких схем в журнале Радио штук 500 было в года оные.

Сообщение отредактировал pokos - Jun 20 2016, 07:54

[Herz]

Ещё раз поясняю: обратноход гарантированно не работает на КЗ. Только прямоход. Однотактный, НЕ пуш-пулл. Если пуш-пулл, то нужен непременно ням-контроль, думается, к такому подвигу ты ещё не готов.

Смелое утверждение. А почитать хотя бы темы в этом разделе?
И ещё. У нас принято уважительное обращение к собеседнику на "вы". Думал, уже было время заметить.

[Siargy]

я думаю вам от электротранспорта такой блок подойдет - "Блок МП24-600 служит для предварительного заряда батареи конденсаторов в звене постоянного тока"

[Андрей_К]

К контролю намагничивания я действительно еще не готов. Кроме того, был всегда уверен, что прямоход - это разновидность buck (понижающего) преобразователя, с передаточной характеристикой что-то вроде D x Ктр х Uвх. Т.е. это источник напряжения, и на к.з. ему работать, без схемотехнических ухищрений, тяжело.

[AlexRayne]

К контролю намагничивания я действительно еще не готов. Кроме того, был всегда уверен, что прямоход - это разновидность buck (понижающего) преобразователя, с передаточной характеристикой что-то вроде D x Ктр х Uвх. Т.е. это источник напряжения, и на к.з. ему работать, без схемотехнических ухищрений, тяжело.

на кз ему работать немного хуже чем обратноходу - каже Кз из вторички в первичку вылезет. а вот с режимом намагничивания сердечника - ему сильно легче чем обратноходу ибо он таки трансформатор, а обратноход - дросель.

а почему вы не хотите сначала заряжать до 24в свой кондер понижающим баком, а потом обратноходом выгонять на высокое? много железа?

[Андрей_К]

Я попробовал. Без бака, просто резистором. Толку не много, особо теплоты на этом не сэкономишь. Вот если бы вольт до 200, это было бы дело. Я задумываюсь о таком каскаде, но наоборот - пушем поднять напряжение до 450-500 вольт, а затем баком заряжать конденсаторы постоянным током. Вроде звучит неплохо, но на феррита и меди выходит много. Габариты растут. С SMD монтажем у меня пока не особо срастается, но двигаюсь в этом направлении.

У обратнохода есть шанс работать в граничном режиме, можно взять готовый контроллер L6565 и подобное или сгородить самому. Тогда к.з. остается во вторичке и никуда не вылезает. У прямохода такого шанса нет. Можно, конечно, попытаться сделать контроль тока через выходной дроссель, но это уже будет извращение, по сути это получится обратноход с разнесенными магнитными элементами.

[Priest_89]

Ещё раз поясняю: обратноход гарантированно не работает на КЗ

В чем проблема обратноходу в current mode работать на КЗ? Насколько я знаю, большинство схем заряда конденсаторов фотовспышки построены именно по этой топологии.

[AlexRayne]

В чем проблема обратноходу в current mode работать на КЗ? Насколько я знаю, большинство схем заряда конденсаторов фотовспышки построены именно по этой топологии.

видимо проблема в том что надо контролировать что ток во вторичке закончился - разрядилася индуктивность транса. хотя это вроде должнл быть элементом защиты контроллера полюбому.

[Priest_89]

надо контролировать что ток во вторичке закончился

А какая в этом необходимость? В режиме прерывистых токов ток во вторичке заканчивается до конца периода, а в следующем периоде дроссель "заряжается" с нуля по первичной обмотке.

[Plain]

Например, каскадный преобразователь "питаемый током пуш-пул" — любой готовый понижающий стабилизатор и нерегулируемый пуш-пул, в пределе — источник тока на токовом компараторе и полумосте на синхронном драйвере затворов питает тактуемый от него пуш-пул на паре драйверов затвора, всё можно собрать за сутки на коленке.

[perfect]

Что про такой вариант страница 31?

[wim]

был всегда уверен, что прямоход - это разновидность buck (понижающего) преобразователя, с передаточной характеристикой что-то вроде D x Ктр х Uвх. Т.е. это источник напряжения

С управлением по току на UC3845 это источник тока, управляемый напряжением.

такой вариант

ПМСМ, для потерпевшего это слишком сложно - он ведь думает, что трансформатор жужжит из-за неправильных прокладок в зазоре.

[варп]

Андрей_К, не знаю, поможет ли Вам сказанное ниже.
Три года назад я стал постоянно использовать вот такой принцип ограничения тока зарядки - цитата с места рождения (пост №17,№35 http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=18745.0) -

"..очень хотелось бы , чтобы узел работал следующим образом -...начнём с конца - аккумулятор заряжен , напряжение на выходе БП ЗУ равно напряжению аккумулятора ....( ток через Rш равен нулю , напряжение на выходе БП определено делителем R3,R4....)...Если к БП ЗУ подключить разряженный аккумулятор , напряжение на Rш повысит потенциал делителя R3,R4 ...это приведёт к уменьшению напряжения на выходе БП ЗУ и к снижению тока зарядки ....По мере зарядки аккумулятора ток зарядки будет снижаться , а напряжение на выходе повышаться...Процесс закончится тем , что ток зарядки станет равен нулю , а напряжение на выходе БП ЗУ станет равным напряжению заряженного аккумулятора ( определяется делителем R3,R4...).Заметьте - TL431 и оптрон включены штатно..., а добавить шунт , для введения функции ограничения тока в заводской БП - нет проблем..."
---------
Как поведёт себя на КЗ - честно скажу - не проверял... Но можно это обсудить и выслушать возражения... Если заинтересует - есть подробности по расчёту величины шунта. Из моей практики - его сопротивление ниже 0,05 Ом для тока более 5А. По сути - это стабилизатор тока..., но конечное напряжение равно напряжению стабилизации ...( какая топология ЗУ - без разници...).

Сообщение отредактировал варп - Jun 20 2016, 17:56

[Oxygen Power]

Если ёмкость конденсатора > 100 мкФ (пальцем в небо), при КЗ Rш просто испарится.

[Ydaloj]

Как поведёт себя на КЗ - честно скажу - не проверял...

так и поведёт:

на к.з. - пуш-пулл заряжает ёмкость "иголками", обратноход не вылезает из CCM. Всё это (обратноход в особенности, из-за зазора организованного прокладкой) жутко звенит, да так, что аж управлялку (вспышечную) на ардуине временами глючит.

кстати, а зачем же вы в качестве зазора прокладку используете? Ей место в водопроводном кране, а в обратноходе зазор требуется сами знаете из какой материи, и прекрасно знаете, в каком месте

[варп]

Если ёмкость конденсатора > 100 мкФ (пальцем в небо), при КЗ Rш просто испарится.

Oxygen Power, почему испарится? При увеличении тока напряжение на шунте будет расти, а на управляющем электроде TL431 будет стремиться к порогу 2,5 Вольта, а напряжение на выходе БП будет стремиться к нулю... Ток ограничится... От чего шунту -то испаряться???

Сообщение отредактировал варп - Jun 20 2016, 19:02

[Андрей_К]

С управлением по току на UC3845 это источник тока, управляемый напряжением.

Как бы да, но в чем отличие от пуш-пулла на 3846 с управлением по току? Вроде пуш-пулл это просто два прямохода на общем трансформаторе.

ПМСМ, для потерпевшего это слишком сложно - он ведь думает, что трансформатор жужжит из-за неправильных прокладок в зазоре.

Снова вы правы. Было бы это просто - сплошь и рядом использовалось бы. А так во всех вспышках стоят обратноходы, подозреваю, что именно по причине простоты. В том виде, что нарисовано на стр. 36 опять потребуются могучие снабберы или какие-то фиксирующие обмотки. Т.е. просто точно не получится. Хочется чего-то простого. Потому и прошу помощь зала. Сложно я и сам смогу.
Кроме того, уважаемый гуру наверное знает, что трансформатор с зазором организованным прокладками гадит сильно больше транса с таким же зазором сделанным спиливанием центрального керна, но, почему-то издевается над новичком. Про экран из витка фольги я знаю.

