ШИМ вместо гасящего резистора, "дурак спросил - и озадачил мудреца" (с) Опции

[Меджикивис]

Меня спросили:
- Гасящий резистор шибко греется; можно вместо него использовать ШИМ?
Я говорю:
- Конечно можно. И даже элементарно! например так -

Неразрывность тока через нагрузку обеспечивается дросселем и диодом.

- А там нужен ток переменный...

Оппаньки....
я не нашелся что ответить: мне сразу представился синхронный выпрямитель или AC-DC-AC, словом нечто совершенно монструозное...

Что скажет коллективный разум? Как использовать ШИМ, чтобы погасить часть переменного напряжения (без какой-либо прецизионности)?


P.S.:
Как я выяснил, "переменный" - это обычный синус 50 Гц. Последовательный конденсатор или трансформатор не предлагать - не проходят по массогабаритным показателям.
"лампочка" в схеме - просто набросал для примера.

[Jurenja]

Обычно конденсатор по массогабаритам всех устраивает, только последовательно ему нужно небольшой резистор ставить чтобы уменьшить импульс тока при включении. А какая мощность нагрузки?

[Меджикивис]

шут ее знает, но видимо десятки вольт - амперы. Но дело даже не в массогабаритах - обсуждаем использование ШИМ, а конденсатор - тривиально, тут нету предмета для обсуждения.

[Jurenja]

А старые как мир схемы на симисторе/тиристоре не рассматривали?

[Меджикивис]

неразрывности тока в нагрузке не дают они.

[adnega]

а пропустить через диодный мост?

[Меджикивис]

ну это ж не переменный будет уже


Была мысль - использовать два дросселя: на одну полярность, и на другую.
Но что-то не вышло(((((

[=AK=]

Меня спросили:
- Гасящий резистор шибко греется; можно вместо него использовать ШИМ?
Я говорю:
- Конечно можно. И даже элементарно! например так -

Диод и дроссель здесь лишние. Просто ключ, ничего более не требуется.

- А там нужен ток переменный...

Двухполярный ключ. Например, ключ в диагонали выпрямительнoгo мостика.

[stells]

- А там нужен ток переменный...

точно так же, как Вы нарисовали, только вместо ключа и диода встречно-последовательно включенные мосфеты (двуполярные ключи)

[АНТОН КОЗЛОВ]

Приводы шаговых двигателей в режиме микрошага на ШИМе. Двухполярный быстодействующий шим, работающий на индуктивную нагрузку. Ток в нагрузке почти синусоидальный.

[Меджикивис]

точно так же, как Вы нарисовали, только вместо ключа и диода встречно-последовательно включенные мосфеты (двуполярные ключи)

А ими надо еще управлять...

Приводы шаговых двигателей в режиме микрошага

Вот именно. Так я и говорю, что получается в сумме нехилый огород, а не мультивибратор+ключ с дросселем и диодом.

[Егоров]

Ключ (ШИМ) поставить в диагональ моста.

[Меджикивис]

А как обеспечивать при этом неразрывность тока в нагрузке?

[=AK=]

А как обеспечивать при этом неразрывность тока в нагрузке?

Непонятно, почему вы так напираете на эту "неразрывность". Для переменного тока говорить о "неразрывности тока" вообще-то абсурдно. А уж для лампочки неразрывность и нафиг не нужна.

Ну и, наконец, в чем вопрос-то состоит? Если и вправду нужна пресловутая неразрывность, она в равной степени обеспечивается как обычым ключом, так и ключом с выпрямительным мостиком. Никакой принципиальной разницы между ними нет.

[alexvu]

А почему никто не спросит, какая нагрузка, какое питание и в чем, вообще, цель регулировки?
Если и в самомо деле лампочка, то почему должно быть именно переменное напряжение?

[Plain]

неразрывности тока в нагрузке не дают они

А её и нет в ТЗ, т.е. в первом сообщении темы, как нет там и "гасящего резистора", и нагрузки, и вообще, на какой кухне и в котором часу было дело.

[Herz]

А её и нет в ТЗ, т.е. в первом сообщении темы, ...

