Источник питания от 2.5В с отключением до 8кВ, Есть ли схематические решения? Опции

[syoma]

Привет.
Подскажите есть ли схематические решения для такой задачи?
Есть схема с тиристором, который коммутирует до 8кВ 50Гц. Т.е. если тиристор отключен, то на нем присутсвует полусинусоида напряжением до 8кВ. Если он включен, то на нем падает напряжение до 2,5В. Тиристор может оставаться во включенном состоянии неопределенно долгое время.
Задача обеспечить схему управления тиристором питанием в моменты, когда тиристор проводит, то есть когда на нем напряжение только 2.5В. Но при этом схема питания должна нормально существовать при наличие 8кВ (но не питать схему), когда тиристор выключен. Мощность нужна около 1-2Вт.

Есть идеи?

[injener]

А какое питающее напряжение для схемы управления требуется? Вообще в любом случае рабочий класс такой схемы должен быть выше 8 кВ.
И еще неясно, как тиристор может оставаться включенным неопределенно долгое время, если, как я понял из ТЗ, рабочая частота 50 Гц. Как только придет отрицательная полуволна, он ведь закроется?

[alexvu]

Я бы сделал питание через отдельный трансформатор.
Если нагрузка постоянная - можно еще через трансформатор тока питаться, но при отключении тиристора питание будет пропадать.

[injener]

Я бы сделал питание через отдельный трансформатор.

+1
Хотя это и расточительно для 2Вт с развязкой на 8 кВ

[syoma]

Ну да, закроется. Но при отрицательной полуволне будет работать противоположно включенный в параллель тиристор. Т.е будут те-же 2.5В, только минус.
Выходное напряжение такого источника питания желательно получить 30В. Мощность, как я говорил - 2Вт.

Питание от земли нельзя - так как по изоляции сильно много надо.

[injener]

Изоляции в любом случае нужно много, т.к потенциал схемы высок будет

[syoma]

Подкиньте хотя бы схемотехническую идею.

[Plain]

Солнечная батарея и лампа.

при отрицательной полуволне будет работать противоположно включенный в параллель тиристор. Т.е будут те-же 2.5В, только минус.

Ести тиристора два, то таких схемы тоже должно быть две, а между ними всё те же 8 кВ...

[injener]

А требуется запитать именно от падения напряжения на тиристорах?

[Herz]

А требуется запитать именно от падения напряжения на тиристорах?

Наверное, просто обидно, что в системе такой неслабый источник, а откусить от него не получается...

[Plain]

Вряд ли. Ну что это может быть за схема — на 2 Вт, и рядом лишь с одним из двух тиристоров? Только какой-то довесок — типа, начальству теперь мало простого "Не влезай, убьёт!" и оно приказало повесить на этом столбе ещё и вольтметр.

[injener]

Сделайте полноценный источник собственных нужд - будет и полноценная развязка, и запас по потребляемой мощности. Может быть, в будущем захочется сделать фазовое регулирование тиристорами - тут Вам и трансформатор для синхронизации уже готов будет (если 50Гц источник выполните) и не нужно будет переделывать источник собственных нужд, питающийся от падения напряжения

[syoma]

А требуется запитать именно от падения напряжения на тиристорах?

В данный момент применяем 2 схемы:
- от снаббера - работает хорошо, но к сожалению не работает, если тиристор включен всю полуволну.
- от земли через трансформатор... Только это не трансформатор даже. Относительно земли у нас около 80кВ изоляции должно быть. И тиристоры включены последовательно по 10-20шт. Поэтому трансформатор превратился в такой стержень с бубликами на нем - в высшей степени сложная и громоздкая конструкция.

Думаем над трансформатором тока вокруг основного токового пути - пока ничего путного не получается. И опять же нужен второй источник, когда тиристор закрыт и тока нет.

[injener]

Думаем над трансформатором тока вокруг основного токового пути - пока ничего путного не получается. И опять же нужен второй источник, когда тиристор закрыт и тока нет.

