Датчик тока в полумосте., Куда запихнуть? Опции

[A.T.Tappman]

Куда вставить датчик тока в двухтактном полумосте с выводом от средней точки? Преобразёр будет на SG3524 (аналог TL494).

[strannicmd]

Что-то не совсем понятно, для чего это г-н Гиратор в трансформатор своей пипой влез?

Почитайте здесь по этому поводу.. http://electronix.ru/forum/index.php?showt...20960&st=75

Или, как уже и говорили, токовый транс (лучше через него пропустить оба вывода истока, в противоположном направлении, чтобы сердечник не намагничивался).

Графически это нарисовано в #13 верхняя схема (красную обмотку можно выкинуть если не нужна).

А на температуре как? Сопротивление канала ПТ может в рабочем диапазоне температур меняться в разы. О какой вообще точности может здесь идти речь?

Частично это можно компенсировать подбором тока диодов (D3,D9 по схеме(#13 ), нижняя схема) и / или тепловой контакт этих диодов с ключами. Такие схемы годятся в основном для отключения ПН при КЗ. Кстати, такое схемное решение используется фирмачами в какихто драйверных МС. И ещё. При повышении температуры ключа, "защита" сработает при меньшем токе через этот ключ, что для ключа в принципе не плохо (защита), но не оч. хорошо для схемы в целом (точность..) Поэтому нужно правильно поставить ТЗ (техзадание), и если по ТЗ устраивает.., то можно и применить..

P.S. А в пуш-пуле с датчиком тока попроще будет. Тогда действительно резистора достаточно

Как раз наоборот... Пушпулы делают обычно низковольтными, поэтому токи через первичку большие, а значит и рассеивать на резистивных датчиках тока нужно много..

[Herz]

Почитайте здесь по этому поводу..

Ах это, оказывается, технический термин такой... Теперь ясно.

Как раз наоборот... Пушпулы делают обычно низковольтными, поэтому токи через первичку большие, а значит и рассеивать на резистивных датчиках тока нужно много..

Конечно, для низковольтных - не лучшее решение, но для больших токов нужно лишь взять меньшее сопротивление.

Простите, но базовые токи здесь не при чём.

Да, в схеме с полевиками действительно ни при чём...

[A.T.Tappman]

Конечно, для низковольтных - не лучшее решение, но для больших токов нужно лишь взять меньшее сопротивление.

Я уже прикидывал. Всёравно 1Вт будет рассеиваться. Некошерно.

Набросок схемки.

Набросок схемки.

Прикрепленные файлы

 SG3524.pdf ( 18.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 138
 SG3524.pdf ( 18.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 210

 

[sup-sup]

Я уже прикидывал. Всёравно 1Вт будет рассеиваться. Некошерно.

Набросок схемки.

Набросок схемки.

Вполне работоспособный датчик тока (было бы лучше узнать коэффициент трансформации TV2 и предполагаемые номиналы R14 и R15. Не совсем понятно зачем ток должен протекать по обоим резисторам - хватило бы и одного (R15, например), а другой (R14) можно было бы дополнить фильтрующим конденсатором (типа как в приложенном рисунке).
Насчет измерения тока методом измерения напряжения на открытом переходе, то он тоже работоспособен (сам применял), но при малом падении напряжения (десятки миливольт), возможно, потребует дополнительного усилителя. В источниках питания от сети такое проходит легко. Cопротивление канала меняется не в разы. IRFX44VZ имеет типовое сопротивление канала при 25C 9.6 mOhm (максимальное 12 мОм) и ток 57A (25C) / 40 А (100C) - можно и сам транзистор применять и защиту по падению напряжения в открытом канале. При 175C, действительно, сопротивление возрастает в 2-3 раза, но это не рабочий режим.
Вопрос есть насчет выходного напряжения. Судя по компонентам, оно небольшое, значит логично применить синхронный выпрямитель (почему, если мы боремся за десятки милиВольт в первичной цепи, этого не делать и во виоричной). А отсюда и второй вопрос - в первичной цепи в пушпуле будут потери на рассеянии трансформатора (кстати никаких демпферов на схеме нет почему-то). Логично делать первичку Forward Active Clamp Reset - КПД (в сочетании с выходным синхронником) будет максимальный (прикрепленый рисунок и пара диаграмм)

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 pw1.pdf ( 52.64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 310

 

[Stanislav]

Вполне работоспособный датчик тока (было бы лучше узнать коэффициент трансформации TV2 и предполагаемые номиналы R14 и R15.