Неразрывность тока через нагрузку обеспечивается дросселем и диодом.

"дурак спросил - и озадачил мудреца" (с)

Меня спросили ...
я не нашелся что ответить ...

Есть многое в природе, друг Горацио, Что и не снилось нашим мудрецам. (с)
Да, что с них, дураков, взять... Не заморачивайтесь.

А как обеспечивать при этом неразрывность тока в нагрузке?

Да точно так же. Ток в диагонали ведь не знает, что за мостом он уже переменный...

[adnega]

Меня спросили:
- Гасящий резистор шибко греется; можно вместо него использовать ШИМ?

Можно. Делал то ли на 555-таймере, то ли на компараторе. По конструкции получался элемент с двумя проводами, которые коротились с установленной скважностью. Подключить такую схему в диагональ диодного моста - получится вариант для переменного тока.

Та схема управляла яркостью автолампочки мощностью под 50Вт. Ничего не грелось.
На самом деле был еще управляющий провод, типа 100% или 30% заполнение.
Но 100% не получить, т.к. в промежутки, когда ключ разомкнут запитывался накопительный конденсатор для питания схемы.
Т.е. ключ иногда нужно было размыкать.

[SNGNL]

Неразрывность тока через нагрузку обеспечивается дросселем и диодом.

- А там нужен ток переменный...

Ключ (ШИМ) поставить в диагональ моста.

А как обеспечивать при этом неразрывность тока в нагрузке?

Ключик в диагонали моста, неразрывность тока сам по себе не обеспечит Но 2 таких ключа, коммутируемых в противофазе, вполне способны решить сию задачу. В Вашей схеме: один ставится вместо диода(параллельно цепи дроссель- нагрузка), а второй- собственно - ключ.

P.S. Вопрос явно не дурацкий и весьма актуален. Думаю, с разделом Вы погорячились.

[=AK=]

Проще выбросить из схемы дроссель и не заботиться о неразрывности его токов. Или использовать в качестве ключа симистор, как это спокон веков делается в диммерах.

[haker_fox]

Меня спросили:
- Гасящий резистор шибко греется; можно вместо него использовать ШИМ?
Я говорю:
- Конечно можно. И даже элементарно! например так -

Где-то, не помню, видел, что синус "шимят" также. как и постоянку. Ставится двунаправленный ключ на полевиках. Управляется относительно общей точки соединений истоков (создаётся, к примеру, источник плавающего напряжения). На выходе вроде дроссель есть и кондёры. И прекрасно амплитуда синуса меняется таким способом, т.е. почти как после латра)

По схемотехнике всё это напоминает классический DC/DC.

[stells]

Где-то, не помню, видел, что синус "шимят" также. как и постоянку.

например здесь Вы это могли видеть:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...mp;#entry930152

[Меджикивис]

... и весьма актуален.

Спасибо за оценку, уважаемый SNGNL.

Тогда уточняю -

Проще выбросить из схемы дроссель и не заботиться о неразрывности

Если нагрузка имеет собственную индуктивную составляющую, пренебрежимую на 50 Гц, то на резких фронтах отключения она может устроить такое, что EMI покажутся наименьшей из неприятностей. Поэтому обеспечить непрерывность тока в нагрузке - обязательно.
"В ТЗ" это было косвенно - как требование равноценной замены гасящего резистора, который никаких разрывов не создает.

один ставится вместо диода(параллельно цепи дроссель- нагрузка), а второй- собственно - ключ.

Это так. Однако двуполярным ключом трудно управлять - стандартные драйвера не могут управлять встречно-последовательным соединением, а включить одиночный мосфет в диагональ моста - потребуется гальваническая развязка управления, что тоже не самый маленький огород.
Всё можно решить. Практически всё, но - какими силами....

например здесь Вы это могли видеть:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...mp;#entry930152

Обычный пассивный ФНЧ.
Но - может быть Вы и правы; и возможно, что этот путь - наилучший. На высоких частотах габариты фильтра становятся довольно миниатюрными...

Сообщение отредактировал Меджикивис - May 7 2014, 18:33

[haker_fox]

например здесь Вы это могли видеть:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...mp;#entry930152

Очень похоже!