кстати, а зачем же вы в качестве зазора прокладку используете? Ей место в водопроводном кране, а в обратноходе зазор требуется сами знаете из какой материи, и прекрасно знаете, в каком месте

Я же не занимаюсь разработкой ИИП профессионально. Был под рукой подходящий по габариту сердечник - на нем и намотал. А зазора в нем не было. Все равно - макет. Вообще хочу заметить, что купить (поштучно, не партию) требуемые сердечники - проблематично. Сейчас у меня под рукой только ETD34 c зазором есть. В теории, пары таких (в обратноход) мне должно хватить.

Например, каскадный преобразователь "питаемый током пуш-пул" — любой готовый понижающий стабилизатор и нерегулируемый пуш-пул, в пределе — источник тока.

Про каскадный питаемый током пуш-пулл я слышал, но как-то не подумал, что понижающий преобразователь можно легко организовать на контроллере полумоста. На куче рассыпухи делать не хочется. Еще вопрос в тему. Нужно ли будет как-то регулировать перекрытие транзисторов пуш-пулла? Или просто переключать их синхронно и инерционности транзисторов хватит?

Сообщение отредактировал Herz - Jun 20 2016, 20:14

[Ydaloj]

Я же не занимаюсь разработкой ИИП профессионально. Был под рукой подходящий по габариту сердечник - на нем и намотал. А зазора в нем не было. Все равно - макет.

кто знает, может потраченные у точильного станка 5 минут спасли бы ситуацию... и не фонило бы на бедную ардуинку...
но тогда мы и не общались бы с вами в этой теме

[Herz]

Например, каскадный преобразователь "питаемый током пуш-пул" — любой готовый понижающий стабилизатор и нерегулируемый пуш-пул, в пределе — источник тока на токовом компараторе и полумосте на синхронном драйвере затворов питает тактуемый от него пуш-пул на паре драйверов затвора, всё можно собрать за сутки на коленке.

Когда-то, на волне удочко-строительства я именно так и делал.

[Андрей_К]

Когда-то, на волне удочко-строительства я именно так и делал.

Может поделитесь чутка мыслями на эту тему, если не секретно? Интересует требуемая перекрышка транзисторов пуша, т.к. спец контроллер под данную топологию (LM5041) приобрести затруднительно, а кучу рассыпухи в приемлимые габариты у меня уместить не получится.

... и не фонило бы на бедную ардуинку... но тогда мы и не общались бы с вами в этой теме

Да не - фон убрать не самая большая проблема. Если бы всё устраивало - заказал бы пару тройку нормальных сердечников, да и делов-то. Трудности всё-таки в достижении граничного режима, а не в трансе.

[wim]

в чем отличие от пуш-пулла на 3846 с управлением по току

Принцип управления для однотактных и двухтактных схем одинаковый. Соответственно проблема работы с малым коэффициентом заполнения присутствует в обоих случаях. Есть ли эта проблема в Ваших двух случаях неизвестно, но оба преобразователя работают неустойчиво - это факт.

Хочется чего-то простого.

Я бы сделал так:
http://ivobarbi.com/PDF/artigosCongresso/99/00573330.pdf

[Андрей_К]

Я бы сделал так:

Интересно. Бустер с трансформаторным выходом. По сути, опуская детали, в статье предлагается двухтактный обратноходовой преобразователь с разделенными мухами и котлетами. Т.е. накапливаем энергию в дросселях, а повышаем напряжение трансформатором, вместо мухокотлетного дроссель-транса традиционного обратнохода. Но. Предположим, во вторичке к.з. Первичка трансформатора будет тоже представлять из себя практически короткое замыкание (плюс-минус Ls). Дросселям будет некуда разряжаться, они будут "накапливать" ток, и через пару-тройку тактов сработает ограничение тока (не даром авторы трансформатор тока там нарисовали), дальше передача энергии во вторичную цепь будет идти "иголками", как и в обычном пуше. Разве нет? Как пишут сами авторы, в такой топологии режим DCM не возможен, а именно он и нужен, чтобы разнести во времени накопление энергии и её передачу во вторичную цепь.

[wim]

уважаемый гуру наверное знает, что трансформатор с зазором организованным прокладками гадит сильно больше транса с таким же зазором сделанным спиливанием центрального керна, но, почему-то издевается над новичком. Про экран из витка фольги я знаю.

Не издеваюсь, а намекаю на необходимость вдумчивого осмысления радиолюбительской мифологии. В частности, по зазору - если предположить, что это магнитный экран, то по нему должен течь ток, создавая встречный магнитный поток. Экран этот - короткозамкнутый виток и, если его расположить между обмотками трансформатора ... ну Вы поняли. А снаружи этот виток никак себя не проявляет - ни повышенным нагревом, ни снижением КПД. При том, что в боковом керне проходит половина магнитного потока центрального керна. Это означает, что доля потока сердечника, проходящая через внешний экран настолько незначительна, что о ней можно забыть. Т.е. для того, чтобы зазор вносил существенный вклад в излучаемые помехи, магнитные силовые линии должны идти перпендикулярно зазору, а они к счастью идут параллельно ему. А экран на самом деле является электрическим, поэтому обычно соединяется с выводом трансформатора, имеющим постоянный потенциал.

в такой топологии режим DCM не возможен, а именно он и нужен

Вам нужно управлять коэффициентом заполнения в зависимости от среднего тока нагрузки. В каком режиме работает силовая часть в данном случае не имеет значения. Гальваническая развязка, как я понимаю, не нужна. Следовательно, нужно организовать две обратные связи - по выходному напряжению (на всякий случай, чтобы не пробить конденсаторы) и по среднему току нагрузки. Как в типовых схемах включения TL494, чтоб было понятно. Есс-но, ОС по току должна иметь усиление больше, чем ОС по напряжению, но это уже детали.

[Андрей_К]

В каком режиме работает силовая часть в данном случае не имеет значения.

wim,
Это зависит от точки зрения. У меня уже собраны два обычных пуш-пула (один похуже, второй малость оптимизирован по результатам тестирования первого), которые, в общем и целом, решают поставленную задачу. Дело в эффективности. Если постоянно срабатывает ограничение тока и из-за этого заряд емкости идет "иголками" - значит габарит трансформатора трансформатора используется неэффективно. К примеру, пусть мой пуш расчитан на 400 ватт. Но из-за ограничения тока нагрузки у него средний Кзап снижается до ~10% (на плечо). В результате на емкость преобразователь выдает только 80вт. А габариты имеет как полукиловаттный блок. Решая задачу в лоб я могу сделать "варылку", как предлагалось в первых постах. И она будет отдавать 500 Вт на конденсатор. Совсем без защиты от к.з. Ток будет ограничиваться батареей и потерями. Но КПД и габариты будут соответствующие. Потому я спрашиваю, есть ли топология, где выходной ток будет ограничен параметрически, а не схемой защиты. К примеру, как в ОХ в режиме DCM, который просто не отдаст мощи больше, чем её запасено в дроссель-трансе.

Да, ШИМ по напряжению мне скорее не нужен. Проще совсем выключить конвертер при достжении требуемого напряжения и перезапускать его по мере необходимости.

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 20 2016, 23:29

[HardEgor]

.... значит габарит трансформатора трансформатора используется неэффективно. К примеру, пусть мой пуш расчитан на 400 ватт. Но из-за ограничения тока нагрузки у него средний Кзап снижается до ~10% (на плечо). В результате на емкость преобразователь выдает только 80вт. А габариты имеет как полукиловаттный блок.

Так а что вы хотели, если делаете стабилизатор тока(например на 1А) для заряда конденсаторов, то выходное напряжение источника в процессе заряда будет плавно нарастать от нуля до 450В, соответственно и мощность отдаваемая источником плавно нарастать от нуля до 1А*450В. Естественным образом максимальная мощность стабилизатора должна быть 450 Вт. А если вдруг вы желаете заряжать побыстрее и ток заряда сделаете 10А, то и максимальную мощность получите в 4,5 кВт...

