Модель формирователя импульсов управления силовыми ключами в высокочастотном инверторе чистого синуса., Аналоговый (без микроконтроллера). Опции

[варп]

Не удержался я, таки, чтобы не порисовать и не промоделировать свою схему высокочастотного инвертора чистого синуса. Решил порисовать схему сам, а не разбираться с чужими схемами, чтобы лучше прочувствовать основные «узкие места»...
С методом формирования мудрить не стал, он классический – сравнение компаратором опорного синусоидального и треугольного сигналов.
Было промоделировано несколько вариантов схем формирователя. Подробно о них говорить не буду, скажу лишь, что это, по сути, и была борьба со сразу проявившимися «узкими местами»... Во истину – дьявол прячется в деталях.
С чем боролся, коротко –
1. Сразу напряг собственно генератор опорного синуса. Большинство из доступных, при близком рассмотрении, оказывались какими-то «корявыми». Генератор с мостом Вина, раздражает низкой термостабильностью ( и лампочкой в схеме.., бред какой-то...).
В итоге, остановил свой выбор на квадратурном генераторе из этой статьи –
http://zpostbox.ru/sine_wave_oscillators.html
( отличная статья, кстати, с моделями разных генераторов на ОУ...)
2. Особое внимание пришлось уделить правильному соотношению амплитуды опорного синусоидального сигнала, размаху треугольного и уровням их привязки по постоянному току на входах компаратора.
3. Уже после того, когда основные сигналы были уже сформированы, стало очевидно, что фронты управляющих импульсов должны быть разделены дид-таймом обязательно. Иначе – сквозные токи в смежных силовых ключах – неизбежны.
Схема, в итоге, выглядит так. Прошу учесть, основной упор в модели сделан именно на формировании управляющих сигналов. Вся силовая часть – пока чисто условна, чтобы лишь дать возможность посмотреть на итоговый генерированный синус на выходе. Позже, естественно, будут смоделированы и силовые ключи только с N- каналом, и нормальные драйверы в затворах.


Вот что имеем на выходе. «Зубчики» на выходном синусе пусть Вас не смущают – частота ШИМ сознательно сильно занижена. Если повысить частоту ШИМ в модели – сигнал на выходе будет гладким, но моделирование длится очень долго.

--------------
Про особенности работы схемы, осциллограммы в ключевых точках схемы и архив модели – покажу позже.
Спросите – зачем это надо? А что плохого иметь под рукой модель инвертора с чистым синусом?
--------------
Oxygen Power, спасибо за ссылку (http://s05.radikal.ru/i178/1604/95/3dc56ff5fcd3.jpg) – схема выше – как раз в тему…
-----------
Пара слов про схему.
Генерация опорного синуса и треугольного импульса, а так же обработка сигналов на входах компараторов происходит на уровне Еп/2. Опорный уровень Еп/2 формирует ОУ U13.
На U12,U11 собран генератор опорного синуса. U9 - нормирующий усилитель сигнала опорного синуса. Изменяя R7 можно регулировать амплитуду опорного синуса.
На U10 собран стандартный мультивибратор. На конденсаторе С1 формируется треугольный сигнал на уровне Еп/2. U7 - буферный повторитель.
U1,U2,U5,U6 - собственно компараторы, которые сравниваю синус и треугольник и вырабатываю управляющие импульсы. Резисторные делители на их входах позволяют обеспечить небольшое начальное смещение либо в сторону "плюса", либо в сторону "земли". При этом формируется необходимый дид-таим (можно регулировать от нуля до "очень много"... ).

Сообщение отредактировал варп - Apr 8 2016, 17:19

[варп]

MikeSchir, слышу позитивные нотки... Спасибо.
Справедливости ради, хочу заметить, что ОСНОВНАЯ суть касалась собственно ФОРМИРОВАТЕЛЯ управляющих импульсов для синуса...И фактически тема закончилась на первом листе. Вы красоту схемы из поста #10 оценили?
Всё остальное, касающееся инвертора в целом - это попутные мысли вслух...
А по поводу Весны.. - у меня в душе - весь год - Весна...
-----------

Не забудьте в модельке всё о чём говорил OxygenPower - индуктивность рассеяния трансформатора, ёмкость обмоток (выходных) трансформатора, а то получится неправдоподобно красиво.

MikeSchir, я трансформатор с нужным коэффициентом трансформации смоделировать НЕ МОГУ...., и уж тем более учесть все указанные Вами параметры...
Так что, от модели до реальности у меня будет - " дистанция огромного размера...".
У меня уже была мысль - вместо одного трансформатора с НЕПРИЕМЛЕМЫМИ характеристиками применить несколько трансформаторов с ПРИЕМЛЕМЫМИ характеристиками....
----------
Ydaloj, у меня не получилось совместить повышение напряжения на высокой частоте с одновременным формированием синуса 50 Гц... Может это и возможно, но очень хлопотно...

Сообщение отредактировал варп - Apr 15 2016, 12:48

[Oxygen Power]

Ydaloj, у меня не получилось совместить повышение напряжения на высокой частоте с одновременным формированием синуса 50 Гц... Может это и возможно, но очень хлопотно...

Push-Pull плечи которого работают на частоте 50 Гц. В среднюю точку трансформатора подаётся синус по модулю (как после диодного моста).