Нет, датчик тока откровенно плох, и содержит ошибки. Надо делать примерно так, как предложил я в посте №28. Возможны некоторые варианты...

Насчет измерения тока методом измерения напряжения на открытом переходе, то он тоже работоспособен (сам применял), но при малом падении напряжения (десятки миливольт), возможно, потребует дополнительного усилителя. В источниках питания от сети такое проходит легко.

Я тоже так делать пытался, но быстро отказался от этой затеи - характеристики такого "датчика" имеют очень большую зависимость от температуры и конкретного экземпляра прибора.

...Cопротивление канала меняется не в разы. IRFX44VZ имеет типовое сопротивление канала при 25C 9.6 mOhm (максимальное 12 мОм) и ток 57A (25C) / 40 А (100C) - можно и сам транзистор применять и защиту по падению напряжения в открытом канале. При 175C, действительно, сопротивление возрастает в 2-3 раза, но это не рабочий режим.

Как это "не рабочий"? Читаем в даташите:

Operating Junction and Storage Temperature Range - -55 to + 175 C

В таком диапазоне сопротивление канала будет меняться раза в 4.
Помножьте это на величину разброса характеристик конкретных приборов (около 50%) и получите ошибку измерения тока ... в 600%.

[sup-sup]

Нет, датчик тока откровенно плох, и содержит ошибки. Надо делать примерно так, как предложил я в посте №28. Возможны некоторые варианты...
Я тоже так делать пытался, но быстро отказался от этой затеи - характеристики такого "датчика" имеют очень большую зависимость от температуры и конкретного экземпляра прибора.
Как это "не рабочий"? Читаем в даташите:В таком диапазоне сопротивление канала будет меняться раза в 4.
Помножьте это на величину разброса характеристик конкретных приборов (около 50%) и получите ошибку измерения тока ... в 600%.

1. Чем датчик "откровенно плох" Вы так и не написали.
2. Насчет 175 градусов - там допустимый ток = 0 (ноль Ампер)
3. Насчет "датчика" по напряжению на открытом канале - мы же не делаем ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ прибор. Датчик нам нужен, чтобы ограничить ток, чтобы транзистор не вышел из строя. Такой "датчик" иногда лучше, чем классический (который на трансформаторе тока), так как позволяет применить максимально нагруженный режим для транзистора. Поднялась температура КРИСТАЛЛА транзистора - ток ограничения уменьшился. Одновременно получается тепловая защита. То есть, такой датчик, по крайней мере не хуже, чем на трансформаторе тока. Иногда он может быть хуже, так как допускает большие токи выходных диодов. Имеет право на жизнь.

Сообщение отредактировал sup-sup - Apr 28 2007, 19:17

[Stanislav]

1. Чем датчик "откровенно плох" Вы так и не написали.

Да писал уже. Токовый шунт не предусмотрен - раз. Включать токовую обмотку так нельзя - два. Во второй приведённой мной схеме эти ошибки исправлены.

2. Насчет 175 градусов - там допустимый ток = 0 (ноль Ампер)

Как это "ноль Ампер"? В каком месте даташита это сказано?
Там есть все графики. в т.ч., и для работы при 175 С.

...3. Насчет "датчика" по напряжению на открытом канале - мы же не делаем ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ прибор.

Мы именно ИЗМЕРЯЕМ ток через транзистор.

...Датчик нам нужен, чтобы ограничить ток, чтобы транзистор не вышел из строя. Такой "датчик" иногда лучше, чем классический (который на трансформаторе тока), так как позволяет применить максимально нагруженный режим для транзистора.

