Трансформаторная развязка для верхних ключей, под широкий диапазон частот и скважностей Опции

[Siluan]

Всех участников с наступившим 2014 годом!

Есть такая задача, управление вентильным двигателем (датчиковый BLDC) в самодельном деревообрабатывающем станке. Питание 70 В, классический трехфазный мостовой инвертор на N-канальных мосфетах. Требуется управлять ключами (с нижними понятно как) с верхними проблема.
1. Бутстрепное управление не может быть использовано, т.к. непредсказуемо себя ведет в диапазоне частот от 3 до 700 Гц.
2. Оптронная развязка (HCPL в основном высоковольтные) требует трех развязанных источников.
3. Классическая трансформаторная развязка не катит, т. к. нельзя передать через малогабаритный т-рр частоты от 3 до 700 Гц.
Есть мысли сделать передачу импульсов через т-р посредством высокочастотного заполнения (50 - 200 кГц) с малым мертвым временем.
Что вы об этом думаете, и есть ли в практике подобные примеры?

[domowoj]

А зачем 3 Гц?
А каким образом вы собираетесь стабилизировать/регулировать ток в фазных обмотках?
Именно ШИМ регулятор с частотой выше слышимых 20 кГц и нужно применять.

Сообщение отредактировал domowoj - Jan 1 2014, 14:46

[Siluan]

Движок 0,7 кВт динамический диапазон 1:3000 требуется согласовать с платой управления (плата от корейского фрезера, заточена под мелкий движок со сложной схемой (6 выводов 12 ключей и все нижние).

[Andron55]

Требуется управлять ключами (с нижними понятно как) с верхними проблема.

Дабы не иметь проблем в эксплуатации, вариант с HCPL наиболее предпочтителен.
Затраты не так уж и велики для поделки, которая планируется использоваться на весьма ответственном месте.
Такое мнение моё есть.

А зачем 3 Гц?
А каким образом вы собираетесь стабилизировать/регулировать ток в фазных обмотках?
Именно ШИМ регулятор с частотой выше слышимых 20 кГц и нужно применять.

Бывает, для приводов подачи может потребоваться частота вращения вала машины и 0,1Гц.
Обычно частоту ШИМ выбирают основываясь на таких параметрах, как электрическая постоянная машины,
которая как правило на порядок выше электромеханической постоянной в хорошо сконструированных машинах,
и полоса авторегулирования, а не на акустических особенностях человеческого уха, пусть даже Вашего.

[HardEgor]

2. Оптронная развязка (HCPL в основном высоковольтные) требует трех развязанных источников.
Есть мысли сделать передачу импульсов через т-р посредством высокочастотного заполнения (50 - 200 кГц) с малым мертвым временем.

Так в блоке питания и производится модуляция высокочастотным заполнением. Почему бы его и не использовать совместно с HCPL. Или желаете вместо стандартной HCPL и стандартного блока питания поупражнятся в разработке собственного модулятора-демодулятора?

[Siluan]

Или желаете вместо стандартной HCPL и стандартного блока питания поупражнятся в разработке собственного модулятора-демодулятора
И это то же!
HardEgor
Про какой блок питания идет речь?

[Herz]

3. Классическая трансформаторная развязка не катит, т. к. нельзя передать через малогабаритный т-рр частоты от 3 до 700 Гц.

Что вы об этом думаете, и есть ли в практике подобные примеры?

Вполне себе "катит" и уже давно...

Движок 0,7 кВт динамический диапазон 1:3000 требуется согласовать с платой управления (плата от корейского фрезера, заточена под мелкий движок со сложной схемой (6 выводов 12 ключей и все нижние).

Наверняка шаговый двигатель использовался. Сомнительно, чтобы такой диапазон регулировки на вентильном получился.

[HardEgor]

Ну-да, у тебя же самоделка, на таких частотах в самый раз какой-нибудь оптрон с fotovoltaic выходом, и просто и затвор зарядит успеет. Здесь можно повыбирать.

Про какой блок питания идет речь?

Да любой подходящий(я же не знаю какие у тебя напряжения там) маленький блок питания, т.е. применяешь тот-же импульсный-трансформатор в блоке питания, только для развязки питания (не заморачиваясь на скважность и вольт-секунды), а потом уже это питание модулируешь оптроном в затвор. Мощность питания нужна мизерная - только чтобы хватило зарядить затвор силового транзистора. Лучше модулировать двумя оптронами на включение и выключение транзистора.