[Андрей_К]

Так а что вы хотели...

Обратноход вроде мощность стабилизирует. Накопил N миллиджоулей - отдал. Вначале заряда передаёт больше энергии за один импульс, но импульсы редкие т.к. долго ждет пока энергия сольётся в нагрузку. По мере роста выходного напряжения энергия одиночного импульса снижается, зато частота растет. Мощность примерно постоянна. Если гуру скажут, что это заблуждение - то пойду, наверное, очередной пуш на кВт паять. Может пуш на трех транзисторах (current-fed) спаяю.
В резонанснике ограничение выходного тока параметрическое, но как там с мощностью - без понятия в силу неграмотности. Прошу помощь зала.

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 21 2016, 01:36

[варп]

Андрей_К, 450 Вт - не такая уж большая мощность... Не проще сделать ДВА любых одинаковых простейших БП по 200 Вт и включить их ПАРАЛЛЕЛЬНО?

Сообщение отредактировал варп - Jun 21 2016, 02:18

[Андрей_К]

Не проще сделать ДВА любых одинаковых простейших БП по 200 Вт и включить их ПАРАЛЛЕЛЬНО?

В производстве - возможно проще. Я не настолько продвинутый любитель, чтобы вместить два трансформатора, две управлялки и т.п. в маленькие габариты. Просто 10 банок по 1000мкФ х 450В (вспышечных Low ESR) - это уже реально дофига объема. Если туда еще добавить пару ETD44 и батарейку, то это уже становится на грани портативности. Ко всякого рода прямоходам еще и дросселя прилагаются и все это становится уже стационарным.

[HardEgor]

Обратноход вроде мощность стабилизирует. Накопил N миллиджоулей - отдал. Вначале заряда передаёт больше энергии за один импульс, но импульсы редкие т.к. долго ждет пока энергия сольётся в нагрузку. По мере роста выходного напряжения энергия одиночного импульса снижается, зато частота растет. Мощность примерно постоянна.

Кгхм... вы хотите природу обмануть? Джоуль = Напряжение*Ток*время. Дроссель в обратноходе накапливает эту энергию, а потом отдает в нагрузку. Больше чем он может накопить, он не отдаст.

[Oxygen Power]

Oxygen Power, почему испарится? При увеличении тока напряжение на шунте будет расти, а на управляющем электроде TL431 будет стремиться к порогу 2,5 Вольта, а напряжение на выходе БП будет стремиться к нулю... Ток ограничится... От чего шунту -то испаряться???

При КЗ конденсатор будет напрямую подключен к Rш. Вся накопленная энергия конденсатора устремится в этот резистор. Будет многократно превышена допустимая мгновенная мощность. Если этот резистор миниатюрный, для поверхностного монтажа, то будет достаточно одного раза замкнуть выходные клеммы источника питания...
Как выясняется, при ёмкости 10000 мкФ, никакой резистор в датчике тока не выживет.

Для зарядки ёмкости потребуется мощность от источника питания равная (C*U^2)/(2*t)
t - время зарядки в секундах
С - ёмкость конденсатора в Фарадах
U - напряжение на ёмкости в Вольтах.

В разумных пределах по времени зарядки хорошо подходит схема обратноходовика.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jun 21 2016, 04:47

[wim]

частота растет

Частота импульсов ШИМ постоянна, меняется только длительность импульсов. Похоже, что Ваши преобразователи работают не просто неустойчиво, а в каком-то релейном режиме. ПМСМ, Вам надо не чудо-топологии искать, а разбираться со схемой управления. Потому что ООС будет всегда и ее всегда нужно будет настраивать.

[Андрей_К]

Джоуль = Напряжение*Ток*время. Дроссель в обратноходе накапливает эту энергию, а потом отдает в нагрузку. Больше чем он может накопить, он не отдаст.

Все верно, я же именно это и написал. Накопил дроссель свои L*I*I/2, выключили ключ, пошла перекачка энергии на выход. Обнулился ток диода на выходе - значит всё, можно начинать новый цикл. Когда напряжение на заряжаемом конденсаторе равно нулю дроссель отдаст всю накопленную энергию. При почти полностью заряженной ёмкости дроссель будет отдавать только часть накопленной энергии, т.к. диод будет закрываться раньше (напряжение-то на катоде выросло!), циклы будут короче и мощность будет примерно постоянна.

Частота импульсов ШИМ постоянна.

Бинго! Именно в этом моя проблема. Конденсаторы заряжают Ч/ШИМом. Я же не просто так упомянул в первом сообщении L6565, она именно так и работает. Обычно, кто пользовался фотовспышками, это не однократно слышал. Большинство недорогих батарейных вспышек, и даже некоторые дорогие, начинают зарядку чуть ли не с сотен герц и уходят на ультразвук в конце зарядки. Зачастую там дроссель-транс на опилках, вот и выбирают частоту пониже.

[варп]

...Если этот резистор миниатюрный, для поверхностного монтажа, ....

Oxygen Power, про "миниатюрный резистор, это Вы сказали, а не я...
Может мощность резистора (шунта) проще посчитать?
При токе зарядки 10 Ампер, на шунте (датчике тока) сопротивлением 0,01 Ом будет "падать" -
0,01 х 10 = 0,1Вольт...., или мощность 0,1В Х 10А = 1Вт... И это ни разу не проблема.
---
Андрей_К, часто два маломощных БП сделать гораздо проще, чем один мощный...

[Oxygen Power]

Oxygen Power, про "миниатюрный резистор, это Вы сказали, а не я...
Может мощность резистора (шунта) проще посчитать?
При токе зарядки 10 Ампер, на шунте (датчике тока) сопротивлением 0,01 Ом будет "падать" -
0,01 х 10 = 0,1Вольт...., или мощность 0,1В Х 10А = 1Вт... И это ни разу не проблема.

Потом сделал поправку, при кз 10000 мкФ разрушит практически "любой" резистор, если он не слишком большой. Рассмотрите ток разряда ёмкости на резистор датчика тока Iразряда = 450 В/0,1 Ом = 4500 А! Мгновенная мощность 450 В * 4500 А = 2025 кВт. В реальности это значение получится меньше, но всё-равно очень много.
Но не берите мои предостережения в голову. Каждый экспериментатор должен пройти на своём опыте.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jun 21 2016, 06:29

[Андрей_К]

при кз 10000 мкФ разрушит практически "любой" резистор...

Куда-то вас не туда понесло. Я не планировал коротить ёмкостя - это не шипко полезно. Кстати не все разрушается. Мгновенная мощность-то большая, но если её не хватает для мгновенного испарения материала, то некоторые резисторы выживают. Просто чернеют и дымят некоторое время. Я пробовал на 15 ом разряжать (только не пишите, что 15 ом не - кз. кто желает - пусть сам такую батарею отверткой замыкает). Тут нужно скорее об энергии импульса говорить.

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 21 2016, 06:38

[варп]

Oxygen Power, Вы схему из поста #16 внимательно посмотрите и назначение шунта уясните... Про токи разрядки 4500 Ампер - это Ваши домыслы... Хотя бы путь "тока разрядки " на схеме укажите...
И НЕ течёт ток РАЗРЯДКИ через шунт..., через шунт течет ТОЛЬКО ток зарядки..., и он ОГРАНИЧЕН на нужном нам уровне..

Сообщение отредактировал варп - Jun 21 2016, 06:39

[thickman]

flyback QR контроллеров типа L6565, NCP1207для целей подобных моей (в свете экспериментов с переподвывертами). В них, если я правильно понимаю, есть тайм-аут по ZCD, несколько микросекунд, чего в моем случае явно недостаточно для граничного режима.