Я так понял, что это нечто вроде реле переменного тока? 2 встречно-параллельных тиристора. Так расположите трансформатор тока на общей шине после тиристоров... Тиристоры по очереди включаются, а ток почти непрерывный...

[Plain]

у нас около 80кВ изоляции должно быть

Да хоть мегавольт. Ещё раз повторю — чем лампа с солнечной батареей не подходит?

[bookevg]

Задача обеспечить схему управления тиристором питанием в моменты, когда тиристор проводит, то есть когда на нем напряжение только 2.5В. Но при этом схема питания должна нормально существовать при наличие 8кВ (но не питать схему), когда тиристор выключен. Мощность нужна около 1-2Вт.
Есть идеи?

В тиристорных приводах и устройствах плавного пуска электродвигателей среднего напряжения (6-10кВ) для включения тиристора применяется обычная токовая петля - т.е. с платы усилителя идет провод, который пронизывает транс, установленный вблизи тиристора, а рядом с трансом схема и все и работает все отлично. За формирование управляющего импульса отвечате система управления, а плата усиления ее просто усиливает

[syoma]

Жалко что идей особо нету, хотя я точно знаю, что решение существует - видел изделие, только не могу его раскусить.
Источник света и солнечная батарея не подходит.

[Plain]

Да хоть последовательно N–1 трансформаторов.

Впрочем, если полтора года ждали, может и до вечного двигателя можно подождать.

[Егоров]

Пробежав тему, не уверен, что полностью представляю, понял проблему. Но мне показалось, что объективно нужен источник для сбственных нужд мощностью 2 ватта с питанием от 50Гц 8кВ? Попытки взять это от прямого падения на тиристоре - подмена основной задачи на стороннюю.
Если так, то нужно взять и сделать. Ничего особенного, тривиальный конденсаторный. Поделить вольт до 300 и дальше - типовой обратноход.

[НЕХ]

Не для тиристоров -
http://www.jdsu.com/ProductLiterature/ppc12e_ds_pp_ae.pdf
12 V Photovoltaic Power Converter

[HardEgor]

Что-то похожее видел, только там был оптотиристор,а управление им производилось по оптоволокну которое заходило прямо в корпус тиристора. Только не помню где встречалось, может в "Приборы и техника экспериментов"...

[НЕХ]

это просто источник питания.
и тиристоры есть с управлением по волокну.
и всё это накачивается лазерным светом.

[HardEgor]

Я имел ввиду что задачу надо решать кардинально, а не строить полгода источник из 8кВ чтобы управлять тиристором, потому что тиристор такой есть.
Хотя если источник 8кВ позволяет - тогда как предложил Егоров, конденсатором поделить и преобразовать в 30В.

[AndreyVN]

Емкостной делитель напряжения. Дальше - произвольные вариации. Первый конденсатор делителя - это здоровенная керамическая "балда" на свае или еще какой подставке. Такие схемы встречаются для собственных нужд, советую поискать по словосочетанию "шкаф отбора напряжения" (ШОН).

[SNGNL]

Задача обеспечить схему управления тиристором питанием в моменты, когда тиристор проводит, то есть когда на нем напряжение только 2.5В. Но при этом схема питания должна нормально существовать при наличие 8кВ (но не питать схему), когда тиристор выключен. Мощность нужна около 1-2Вт.

Есть идеи?

Сколько угодно!

Жалко что идей особо нету, хотя я точно знаю, что решение существует - видел изделие, только не могу его раскусить.

Для начала раскусите принцип работы тиристора. Глядишь, и решение появится.

и тиристоры есть с управлением по волокну.
и всё это накачивается лазерным светом.

Да, цепочки тиристоров, управляющие мегавольтами. Только сомнительно, чтобы каждый тиристор цепочки, требовал такого источника как у ТС.

[syoma]

Пробежав тему, не уверен, что полностью представляю, понял проблему. Но мне показалось, что объективно нужен источник для сбственных нужд мощностью 2 ватта с питанием от 50Гц 8кВ?