[=AK=]

Если нагрузка имеет собственную индуктивную составляющую, пренебрежимую на 50 Гц, то на резких фронтах отключения она может устроить такое, что EMI покажутся наименьшей из неприятностей. Поэтому обеспечить непрерывность тока в нагрузке - обязательно.

Далась вам эта непрерывность, у вас прямо идея фикс. Соблюдение норм ЭМС и непрерывность тока нагрузки - совершенно разные вещи, не надо их смешивать. Световые диммеры прекраcно проходят испытания на ЭМС, однако никто из их разработчиков и в мыслях не держит непрерывность тока нагрузки. При этом обычно используют или фильтр, или формируют плавные фронты активным формирователем.

[Меджикивис]

Если допустить разрывность - то вообще обсуждать в этом вопросе просто нечего, даже в разделе для новичков, Капитан Очевидность.

Сообщение отредактировал Меджикивис - May 8 2014, 05:36

[=AK=]

Если допустить разрывность - то вообще обсуждать в этом вопросе просто нечего, даже в разделе для новичков, Капитан Очевидность.

Информация для новичков. Вообще-то для обеспечения неразрывности используют снабберы. В цепях переменного тока - обычно RC-цепочки.

[Меджикивис]

RC-цепочки.

От R мы как раз собирались уйти.
А вот про LC-ФНЧ (что выше уже говорилось) это гораздо интереснее.
Кстати, тут тоже есть вопрос: если П-образный фильтр, то при открывании ключ будет перегружен броском тока заряда конденсатора. А если Г-образное звено, то при закрывании индуктивности некуда будет разрядить свою самоиндукцию.
Как же корректно включить ФНЧ?

[=AK=]

От R мы как раз собирались уйти.

Это вы от R в цепи нагрузки собирались уйти. А резистор RC-цепочки стоит совсем в другом месте.

Как же корректно включить ФНЧ?

П-образный фильтр там в принципе не нужен. Вы же стандарты ЭМС собираетесь выполнять, а не защищать ключ от непонятно каких внешних помех.

Г-образный фильтр можно использовать так:
- с симистором в качестве ключа - непосредственно
- с ключом, имеющим плавную траекторию выключения - тоже непосредственно
- с RC-цепочкой со стороны ключа

[Меджикивис]

Это вы от R в цепи нагрузки собирались уйти. А резистор RC-цепочки стоит совсем в другом месте.

R есть рассеяние энергии в тепло. Поэтому совершенно не важно, в каком именно месте он будет стоять и греться.
Вы полагаете, что в RC-варианте R будет греться меньше? Если всю накопленную реактивную энергию мы направим на него - то настолько же греться и будет.
А если меньше - то куда пойдет та энергия, которая не рассеялась на нем? - она рассеется либо на витках дросселя, либо (что гораздо хуже!) на ключе.
Чтобы избавиться от R, следует реактивную энергию либо направить в нагрузку, либо возвратить в источник. Третьего не дано.
Но лучше в нагрузку, так как именно этим и обеспечивается непрерывность тока через нее.

Г-образный фильтр можно использовать так:
- с симистором в качестве ключа - непосредственно
- с ключом, имеющим плавную траекторию выключения - тоже непосредственно
- с RC-цепочкой со стороны ключа

Про симистор уже выше говорил, не буду повторяться; про RC сказал сейчас, а вот про плавно включаемый ключ - не так очевидно, но при ближайшем рассмотрении:
а) - на нем поглощается выброс самоиндукции, то есть реактивная мощность;
б) - на нем рассеивается часть активной мощности нагрузки на времени включения;
и то и другое приводит к разогреву ключа. Так что это - наихудший из возможных вариантов.

[=AK=]

R есть рассеяние энергии в тепло. Поэтому совершенно не важно, в каком именно месте он будет стоять и греться.

То есть, это у вас религиозное что-то. Изгоним все резисторы изо всех схем, а то, понимаешь, стоят и греются.

Вы полагаете, что в RC-варианте R будет греться меньше? Если всю накопленную реактивную энергию мы направим на него - то настолько же греться и будет.