Функция бланкирования продолжительностью в 3.5us (для L6565) предупреждает ложные включения. К слову, в контроллере L6562 нет такой функции, и при сильном звоне в клэмповой цепи этот контроллер безбожно сбоит.
Мне не доводилось заниматься ОХ-преобразователями с низковольтным входом, возможно, по этой причине я не вижу тех принципиальных препятствий, на которых споткнулись вы. Имеется ввиду обеспечение граничного режима работы. Касательно режима ZVS, если он нужен, – тоже не вижу особых проблем. При батарейном питании можно работать с большим заполнением, современные шестидесяти-стовольтовые ключи доступны и позволяют эффективно работать на больших токах. При Кзап>0,5 дополнительных мер для разворота тока в дроссельтрансе предпринимать не придётся, к тому же пиковый ток на первичной стороне будет меньше, поэтому хлопот с утилизацией энергии из Ls, пмсм, тоже будет поменьше. Правда, в результате получим бОльшую амплитуду тока на вторичной стороне, но это не особо критично для таких сильноповышающих преобразователей.

[Oxygen Power]

Куда-то вас не туда понесло. Я не планировал коротить ёмкостя - это не шипко полезно. Кстати не все разрушается. Мгновенная мощность-то большая, но если её не хватает для мгновенного испарения материала, то некоторые резисторы выживают. Просто чернеют и дымят некоторое время. Я пробовал на 15 ом разряжать (только не пишите, что 15 ом не - кз. кто желает - пусть сам такую батарею отверткой замыкает). Тут нужно скорее об энергии импульса говорить.

В ваших постах выше не рисуйте всяку ерунду в схемах. Если не понимаете этого, то и незачем обсуждать об энергии импульса.

Oxygen Power, Вы схему из поста #16 внимательно посмотрите и назначение шунта уясните... Про токи разрядки 4500 Ампер - это Ваши домыслы... Хотя бы путь "тока разрядки " на схеме укажите...
И НЕ течёт ток РАЗРЯДКИ через шунт..., через шунт течет ТОЛЬКО ток зарядки..., и он ОГРАНИЧЕН на нужном нам уровне..

Вы понимаете, о чём я намекал выше?

[HardEgor]

Все верно, я же именно это и написал. Накопил дроссель свои L*I*I/2, выключили ключ, пошла перекачка энергии на выход. Обнулился ток диода на выходе - значит всё, можно начинать новый цикл. Когда напряжение на заряжаемом конденсаторе равно нулю дроссель отдаст всю накопленную энергию. При почти полностью заряженной ёмкости дроссель будет отдавать только часть накопленной энергии, т.к. диод будет закрываться раньше (напряжение-то на катоде выросло!), циклы будут короче и мощность будет примерно постоянна.

Так и напряжение на дросселе растет, пока не откроется диод и у дросселя не появится возможность сбросить накопленную энергию в емкость.
Вы беспокоитесь о размерах и весе зарядного устройства, а я и пытался сказать что чем быстрее вы хотите зарядить - тем больше будет пиковая отдаваемая мощность и тем больше будет дроссель/трансформатор при любой топологии преобразователя.

[варп]

...Вы понимаете, о чём я намекал выше?

Oxygen Power, мне Ваши намёки - по барабану... И мне жаль, что принцип ограничения тока зарядки, который я уже давно использую, Вы так и не поняли....

Сообщение отредактировал варп - Jun 21 2016, 07:08

[Андрей_К]

Функция бланкирования продолжительностью в 3.5us (для L6565) предупреждает ложные включения.

Я немного не об этом. В описании сказано: "[в том случае, если] many ringing cycles need to be skipped that their amplitude becomes very small and they can no longer trigger the ZCD circuit. In that case the internal starter of the IC will be activated..." В даташите на аналогичную NCP1207 говорится о таймауте в 5 мкс с момента последнего ZCD. Посему, раз уж Вы мучили эти микросхемы, хотел спросить, а что они делают, если ZCD вообще не сработал? Ждут вечно или все-таки пытаются открыть транзистор через какое-то время? Я живу от больших дорог и линий в далеке, все детальки только почтой, вот и пытаюсь разведать побольше перед заказом.
Огромное спасибо за ответ. Я всё-таки хочу попробовать ОХ в квази-резонансном граничном режиме. До непрерывного режима я еще не дорос.

В ваших постах выше не рисуйте всяку ерунду в схемах.

Я вообще не рисовал схем и не рассматривал реальное кз на емкостях.

[Oxygen Power]

Oxygen Power, мне Ваши намёки - по барабану... И мне жаль, что принцип ограничения тока зарядки, который я уже давно использую, Вы так и не поняли....

Я за правильное схемотехническое построение. Если встречаются грубые ошибки стараюсь их показать. То, что вам по барабану, работать будет до первого замыкания на выходе источника питания, не зависимо от того по какой схеме собран преобразователь. Выйдет из строя не только резистор датчика тока. Выгорит TL431, да и оптопара скорее всего тоже.

Я вообще не рисовал схем и не рассматривал реальное кз на емкостях.

Прошу прощения, это опять великий варп...

[thickman]

что они делают, если ZCD вообще не сработал? Ждут вечно или все-таки пытаются открыть транзистор через какое-то время?

Конечно пытаются открыть транзистор. В даташите прописан период в 250-400-500us. Но размагничивание транса ловится без проблем, а сама функция помехоустойчива, не разделяю ваших опасений: However, to ensure high noise immunity, the triggering block must be armed first: prior to falling below 1.6V, the voltage on pin 5 must experience a positive-going edge exceeding 2.1 V

[Андрей_К]

В даташите прописан период в 250-400-500us. Но размагничивание транса ловится без проблем, а сама функция помехоустойчива...

Спасибо. Опасений особых не было, уже заказал и L6565 и NCP1207, просто пока едут хочется спросить совета у монстров ИИП-строения. Есть еще некоторые опасения, что они не заведутся от 24-х вольт, но, думаю, все хорошо будет. Сначала попробую типовую схему, дальше буду посмотреть.

[Herz]

Может поделитесь чутка мыслями на эту тему, если не секретно? Интересует требуемая перекрышка транзисторов пуша, т.к. спец контроллер под данную топологию (LM5041) приобрести затруднительно, а кучу рассыпухи в приемлимые габариты у меня уместить не получится.

Да дело не в секретности, я уж подробностей и не помню. Но так, чтобы шибко компактным решение не получилось...

Есть еще некоторые опасения, что они не заведутся от 24-х вольт, но, думаю, все хорошо будет.

Как это? Откуда такие опасения?

[Plain]

Например, каскадный преобразователь "питаемый током пуш-пул" — любой готовый понижающий стабилизатор и нерегулируемый пуш-пул, в пределе — источник тока на токовом компараторе и полумосте на синхронном драйвере затворов питает тактуемый от него пуш-пул на паре драйверов затвора, всё можно собрать за сутки на коленке.

Тормоз дорисовывать было лень, поэтому просто молотит вплоть до Кзап=100%:

Когда-то, на волне удочко-строительства я именно так и делал.

Как-то двусмысленно звучит, будто сейчас, как и автор, не решаете задачи сразу и чем под руку подвернётся, а ждёте, пока некто нароет некий суперчип. "Лучше день потерять, потом за пять минут долететь. ©"

[domowoj]

Три года назад я стал постоянно использовать вот такой принцип ограничения тока зарядки

Вообще-то для стабилизации тока и напряжения существуют специально обученные микросхемы,
AP4313 например.

[Herz]

Как-то двусмысленно звучит, будто сейчас, как и автор, не решаете задачи сразу и чем под руку подвернётся...

Нет, просто конкретную задачу, идентичную авторской, решал таким конкретным способом. О чём и вспомнилось.
Но иногда лучше и день потерять...

[Oxygen Power]

...обратноход не вылезает из CCM. Всё это (обратноход в особенности, из-за зазора организованного прокладкой) жутко звенит, да так, что аж управлялку (вспышечную) на ардуине временами глючит.

Схему и описание трансформатора можете привести?

[Андрей_К]

Схему и описание трансформатора можете привести?

Абсолютно типовая схема включения UC3845. Трансформатор на сердечнике ER35 из компьютерного блока питания, первичная обмотка 6 витков из 3-х проводов по 1мм, две вторички по 75 витков (по 225 вольт последовательно), зазор - прокладки между половинками по 0.5мм. Собственно все нормально работает, как и должно. Аналогичный трансформатор на ETD34 с заводским 1мм зазором дает на порядок меньше помех, но послабее и похуже (соотношение Ls/Lm), т.к. не могу оптимально первичку разместить на короткой катушке (но это уже мои технологические заморочки).