Я же писал в начале, что ИП нужен собственно для питания схемы, которая управляет затвором этого самого тиристора - т.е. драйвера. С земли импульсы на открытие тиристора приходят по оптокабелю, обратно по второму оптокабелю драйвер шлет диагностические данные - напряжение на тиристоре и прочую фигню.

Да, цепочки тиристоров, управляющие мегавольтами. Только сомнительно, чтобы каждый тиристор цепочки, требовал такого источника как у ТС.

До мегавольтов пока еще добираемся. 800кВ уже есть. Стоит 100 тиристоров последовательно и на каждом свой драйвер.

А источник нужен для классических тиристоров. До сегодняшнего дня применяем трансформатор, у которого первичка выполнена в виде стержня с офигительной изоляцией и питается от земли, а возле каждого тиристора стоит этакий бублик в виде вторички, который и отбирает мощность. Все очень громоздко и неэфективно, так как частоту в этой бадье поднять сложно - с изоляцией начинаются проблемы.
Я спрашиваю потому, что видел конструкцию, где такого стержня и бубликов нет и в помиме, т.е. питание 100% но берется от тиристора. Здоровенных керамических бадьей тоже не было видно - так - коробочка размером с ладонь. А что там внутри - непонятно.

[НЕХ]

А что там внутри - непонятно.

По мне так - всё понятно :
Triggered IGBT Driver with 60KV Isolation
http://www.polarity.com/page_images/main_p...IGBT-driver.jpg
http://www.powerguru.org/wordpress/wp-cont...System-IPSS.jpg

http://www.freepatentsonline.com/7009853.pdf
http://www.5scomponents.com/pdf/ABB_Manuscript_PMC_2008.pdf
http://www.5scomponents.com/pdf/abb_manuscript_ppc2009.pdf
http://www.powerguru.org/power-electronics...e-applications/

или через токовый трансформатор - питаясь от коммутируемого тока через насыщаемый дроссель ?

Сообщение отредактировал НЕХ - Sep 30 2013, 14:35

[Plain]

коробочка размером с ладонь. А что там внутри - непонятно.

Тогда тема так и должна была называться — "угадай конструкцию" и т.п.

А пока, Вас приходится снова переспрашивать — чем не устраивает вариант последовательно N–1 трансформаторов?

[syoma]

По мне так - всё понятно :
Triggered IGBT Driver with 60KV Isolation
http://www.polarity.com/page_images/main_p...IGBT-driver.jpg
http://www.powerguru.org/wordpress/wp-cont...System-IPSS.jpg

http://www.freepatentsonline.com/7009853.pdf
http://www.5scomponents.com/pdf/ABB_Manuscript_PMC_2008.pdf
http://www.5scomponents.com/pdf/abb_manuscript_ppc2009.pdf
http://www.powerguru.org/power-electronics...e-applications/

В приведенных ссылках везде видно источник питания с изолированной первичкой и вторичкой - этот принцип понятен и изучен. Вопрос в том, что это дело легко узнаваемо - не увидеть стержень пронизывающий насквозь через всю цепочку сложно. А вот я видел конструкцию, где этой бадьи нет.

[asdf]

В приведенных ссылках везде видно источник питания с изолированной первичкой и вторичкой - этот принцип понятен и изучен. Вопрос в том, что это дело легко узнаваемо - не увидеть стержень пронизывающий насквозь через всю цепочку сложно. А вот я видел конструкцию, где этой бадьи нет.