[Dmitry_Ternovsky]

Изделие разовое?
Почему не использовать обычный DC/DC преобразователь и драйвер для верхнего ключа, а лучше сразу драйвер полумоста.
Желательно тот что имеет один вход, чтобы был включен или верхний или нижний транзистора (исключая включение сразу двух транзисторов одного полумоста), и не надо думать о Dead Time'ах.
Напряжение всего 70В, никаких уникальных микросхем не требуется, а вместо бутстрапной схемы использовать изолированный источник (можно не стабилизированный чтобы сэкономить - разброс в 10% роли не сыграет).
А если хочется поиграться, то Herz привел ссылку - можете сделать "защелку" с положительной обратной связью.. по положительному импульсу включается, по отрицательному выключается (поставив последовательно с первичкой конденсатор)

[Andron55]

Наверняка шаговый двигатель использовался. Сомнительно, чтобы такой диапазон регулировки на вентильном получился.

Для электроприводов, построенных на вентильных машинах, с авторегулированием по положению (фазе) разрешение в 10000 обычное дело.

[Siluan]

Вполне себе "катит" и уже давно...
Наверняка шаговый двигатель использовался. Сомнительно, чтобы такой диапазон регулировки на вентильном получился.

Мысль мою правильно Вы поняли, только при частоте 3 Гц, и длине импульса 10 мкс, переданном через тр-р при температуре близкой к +100 затвор таки будет разряжаться, поэтому одиночного включающего импульса будет недостаточно.
Движок вентильный, для шагового бы не усложняли трехфазной схемой.

Ну-да, у тебя же самоделка, на таких частотах в самый раз какой-нибудь оптрон с fotovoltaic выходом, и просто и затвор зарядит успеет. Здесь можно повыбирать.

Фотовольтаические оптроны имеют неприятную особенность включаться когда не надо, они больше для квазистатических схем близких к релейным.

[Siluan]

Решил вернуться к вопросу. И пойти еще дальше. Нет ли у кого описаний принципов работы микросхем, в которых применена трансформаторная развязка. Там вроде бы широкий импульс передается фронтами, а затем восстанавливается обратно.

[HardEgor]

Решил вернуться к вопросу. И пойти еще дальше. Нет ли у кого описаний принципов работы микросхем, в которых применена трансформаторная развязка. Там вроде бы широкий импульс передается фронтами, а затем восстанавливается обратно.

Ничего лучше классической схемы модулятор-демодулятор еще не придумали .
Можно у Инфинеона посмотреть в каких-то аппликухах.

[Plain]

Задача решается тремя стандартными синхронными драйверами. На частоте 700 Гц и затворе 120 нКл потребление такого драйвера порядка 300 мкА, поэтому достаточно питания источником тока на MMBT5401 от верхней вольтодобавки, которую можно накачать помпой даже непосредственно с ноги таймера микроконтроллера.

[ffilin]

первое сообщение ТС.

2. Оптронная развязка (HCPL в основном высоковольтные) требует трех развязанных источников.

Существуют драйвера типа IR2110 в них схема верхнего ключа питается через диод и конденсатор.
поставь на верхние ключи HCPL-3120 и за питай её через диод от электролита.
при этом у тебя верхние транзисторы полумоста всегда будет работать в ключевом режиме.

[Gruffly]

Существуют..

Очередной, безответственный абрадакбр слов.

[Ydaloj]

Решил вернуться к вопросу. И пойти еще дальше. Нет ли у кого описаний принципов работы микросхем, в которых применена трансформаторная развязка. Там вроде бы широкий импульс передается фронтами, а затем восстанавливается обратно.

а не проще ли изготовить один трансформатор на три развязанных источника питания, вместо трёх сигнальных трансформаторов?
уж на питание драйверов трёх фаз сгодится самый небольшой трансформатор, хватило бы ног на каркасе.
задающая часть на подножном корме, хоть на 555 таймере, хоть на 3842, или вообще блокинг

[Siluan]

первое сообщение ТС.


Существуют драйвера типа IR2110

Для этой задачи самое негодное решение