Ну так не накапливайте, кто ж вас заставляет? Уберите ненужный дроссель, в который раз уж повторяю.

Про симистор уже выше говорил

Просмотрел еще раз всю ветку, но не нашел ничего про симистор от вас. Повторитесь уж, если не трудно.

[SNGNL]

а включить одиночный мосфет в диагональ моста - потребуется гальваническая развязка управления, что тоже не самый маленький огород.
Всё можно решить. Практически всё, но - какими силами....

Ключом, замещающим диод, можно управлять от дополнительной обмотки дросселя, а ЗГ основного ключа поместить в диагональ моста и питать через RC цепочку: током, проходящим через нагрузку когда ключ заперт.

Вообще-то для обеспечения неразрывности используют снабберы.

snubber (по-русски - демпфер, амортизатор) применяется для сглаживания скачков, перепадов и устранения паразитных колебаний.
Традиционные симисторы и тиристоры (ключи с внутренней ПОС) вообще не запираются, пока ток через них не упадет ниже определённой величины. Разумеется, находясь в отпертом состоянии.

Сообщение отредактировал SNGNL - May 8 2014, 13:35

[Меджикивис]

Просмотрел еще раз всю ветку, но не нашел ничего про симистор от вас. Повторитесь уж, если не трудно.

А старые как мир схемы на симисторе/тиристоре не рассматривали?

неразрывности тока в нагрузке не дают они.

Ключом, замещающим диод, можно управлять от дополнительной обмотки дросселя, а ЗГ основного ключа поместить в диагональ моста и питать через RC цепочку: током, проходящим через нагрузку когда ключ заперт.

Боюсь, так не получится.
При замыкании ключа на обмотках также возникнет импульс, который откроет демпфирующий ключ. Дроссель окажется закорочен в режиме силового тока.
Но даже еще хуже: поскольку дроссель закорочен, напряжение на его главной обмотке пропадает, на дополнительных - тоже, и демпфер закрывается.
То есть, создаются условия для автоколебаний.



UPD:
Сорь, не сориентировался немного: ведь демпфер закрывает не только дроссель, а и нагрузку. Т.е. при его открытии замыканием основного ключа, получится прямое КЗ и хуже этого быть уже вряд ли что может.

[=AK=]

неразрывности тока в нагрузке не дают они.

Вы заблуждаетесь. Тиристоры и симисторы выключаются при (почти) нулевом токе. Поэтому они широко используются для управления индуктивными нагрузками. И поэтому же в цепь их нагрузки можно включать LC-фильтры, чтобы подавить помехи, возникающие в момент включения.

[Меджикивис]

Хорошо; возьму, так сказать, заключительный аккорд:

имея ввиду схему ШИМа с ключом и дросселем, как на рисунке в топике,
возможно ли правильно демпфировать дроссель в случае переменнотоковой нагрузки только диодами?
Удастся ли измыслить какую-нибудь особо-хитро-оригинальную схему, или есть доказательство невозможности построения такой?

Что скажет общественный разум?

[SNGNL]

Боюсь, так не получится.
При замыкании ключа на обмотках также возникнет импульс, который откроет демпфирующий ключ. Дроссель окажется закорочен в режиме силового тока.
Но даже еще хуже: поскольку дроссель закорочен, напряжение на его главной обмотке пропадает, на дополнительных - тоже, и демпфер закрывается.
То есть, создаются условия для автоколебаний.

О да, прошу прощения за то, что неправильно выразил свою мысль. Дополнительная обмотка служит для питания затворной цепи ключа демпфера. Подача питания, когда ключ должен быть заперт, блокируется ключом оптопары в цепи затвора.

UPD:
Сорь, не сориентировался немного: ведь демпфер закрывает не только дроссель, а и нагрузку. Т.е. при его открытии замыканием основного ключа, получится прямое КЗ и хуже этого быть уже вряд ли что может.

ключи должны открываться поочередно, в противофазе

возможно ли правильно демпфировать дроссель в случае переменнотоковой нагрузки только диодами?

Нет, т. к. Вы справедливо заметили выше - дроссель будет правильно демпфрироваться при одной полярности питающего напряжения, но неправильно при противоположной.