Если нужна идея и есть лишние пара-тройка сотен баксов, то напрашивается вариант ключа переменного тока на полевиках.
Нужно иметь ток утечки ключа в выключенном состоянии менее 0.25 мА, чтобы тепловые потери на 8 кВ были менее 1 Вт, и сопротивление порядка 1 Ом во включенном состоянии для получения мощности порядка 2Вт.
Я тут набросал схемку.
VT1-VT2 – ключ переменного тока.
VT3 – ограничивает ток зарядки емкостей схемы управления при первом включении.
VT4- токовое отключение схемы зарядки — потребление определяется только токами утечки полевиков и величиной резистора R1.
VT5- транслятор тока управления отключением.
VT6- шунтирует резистор датчика тока при включенном ключе.
RV- варистор ограничивает напряжение на ячейке.
С1- частотный канал управления включением ключей.
VTU –подключает ключи к входу низковольтного DCDC преобразователя по сигналу UN, который должен формироваться при открытом тиристоре. Одновременно UN запитывает генератор, с которого через С1 на ключах формируется напряжение открывающее их.
VD1 и встроенный диод VT2 защищают ячейки от обратного напряжения при закрытых тиристорах.
По поводу полевиков.
У IXYS есть на 1.5кВ с сопротивлением 1 Ом.
Но, как мне кажется, дешевле получается на 650В полевиках ST с каналом 15мОм. Хотя там нужно 14 ячеек и токовый сигнал лучше заменить частотным, но зато можно выкачать до 5 Вт мощности. Где-то так
Что-то c gif-ом большие искажения получились.

Сообщение отредактировал asdf - Oct 6 2013, 17:36

Эскизы прикрепленных изображений

 

[syoma]

Спасибо за схему. Только я смутно представляю, как эта схема должна работать. Это что-то вроде каскадного включения импульсных ключей?И таких каскадов должно быть 4 или 5? На какой частоте должен работать генератор?

[Егоров]

Ну а все-таки, быстренько посчитать и нарисовать конденсаторный простой и понятный источник на доступных в любом ларьке компонентах не?
Не ищем легких путей в жизни?

[Plain]

Вот тут:

от снаббера - работает хорошо, но к сожалению не работает, если тиристор включен всю полуволну ... Думаем над трансформатором тока вокруг основного токового пути - пока ничего путного не получается. И опять же нужен второй источник, когда тиристор закрыт и тока нет.

автор потерял даже собственную нить рассуждений уже в следующем предложении — куда и как мог так быстро сгинуть прекрасно работающий в первом предложении БП от снаббера и как вообще можно заставить не работать БП на трансформаторе тока. Не иначе, очарование от всё той же чьей-то чудо-коробки чудовищно.

[SNGNL]

Я же писал в начале, что ИП нужен собственно для питания схемы, которая управляет затвором этого самого тиристора - т.е. драйвера.

А источник нужен для классических тиристоров.

С устройством тиристоров не ознакомились? У классических тиристоров нет затвора, только отвор. Прибор отпирается токовым импульсом через управляющий переход. С него же можно отбирать мощность, в остальное время. При оглашенном напряжении, ток через запертую таблэтку составляет десятки миллиампер.

До сегодняшнего дня применяем трансформатор, у которого первичка выполнена в виде стержня с офигительной изоляцией и питается от земли, а возле каждого тиристора стоит этакий бублик в виде вторички, который и отбирает мощность. Все очень громоздко и неэфективно, так как частоту в этой бадье поднять сложно - с изоляцией начинаются проблемы.

Пластиковая трубка, ненамного толще оптокабеля (1/4”), легко доставит несколько ватт энергии к потребителю, а нехитрое устройство из челнока с магнитом и обмотки , превратит её в электричество.

Я спрашиваю потому, что видел конструкцию, где такого стержня и бубликов нет и в помиме, т.е. питание 100% но берется от тиристора. Здоровенных керамических бадьей тоже не было видно - так - коробочка размером с ладонь. А что там внутри - непонятно.

Поищите по словосочетанию- “energy harvesting” и т. п. Это довольно обширное направление, многие производители даже выпускают ИС для него. Правда, вынужден Вас разочаровать -«Южный Шаолинь» не найдете. Схемотехнические решения известные- boost, синхронное выпрямление, суперконденсаторы , литиевые батареи. А техдокументацию коробочки , врядли выложат в свободный доступ.