Сдвоенный ОПМК (косой мост). Схема управления Опции

[ZH.VL.UR]

Предлагаю к обсуждению очень интересное (по крайней мере для меня) решение - сдвоенный однотактный прямоходовой мостовой конвертер (проще говоря двойной косой мост с общим трансформатором). Информация была найдена в статье журнала Силовая электроника №5'2009, (С. Петров, Однотактный прямоходовой мостовой конвертер: области применения и развитие схемотехники). Ссылка на статью: http://www.power-e.ru/2009_5_74.php
Подкупает заявление о высоком КПД и мягком переключении в широком диапазоне нагрузки.
Не совсем понял только одну вещь - ради чего два ключа работают с постоянным коэффициентом заполнения (рис.14 в статье)? Насколько догадываюсь - для коммутации двух других ключей с переменным коэффициентом заполнения в режиме ПНН(ZVS) и ПНТ(ZCS) одновременно, что снижает в них потери. Но такая коммутация требует доработки схемы управления. Соответственно вот вопросы, которые хочу разрешить:
1) Что будет при обычном ШИМ-управлении с одинаковым коэффициентом заполнения для всех транзисторов? Сильно ли ухудшится кпд?
2) Если делать предложенный в статье вариант управления - на чем его проще реализовать? Думается что надо два ШИМ-контроллера в синхронном включении с инверсией выходов и соответствующим ограничением ширины импульсов в заданных пределах..
Также приветствуются любые другие мысли и мнения о данной топологии.

Сообщение отредактировал ZH.VL.UR - Jan 27 2014, 07:01

[Plain]

Что будет при обычном ШИМ-управлении с одинаковым коэффициентом заполнения для всех транзисторов? Сильно ли ухудшится кпд?

Логично ведь, что он станет стандартным, зачем спрашивать.

Если делать предложенный в статье вариант управления - на чем его проще реализовать?

Это не оригинальная статья, а лишь её цитата. В оригинале для этих целей к обычному контроллеру PSFB была довешана соответствующая логика. Ну и полярность обмоток естественно была правильной.

[wim]

Что будет при обычном ШИМ-управлении с одинаковым коэффициентом заполнения для всех транзисторов? Сильно ли ухудшится кпд?

По сравнению с косым полумостом кпд, вероятно, будет меньше. Потому что первичных обмоток две, работают они по очереди. Следовательно, в одном из интервалов пассивная обмотка будет пребывать в магнитном поле активной обмотки и добавит потери из-за вихревых токов.

Также приветствуются любые другие мысли и мнения о данной топологии.

Для сети 220 В какие тут преимущества по сравнению с фазником? Ключей столько же и добавляется еще одна первичная обмотка.

[ZH.VL.UR]

Логично ведь, что он станет стандартным, зачем спрашивать.

Я вот как-то нигде не видел "стандартных" сдвоенных косых мостов. Поидее даже с обычным ШИМ управлением будут происходить переключения в режиме ZCS (за счет индуктивности рассеяния при включении транзистоов) или ZVS (за счет конденсаторов параллельно сток-исток, разряжаемых при размагничивании трансформатора в течение dead-time паузы). К тому же при коэффициенте заполнения близком к максимальному транзисторы будут открываться практически оновременно. Если вы поняли статью, прошу мне пояснить смысл такого асимметричного управления, я к сожалению не смог уловить суть и значимость именно такого режима.

По сравнению с косым полумостом кпд, вероятно, будет меньше. Потому что первичных обмоток две, работают они по очереди. Следовательно, в одном из интервалов пассивная обмотка будет пребывать в магнитном поле активной обмотки и добавит потери из-за вихревых токов.
Для сети 220 В какие тут преимущества по сравнению с фазником? Ключей столько же и добавляется еще одна первичная обмотка.

По кпд.. Я так понимаю вся прелесть схемы сдвоенного ОПМК - мягкое переключение ключей и соответственно повышенный КПД (автор указывает 95%). Если так, то врядли обычный косой мост его превзойдет, если только в варианте с регенартивным снаббером (видел такое на просторах интернета в схеме сварочного инвертора). Опять же в статье говорится, что преимущество по сравнению с фазником - широкий диапазон нагрузок, в котором происходит мягкое переключение.

[wim]

Я так понимаю вся прелесть схемы сдвоенного ОПМК - мягкое переключение ключей

Вы же спросили про кпд при обычном ШИМ-управлении - откуда там возьмется мягкое переключение?

преимущество по сравнению с фазником

https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpu...r_APEC10_02.pdf

[ZH.VL.UR]

Вы же спросили про кпд при обычном ШИМ-управлении - откуда там возьмется мягкое переключение?
https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpu...r_APEC10_02.pdf

Если режим ZVC считать мягким переключением, то, наверное, возьмется. В момент выключения транзисторов конденсаторы, включенные параллельно цепи сток-исток не дадут резко измениться напряжению (то есть ПНН режим есть). Главное что нет RCD снабберов, а есть только вспомогательные емкости и индуктивность рассеяния. А емкости, заряженные при закрытии транзисторов, разрядятся за счет прямого хода второй половины сдвоенного ОПМК. Но зачем тогда асимметричное управление?

[wim]

Но зачем тогда асимметричное управление?

Именно для того, чтобы создать интервал времени, в котором будут перезаряжаться емкости сток-исток. А без этого никакого ПНН не будет. Вообще, с этой темой Вам бы лучше на форум Володина - там наверняка это уже рассматривали с модельками LTSpice.

[Plain]

Я так понимаю вся прелесть схемы сдвоенного ОПМК - мягкое переключение

Для правильного понимания достаточно было бы почитать анонс или итоги работы, а там сказано, что основное преимущество и назначение схемы — работа с удвоенным напряжением питания.

Вообще, если у Вас вызывает такие трудности создание нужных сигналов, есть аналогичная топология трёхуровнего преобразователя, которая работает от стандартного PSFB. Отличаются они трансформатором, смотря какой нужен.

[ZH.VL.UR]

Трудности у меня вызывает недостаток знаний и опыта, вот нахожу что-то новое и пытаюсь разобраться что это и куда это применяется. Сформировать управляющий сигнал лично я смог бы только с помощью двух синхронизированных ШИМ-контроллеров, но схема получается не очень красивой. Можно конечно и вообще на логике или микроконтроллере.. Вот про PSFB контроллеры еще не интересовался, поизучаем.. Как и трехуровневые преобразователи.

Сообщение отредактировал ZH.VL.UR - Jan 28 2014, 05:02

[ZH.VL.UR]

Провел моделирование схемы ОПМК из статьи, все стало понятно. Действительно, если не включить один из ключей в строго определенный момент, начинается колебательный процесс в контуре емкость сток-исток - индуктивность рассеяния. Надо ловить момент появления нулевого напряжения на транзисторе, то есть подбирать определенное соотношение мертвого времени и емкости сток-исток.
А таки нет.. Обычным ШИМ тоже мягко коммутирует вроде.. Будем модельку дальше гонять.

Сообщение отредактировал ZH.VL.UR - Jan 28 2014, 06:52