[Oxygen Power]

Ещё не зная рабочей частоты подозреваю, что для нормальной работы преобразователя в первичной обмотке трансформатора недостаточно витков. Ограничение тока происходит не зарядным током конденсаторов, а за счёт большого импульсного тока из-за маленькой индуктивности первичной обмотки.

Предлагаю на сердечнике ER35 первичную обмотку сделать 15 витков (жгутом из проводников диаметром не более 0,4 мм), высоковольтную вторичную 250 витков, желательно тоже жгутом или литцендратом. Зазор в сердечнике по керну (т.е. в середине) 0,5 мм. При питании напряжением 24 В наведённое напряжение на стоке ключа составит 27 В ( т.е. 24 В + 27 В), плюс "иголка" от индуктивности рассеяния, которую необходимо погасить демпфирующей цепочкой. Рабочую частоту выше 100 кГц не делать. Для повышения стабильности цепи ОС желательно установить между выв. 6 и выв. 3 микросхемы дополнительный резистор 10 кОм...100 кОм (требует подборки). Этот резистор поднимает порог пилы снизу. И всё будет работать.

Для зарядки батареи конденсаторов 10000 мкФ за 10 секунд до напряжения 450 В достаточно мощности 100 Вт.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jun 22 2016, 04:47

[Андрей_К]

Предлагаю на сердечнике ER35 первичную обмотку сделать 15 витков... Для зарядки батареи конденсаторов 10000 мкФ за 10 секунд до напряжения 450 В достаточно мощности 100 Вт.

Частота у меня ~50кГц. Вроде все нормально должно сходиться. EPCOS говорит, что для сердечника ER35 при зазоре 1мм удельная индуктивность 170 наноГн / виток^2. Шесть витков это примерно 6,1 мкГн. Считаем ток: I=U*dt/L. При частоте 50кГц, коэффициенте заполнения 0,5 выходит несколько меньше 40 ампер. Где-то так оно и есть на осциллограмме (у меня чуть выше частота, получается 35 А). Далее, энергия импульса I*I*L/2, при 35А получаем где-то 3,7 мДж на один импульс. 50 тысяч импульсов в секунду дают 186 ватт. Какое-то количество из них уходит в тепло, пусть КПД будет 80% (цифра с потолка). 186*0,8 = 149 ватт. Как-то так. Сам по себе ОХ преобразователь у меня работает нормально, как запланировано. Проблема в моем неправильном подходе к проектированию.

Да, обратная связь мне не нужна. Релейный режим меня вполне устраивает. У меня же потребление "все или ничего", я даже на время ипульса совсем преобразователь гашу, дабы не работал на реальное КЗ в течении пары миллисекунд почем зря.

В ближайшем будущем сплошные командировки. Ближе к осени попробую сваять квазирезонансник, при той же или даже меньшей проектной мощности он должен заряжать банки гораздо эффективней.


Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 22 2016, 06:50

[варп]

Помогите оценить вот такую затею... Не спешите с критикой - я ничего не утверждаю, а лишь просто задаю вопрос...
Суть вот в чем - классический повышающий DC-DC позволяет без проблем повысить входное напряжение в три раза с эффективностью 95%.
Что если включить ТРИ DC-DC друг за другом.., к примеру так -
24 V -------- 72 V------ 216 V ------- 432 V ?
Сложно- нессложно - пока - дело пятое... Если в этом рациональное зерно - вот в чём вопрос.

[Oxygen Power]

Частота у меня ~50кГц. Вроде все нормально должно сходиться. EPCOS говорит, что для сердечника ER35 при зазоре 1мм удельная индуктивность 170 наноГн / виток^2. Шесть витков это примерно 6,1 мкГн. Считаем ток: I=U*dt/L. При частоте 50кГц, коэффициенте заполнения 0,5 выходит несколько меньше 40 ампер. Где-то так оно и есть на осциллограмме (у меня чуть выше частота, получается 35 А).

Для индуктивности с зазором частота не самый важный параметр. Расчёт показывает, что при 6 витках и токе 40 А через полученную индуктивность, индукция насыщения сердечника составляет 0,3 Тл. Я бы так не делал. Свои предложения изложил выше. Обратная связь нужна, чтобы следить за мгновенным значением тока и напряжением. Перезарядить конденсатор тоже плохо. Может фейерверк получиться с алюминиевыми серпантинами.

[HardEgor]

24 V -------- 72 V------ 216 V ------- 432 V ?
Сложно- нессложно - пока - дело пятое... Если в этом рациональное зерно - вот в чём вопрос.

Можно. Получим общий кпд 87,5. В три раза сложней и с утроенным количеством компонент.

[Oxygen Power]

Помогите оценить вот такую затею... Не спешите с критикой - я ничего не утверждаю, а лишь просто задаю вопрос...
Суть вот в чем - классический повышающий DC-DC позволяет без проблем повысить входное напряжение в три раза с эффективностью 95%.
Что если включить ТРИ DC-DC друг за другом.., к примеру так -
24 V -------- 72 V------ 216 V ------- 432 V ?
Сложно- нессложно - пока - дело пятое... Если в этом рациональное зерно - вот в чём вопрос.

Если требуется сделать большой диапазон входного напряжения, то достаточно две ступени. Ёмкость первой ступени можно ставить маленькую плёночную и обязательно синхронизацию обоих ШИМ контроллеров.

[варп]

Можно. Получим общий кпд 87,5. В три раза сложней и с утроенным количеством компонент.

HardEgor, про КПД - согласен.., лень перемножать было.
Сейчас пытаюсь промоделировать ДВЕ ступени, но с управлением ключами первой и второй ступени ОДНИМ контроллером. В принципе - работает.., но в детали не вник ещё...
Oxygen Power, так задача та же - превратить 24V в 450V... Для этой задачи сколько ступеней приемлемо с приемлемым КПД?
Надеюсь на что - DC-DC - это штука совсем не капризная и трудноубиваемая..., а каждую ступень легко сделать оптимальной и всё в целом будет лишено классических проблем... И тактовую частоту можно будет задрать до небес... И с дросселями обычно меньше проблем, чем с трансформаторами...

Сообщение отредактировал варп - Jun 22 2016, 16:40

[Oxygen Power]

Oxygen Power, так задача та же - превратить 24V в 450V... Для этой задачи сколько ступеней приемлемо с приемлемым КПД?
Надеюсь на что - DC-DC - это штука совсем не капризная и трудноубиваемая..., а каждую ступень легко сделать оптимальной и всё в целом будет лишено классических проблем... И тактовую частоту можно будет задрать до небес... И с дросселями обычно меньше проблем, чем с трансформаторами...

Задача просто зарядить. Если питание стабильное, то можно и на одной ступени собрать.

[варп]

Задача просто зарядить. Если питание стабильное, то можно и на одной ступени собрать.

Гы... А зачем тогда с пушпулами и обратно и прямоходовыми маяться???
А я две ступени промоделировал с общим контроллером... Сейчас домоделируется, графики и модель покажу... Забавно..
---------
Во как...


Сообщение отредактировал варп - Jun 22 2016, 17:44

[Oxygen Power]

Датчики тока надо завязать на один вход. Индуктивность второго дросселя должна быть больше. Конденсатор С1 значительно меньше.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jun 22 2016, 18:45

[варп]

Oxygen Power, да да, спасибо.. - вчера про оптимальные номиналы некогда думать было...
Помогите его до ума довести.. - чую он простой и дубовый должен получиться... ( до компа доберусь только вечером...).
---------
И ШИМ контроллер можно будет в него вставлять практически любой....

Сообщение отредактировал варп - Jun 23 2016, 01:58

[Oxygen Power]

Помогу чем смогу.

[Андрей_К]

Для индуктивности с зазором частота не самый важный параметр. Расчёт показывает, что при 6 витках и токе 40 А через полученную индуктивность, индукция насыщения сердечника составляет 0,3 Тл. Я бы так не делал. Свои предложения изложил выше. Обратная связь нужна, чтобы следить за мгновенным значением тока и напряжением. Перезарядить конденсатор тоже плохо. Может фейерверк получиться с алюминиевыми серпантинами.

Да, где-то так я индукцию и принимал в расчетах. Неоднократно смотрел форму первого импульса (напряжение подано предварительно, входные ёмкости заряжены, выходные разряжены, UC3845 принудительно блокирована подачей напряжения на ногу Current Sense, затем блокировка снимается и одновременно запускается развертка осциллографа). Практически идеальная прямая линия от нуля до 36 ампер. Затем отключение по току (должно быть на 33А, но пока все отработает набегает еще чутка). Признаков насыщения не заметно. ОС по току работает нормально. Начиная со второго импульса начинается неразрывный ток дросселя и ни о какой линейности нарастания тока истока речь уже не идет. Ваш расчет сделан, как я понимаю, именно для непрерывного тока. Правильно? Но ведь 10мФ на выходе - это все равно по сути к.з. Т.е. дросселю так или иначе некуда будет накопленную энергию сливать (пока напряжение на выходе не поднимется вольт до 100-200), и ток в первичке за 2-3 такта станет иглообразным. Т.е. Ваш вариант лучше, полевику жизнь чутка облегчится, а главное, транс можно будет на пермаллоевом кольце намотать (их есть у меня немного), надо будет попробовать.

Про ОС по напряжению я писал, что просто блокирую ШИМ контроллер по достижении требуемого напряжения (в настоящий момент 445В отключение, 438В - включение).

Гы... А зачем тогда с пушпулами и обратно и прямоходовыми маяться???

Ну, мне, к примеру, изоляция гальваническая желательна. Я ИГБТ использую в запредельных режимах по току, однажды попался драйвер кривоватый, выдавал 14 вольт вместо 18, я не проверив, пыхнул со всей дури (осциллограмма осталась, поэтому знаю, что драйвер был виноват). ИГБТ спёкся всеми выводами в кучу, не было бы изоляции - выжгло бы всё что можно. Было бы жалко ардуинку. А так только драйвер заменил.

P.S. [offtopic] Никто не подскажет, где можно альсиферовых/Kool-Mu колечек несколько штук прикупить, с доставкой почтой? Ferrites.ru почтой не шлют, говорят, что покупатель должен сам вызывать курьера, но проблема в том, что я на удаленном объекте и у меня никак не срастается с оплатой этих самых курьерских услуг. Хочу приехать домой и забрать посылку с почты в тот же день, а не ждать 10 дней.

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 23 2016, 04:55

[Oxygen Power]

Начиная со второго импульса начинается неразрывный ток дросселя и ни о какой линейности нарастания тока истока речь уже не идет. Ваш расчет сделан, как я понимаю, именно для непрерывного тока. Правильно?

Если сердечник не в насыщении или около того значения, то нарастание тока линейное.
Расчёт катушки индуктивности был на предмет значения индукции при заданном токе и зазоре в сердечнике.

[Herz]

в настоящий момент 445В отключение, 438В - включение).

Это Вы уже сильно рискуете...

[Андрей_К]

Это Вы уже сильно рискуете...

Так это проект (долгостой) выходного дня для дома. Конденсаторы, кстати, специальные, фото, нормированы в джоулях и допускают некоторую перегрузку (10%, по-моему, лень даташит открывать) по напряжению. Упакованы, на всякий случай в пенопласт. В худшем случае испугаюсь и проветрю помещение.

[Herz]

Да жалко такие конденсаторы, они не из дешёвых. Но, может, у Вас - дядя на конденсаторной фабрике...

[варп]

Простите - немножко задержался с "анализами"... . Пытался понять, как сделать результаты моделирования наиболее удобными для сравнения..
Начал с того, что промоделировал "однокаскадный" DC-DC, сразу преобразующий 24 Вольта в 450 Вольт.
Надо было от чего-то отталкиваться - постарался выжать из преобразователя максимальную, но разумную мощность - ток отбираемый от аккумулятора, ток индуктивности, и ограничения тока силового ключа - в районе 20-ти Ампер.
Об эффективности сужу по ВРЕМЕНИ зарядки - от первого импульса DC-DC, до последнего.
Вот что получилось.. Пока не перегружаю картинки графиками - пока главное - время зарядки.

Зелёным - напряжение на конденсаторе;
Синим - ток аккумулятора.
Время зарядки (условно) - 7,57 ms.

----------
Вот что получается, если использовать "двухкаскадный" DC-DC ...

Зелёным - напряжение на конденсаторе;
Синим - ток аккумулятора.
Красным - напряжение на С1.
Время зарядки (условно) - 6,54 ms.
Время зарядки уменьшилось на 13,6 %. Это меньше, чем хотелось бы.., но что есть - то есть...
Что бросается в глаза - в данном случае, время отбора МАКСИМАЛЬНОГО тока от аккумулятора значительно больше. В моём понимании - это очень хорошо.
------------
Вообще - я мало чего понимаю в этих делах..., так что пинайте не стесняясь...
В принципе - штука довольно примитивная..., но обещает отдать почти 500 Вт...
----------
Если нужно, покажу сигналы в любых точках в любом масштабе.
-------
Кто-нибудь подскажите, как заставить модель посчитать СРЕДНИЙ ток заряда выходного конденсатора? А то там очень короткие импульсы, да ещё меняющегося размаха. Смотрю на них, как баран ... А без среднего тока заряда не могу даже приблизительно КПД посчитать.

Сообщение отредактировал варп - Jun 24 2016, 13:39

[Herz]

Кто-нибудь подскажите, как заставить модель посчитать СРЕДНИЙ ток заряда выходного конденсатора? А то там очень короткие импульсы, да ещё меняющегося размаха. Смотрю на них, как баран ... А без среднего тока заряда не могу даже приблизительно КПД посчитать.

Я не знаю, как это делается именно в LTSpice, но обычно на график можно вывести не только сами сигналы, но и результат математических операций над ними. Поищите.

[Ydaloj]

Вот что получается, если использовать "двухкаскадный" DC-DC ...

а если бы у вас был двухтактный преобр, то промежуточному конденсатору жилось бы намного легче

[arhiv6]

Кто-нибудь подскажите, как заставить модель посчитать СРЕДНИЙ ток заряда выходного конденсатора?

Cntrl+click по заголовку нужного графика. Покажет среднее на отображаемом участке графика. http://www.linear.com/solutions/1832

[варп]

Спасибо большое, сейчас разберёмся.
Ydaloj, да это пробный шар.. Сейчас прочувствую как чего булькает, недостатки выясним, а после сделаем хоть что.. - хоть два такта, хоть три...
Чуть позже ещё одну модель покажу -там два однокаскадных параллельно... Мощи в два раза больше, а детали - те же... Время заряда ещё на 30% меньше...
--------
arhiv6, отлично! Работает...., а я, придурок... Всё некогда руководство до конца прочитать...

Сообщение отредактировал варп - Jun 24 2016, 14:25

[варп]

Вот о чем говорил - здесь два силовых каскада в параллель..., но токи силовых ключей - прежние. Ток отбираемый от аккумулятора - удвоен.
Моделировал так, чисто поржать..., хотя, наверное, тоже может быть полезна - можно либо мощность наращивать пока аккумулятор не лопнет..., либо при прежней мощности можно использовать более слабые силовые ключи...

Время зарядки (условно) - 4,78 ms.

[Herz]

Вот о чем говорил - здесь два силовых каскада в параллель..., но токи силовых ключей - прежние. Ток отбираемый от аккумулятора - удвоен.

Да не может быть! Знаете, я Вам и без моделирования скажу, что если поставить таких восемь в параллель - то и в восемь раз можно выходной ток увеличить. Эврика?
Давайте уже не будем засорять тему.

[Андрей_К]

подскажите, как заставить модель посчитать СРЕДНИЙ ток заряда...

Средний ток заряда можно и без модели прикинуть: I = C*U/t.

Если нужно, покажу сигналы в любых точках в любом масштабе

Раз уж пошла такая пьянка, то будьте добры, мощность в ключах, мгновенную и среднюю, покажите плиз. Желательно с учетом лавинного тока для примененных низковольтных транзисторов.

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 24 2016, 19:16

[варп]

Андрей_К, поймите меня правильно - модели, показанные выше, это ЧЕРНОВИКИ в чистом виде, воспроизводящие лишь принцип работы. Далее, когда становится понятен сам принцип работы, и к нему нет претензий, можно уточнять детали. Вчера, после того, как мне подсказали как посмотреть среднюю мощность, я начал придираться и к силовым ключам, и к дросселю. Не скажу, что оптимально, но ключ и дроссель в модели были заменены.
Если говорить о реальном устройстве, надо определиться - какое ВРЕМЯ заряда приемлемо в реальной работе. Можно зарядить конденсатор за одну секунду (к примеру), а можно - за десять. Надо выбрать реально достаточные параметры, тогда и устройство может оказаться просто "игрушечным".
Сейчас параметры - предельно жёсткие.
Пока готов показать вот это (силовые каскады в параллель лишь чтобы оценить уменьшение времени заряда).
Другие графики смогу показать в течение дня.



Сообщение отредактировал варп - Jun 25 2016, 02:57

[герд]

А почему бы топикстартеру не воспользоваться опытом электрофишеров, давно решивших задачку по заряду конденсаторов?

[Андрей_К]

А почему бы топикстартеру не воспользоваться опытом электрофишеров, давно решивших задачку по заряду конденсаторов?

По причине неискушенности топикстартера в построении резонансных преобразователей. Ежели объясните в двух словах базовые принципы или ткнете носом, где почитать - с радостью поэкспериментирую. Я пробовал симулятором играться - но красивых кривулек получить не сумел. Что делаю не так - не понятно. Вот что у меня получается:

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 25 2016, 09:18

Эскизы прикрепленных изображений

 

[герд]

где почитать

Здесь http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2156292#p215629 автор с ником Dimonis показывает варианты выполнения СТ с интегрированным реактором в сравнении с раздельным вариантом.
Ну, и гугль вам в помощь.

[Андрей_К]

Здесь http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=2156292#p215629 автор с ником Dimonis показывает варианты выполнения СТ с интегрированным реактором в сравнении с раздельным вариантом.
Ну, и гугль вам в помощь.

Ну от того, что кто-то показывает как мотать трансформаторы, симулятору не холодно не жарко. Так же ему по барабану как будет выполнена резонансная катушка, отдельной моткой или еще как. А у меня даже в компьютере ни ZVS ни ZVC толком не срастаются. Гугл выискивает кучу LLC резонансников с контурами в первичной цепи. Возможно для зубров ломовой электроники это безразлично, а мне крайне затруднительно понять как приколхозить этот самый контур во вторичную цепь. Читаю пока теорию, но идет с трудом.

Сообщение отредактировал Андрей_К - Jun 25 2016, 09:45

[варп]

Андрей_К, ещё один важный в практическом смысле вопрос - на сколько вольт опускается напряжение на конденсаторе при срабатывании вспышки и как часто эти вспышки происходят фактически? Это важно потому, что позволит сделать преобразователь минимально достаточной мощности... Ведь компенсировать лишь часть потраченной энергии значительно проще, чем заряжать выходной конденсатор с нуля.
----------
Андрей_К, как выяснилось, мудрить и изобретать тут особо нечего и не нужно... Вот такой простейший преобразователь с мощностью в пике 215 Вт, зарядит емкость 10000 Мкф до 95% (от 450 Вольт) за 15 Секунд (по моим прикидкам).
Скажите, какие у Вас есть ШИМ контроллеры, я реальную схему нарисую.
И не вставляйте "мозги" в эту "табуретку" (про ардуинку - забудте) ......


Сообщение отредактировал варп - Jun 25 2016, 14:29

[Plain]

живу от больших дорог и линий в далеке, все детальки только почтой

Тем не менее, с трудом верится, что на всём острове настолько стопроцентная экология, что нет элементарного компьютерного лома.

К примеру, сейчас глянул на 15-летней давности дохлую материнскую плату (традиционно, из дохлого там только алюминиевые конденсаторы) — трёхфазный 60-амперный стабилизатор процессора Athlon'64 собран на сдвоенном 36-вольтовом синхронном драйвере затворов ISL6614 и одиночном 15-вольтовом HIP6601, вокруг них куча 25-вольтовых NMOS и три высокочастотных 20-амперных дросселя 1 мкГн, а на другом конце платы отыскались 74LVC14, 74LVC00 и 74LVC08.

Таким образом, с учётом позаимстованных из такого же дохлого БП ATX ферритового сердечника, высоковольтных плёночных конденсаторов и диодов, для сборки давно предложенного питаемого током пуш-пула не хватает только быстродействующего компаратора и триггера.

Компаратор LM311 можно поискать в ЭЛТ-мониторах, а можно и не тратить на это время, собрав его на паре обычных биполярных транзисторов, которых в таком ломе завал. Без триггера же и вовсе можно обойтись, просто затактовав пуш-пул от автогенератора на 74хх14 — ведь нестрогий меандр этой топологии не страшен.

Итого, задача вполне решается не вылезая с острова, не общаясь с почтой, и, при соответствующей степени скопидомства, даже не выходя из дома.

Также, если нароются три полноценных, т.е. 36-вольтовых синхронных драйвера, можно собрать не пуш-пул, а питаемый током полный мост.

[герд]

Заряжалка от электрофишеров зарядит конденсатор потерпевшего примерно за 1,3 секунды.

можно собрать не пуш-пул, а питаемый током полный мост.

Можно, но пуш получается значительно проще, хотя и требует более высоковольтных фетиков.
Электрофишеры, как правило, питаются от 12 вольт и имеют в своём арсенале резонансный пуш, питаемый током:

При питании от 24 вольт, очевидно, имеет смысл ваять самовозбудный мост с параллельным резонансом.

Сообщение отредактировал герд - Jun 25 2016, 18:19

[Андрей_К]

Андрей_К, ещё один важный в практическом смысле вопрос - на сколько вольт опускается напряжение на конденсаторе при срабатывании вспышки и как часто эти вспышки происходят фактически?И не вставляйте "мозги" в эту "табуретку" (про ардуинку - забудте)

Так это же, по сути обычная фото-вспышка. Ежели света не хватает, то и до нуля ёмкость высаживается, а частота... Ну, фотоаппарат позволяет 8 раз в секунду. При времени зарядки больше 4-5 секунд становится сильно некомфортно. Если я забуду про ардуинку, кто мне энергию вспышки считать будет? Куча логики что ли?
15 секунд у меня уже пройденный этап. Это же 1кДж / 15 сек ~ 67 ватт всего. У меня обратноход примерно 120 ватт выдает.

Заряжалка от электрофишеров зарядит конденсатор потерпевшего примерно за 1,3 секунды.

Это вряд ли Батарейка раньше сдохнет.
А можете, плиз, изобразить аналогичный пуш, но с внешним задающим генератором?

Тем не менее, с трудом верится, что на всём острове настолько стопроцентная экология, что нет элементарного компьютерного лома.

Как мне кажится, компьютерный лом - это для тех, кто в этой теме варится. Иначе, может он и есть, но где его искать, по помойкам шариться что ли? Проще с того же Чипа заказать чохом всё что надо. Проблема в основном в том, что там не всё есть, и не всегда знаешь что надо, а заказывать вообще всё - накладно выходит. Потому и спросил здесь. Для оптимизации расходов.

[герд]

аналогичный пуш, но с внешним задающим генератором?

А разве контроллер на UC не является "внешним задающим" для силовой части?
Или вы хотите, чтобы я нарисовал, вместо стандартного контроллера, формирователь управляющих импульсов на микропроцессоре?

фотоаппарат позволяет 8 раз в секунду.

У электрофишеров "аппарат" позволяет до 100 "раз" в секунду. Важна энергия, потребляемая одним "разом", чтобы выбирать как номинал ёмкости, так и ток подзарядки оной.

[варп]

...15 секунд у меня уже пройденный этап. Это же 1кДж / 15 сек ~ 67 ватт всего. У меня обратноход примерно 120 ватт выдает.

Тогда я не зря ток отбираемый от аккумулятора большим делал.... Мне кажется тогда нужно просто силовую часть параллелить и всё... Там же всё просто, и главное - надёжно... Убить такой повышающий DC очень сложно.

[Андрей_К]

А разве контроллер на UC не является "внешним задающим" для силовой части?

Я про самовозбудный пуш с параллельным контуром. На UC-шке вроде был с последовательным. Или так не бывает?

У электрофишеров "аппарат" позволяет до 100 "раз" в секунду. Важна энергия, потребляемая одним "разом"...

Пескадоры тут не при делах. У них постоянная отбираемая мощность (плюс-минус лапоть). У мну - как буду кпопицу жамкать так и пыхать будет. В темноте будет в ноль высаживать ёмкость, на солнце - вольт до 250-300, но может и в ноль (от задачи зависит). Света никогда много не бывает. Ежели секунд за 4-5 вспышка не готова - становится дюже грустно.

[Plain]

компьютерный лом - это для тех, кто в этой теме варится. Иначе, может он и есть, но где его искать, по помойкам шариться что ли

Да у простого народа поспрашивать — техника всегда в немалые деньги обходилась, так что ему её чисто машинально жаль выбрасывать — в лучшем случае используют как табуретки, а обычно за печкой или в гараже пылится.

А нынче же получается так, что, к примеру, спустя в лучшем случае месяц-два приедут золотые L6565 и NCP1207, которым обеим требовался трансформатор тока, и т.п.

пуш получается значительно проще

Вы об одностадийном говорите, который суть изолированный повышающий, с наследованием его врождённой невозможности работы на КЗ, а я ранее в теме предлагал каскадный, который является изолированным понижающим, который на КЗ работает без проблем, ну и, первей считал задачу собрать, требуемое в единственном экземпляре, даром и из опилок.

[варп]

Андрей_К, всё-таки преобразователь "двухкаскадный" надо делать... - он обеспечивает постоянный отбор мощности от аккумулятора, независимо от напряжения на заряжаемом конденсаторе. А здесь это принципиально важно...
Plain, очень прошу - покритикуйте...


Желтым - ток аккумулятора;
Синим - напряжение на С1.

[Андрей_К]

Да у простого народа поспрашивать — техника всегда в немалые деньги обходилась.

Plain, без обид, но мне кажется никто не читает ничьих сообщений до конца. Я уже отписывал, что ваял простые пуши неоднократно и не испытывал проблем с драйверами или ещё чем. С чего мне на подножий лом переходить? Все-равно полевики, что Вы предлагаете, с мат. плат, не пойдут в 24-х вольтовый пуш, если только мост сразу ваять. Всё равно покупать. Не переходить же на 12 вольт, в самом же деле. Батарее-то не безразлично, отдавать 10С или 20С.

...с наследованием его врождённой невозможности работы на КЗ...

Товарисч с красивыми картинками за резонансер агитирует. Там ток к.з. ограничен волновым сопротивлением контура. Я с товарисчем согласен, но по причине моей деревянности новизны в теме пока не могу добиться столь же красивых картинок в симуляторе. Как получу требуемый результат на экране - спаяю железку.
Мост на ~400-500 ватт с 24-х вольт видится мне перебором. Возни много с ТГР-ами али драйверами. Еще и нету на том же Чипе верхних драйверов на приличный ток (для тяжелых низковольтных FET-ов).

[Огурцов]

только мост сразу ваять

первая мудрая мысль
и да, только пуш-пул не делайте - там проблем, как на два флая

[герд]

с наследованием его врождённой невозможности работы на КЗ

Ну да:
"Движенья нет, сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить."(С)

Заряжалки не работающие на КЗ у электрофишеров не котируются и этот

тест был первым при обсуждении целесообразности использования параллельного пуш-резонанасника.
Критика была в отношении огромного тока в первичной обмотке и резонансном конденсаторе, но обмотка-это медная трубка, а количество рез. конденсаторов выбирается из потребной реактивной мощности. В настоящее время их есть на рынке. Другим недостатком параллельного пуша является повышенное напряжение на ключах, по сравнению с последовательным резонансным пушем, требующее применения более высоковольтных ключей или перехода на мостовую топологию при работе от 24 вольт.
Но, с другой стороны, параллельный резонансник потребляет от батарейки постоянный ток, а прямоугольная форма тока через ключи, амплитуда которого значительно меньше, чем в последовательном резонанснике при той же выходной мощьности, позволяет иметь паритет по статическим потерям в ключах. Немаловажным является и отсутствие батареи входных электролитов, кои необходимы для работы последовательного пуша и, как следствие, отсутствие нагрева их ESR прямым и реверсным токами, а это около 7 ватт тепла.
Существенным недостатком параллельного резонансника является сложность регулировки выходного напряжения, поскольку необходимо утилизировать энергию входного дросселя и для этого применяют доп ключик, который дополнительно снижает кпд. Однако, и эту задачку электрофишеры решили и отработали как старт-стопное регулирование, с большими пульсациями, так и ШИМ-с маленькими, без использования доп. ключа или синхрона.
Кстати, для конденсаторной заряжалки пульсацци выходного напряжения не столь критичны, как для ИВЭп-ов и старт-стопное регулирование выходного напряжения не является криминалом.
Однако, поскольку данный форум является общедоступным, в том числе и для "глушильщиков", я не могу "светит" эти решения, равно как и окончательный вариант управления автогенераторным параллельным резонансным пушем.
А для профи-разработчиков упомянуты решения, очевидно, секретом не являются.

[Herz]

Тогда я не зря ток отбираемый от аккумулятора большим делал.... Мне кажется тогда нужно просто силовую часть параллелить и всё... Там же всё просто, и главное - надёжно... Убить такой повышающий DC очень сложно.

Да как два пальца. Это в симуляторе всё надёжно и неубиваемо. А в реальности у Вас в истоке каждого ключа current-sense резистор, а вход у контроллера - один. Как прикажете распределяться токам? Уповать на идентичности номиналов, параметров транзисторов и разводки или закладывать запас по току? Тогда затея превращается в пшик.

[Ydaloj]

Еще и нету на том же Чипе верхних драйверов на приличный ток (для тяжелых низковольтных FET-ов).

Тот же Чип - не единственный и далеко не лучший поставщик компектации.
4-амперные IRS2186, 21864 вам в помощь.

Тяжёлые низковольтные феты отправьте в далёкое плавание, современная элементная база далеко ушла уже.

[варп]

...Как прикажете распределяться токам? Уповать на идентичности номиналов, параметров транзисторов и разводки или закладывать запас по току?...

Herz, с замечанием - согласен, спасибо.
-----------
А по топологии схемы из поста #92 есть что сказать? Она мне больше нравится.

Сообщение отредактировал варп - Jun 26 2016, 08:47

[герд]

только пуш-пул не делайте - там проблем, как на два флая

А конкретизировать "проблемы на два флая" можете?
Или это типично Огурцовское бла-бла-бла?

При питании от 24 вольт, очевидно, имеет смысл ваять самовозбудный мост с параллельным резонансом.

Но можно и включить два пуша на 12 В последовательно по входу и параллельно по выходу.
При этом, даже различие витков вторичек на 1 виток и удвоенное кол-во фетиков в одном из пушей не оказывает заметного влияния на разблюдовку токов и напряжений на ключах.

Понятно, что при получении 24 вольт из двух батареек по 12 вольт, схема двухпушевой зарядки упростится и емкостной делитель по входу не потребуется.

Сообщение отредактировал герд - Jun 26 2016, 10:22

[Огурцов]

типично

а звать вас как ?

и напряжение на стоках покажите