ТТ позволяет делать то же самое. Только в отличие от "канального" измерителя, обладает хорошей точностью, стабильностью, и гораздо менее подвержен влиянию коммутационных помех.

...Поднялась температура КРИСТАЛЛА транзистора - ток ограничения уменьшился.

Это очень ВРЕДНО. Ток ограничения должен выбираться исходя из максимальной мощности ИБП. И напряжения питания, ессно.

...Одновременно получается тепловая защита.

Глубокое заблуждение. Тепловая защита должна отключать ИБП после того, как температура силовых элементов достигнет определённой величины, и никак иначе. Зависимость порога срабатывания токовой защиты от температуры - безусловно вредна.
Подумайте хорошенько, что у Вас получится.

...То есть, такой датчик, по крайней мере не хуже, чем на трансформаторе тока. Иногда он может быть хуже, так как допускает большие токи выходных диодов. Имеет право на жизнь.

См. выше.

Сообщение отредактировал Stanislav - Apr 28 2007, 19:44

[sup-sup]

Да писал уже. Токовый шунт не предусмотрен - раз. Включать токовую обмотку так нельзя - два. Во второй приведённой мной схеме эти ошибки исправлены.
Как это "ноль Ампер"? В каком месте даташита это сказано?
Там есть все графики. в т.ч., и для работы при 175 С.

Мы именно ИЗМЕРЯЕМ ток через транзистор.
ТТ позволяет делать то же самое. Только в отличие от "канального" измерителя, обладает хорошей точностью, стабильностью, и гораздо менее подвержен влиянию коммутационных помех.
Это очень ВРЕДНО. Ток ограничения должен выбираться исходя из максимальной мощности ИБП. И напряжения питания, ессно.
Глубокое заблуждение. Тепловая защита должна отключать ИБП после того, как температура силовых элементов достигнет определённой величины, и никак иначе. Зависимость порога срабатывания токовой защиты от температуры - безусловно вредна.
Подумайте хорошенько, что у Вас получится.
См. выше.

1. Токовый шунт там есть - последовательно соединенные R14, R15 (правда, автор обозначил их номиналы звездочками). Такой шунт более точный, чем Ваш, так как по этим резисторам протекает весь трансформированный ток, диоды не вносят погрешность в измерения. Дело лишь в правильном расчете обмоток и величины резистора. Достаточно, естественно, одного резистора.
2. "Включать токовую обмотку так нельзя" - требует пояснения. Я же вижу, что можно, так как нагрузка (шунт) присутствует и она симметрична.
3. Даташит: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfz44vz.pdf - график слева вверху на 5й странице.
4. Насчет "датчика тока" - такие схемы работают и довольно надежно. И это очень перспективно с точки зрения миниатюризации и, хоть немного, но повышения КПД. Трудно предположить, что на все случаи есть единственно правильная система построения защиты по току и по температуре.

[Stanislav]

1. Токовый шунт там есть - последовательно соединенные R14, R15 (правда, автор обозначил их номиналы звездочками).

Далеко не очевидно. Мне показалось, что автор имел в виду нечто другое.

...Такой шунт более точный, чем Ваш, так как по этим резисторам протекает весь трансформированный ток, диоды не вносят погрешность в измерения. Дело лишь в правильном расчете обмоток и величины резистора. Достаточно, естественно, одного резистора.

В целом, согласен, но для схемы защиты от перегрузки падения напряжения на диодах как раз не являются критичными. Разность их невелика, особенно если диоды выполнены на одном кристалле, а аддитивная погрешность никак не скажется на правильности функционирования схемы (нужен лишь порог, а он в такой схеме будет выдержан достаточно точно). Преимущества очевидны: можно применить миниатюрные сдвоенные диоды, и мотать при этом не слишком много витков во вторичку.
Однако, я считаю такую схему датчика неудачной. Потому, что она не даёт информации о разности токов в полуобмотках силового транса, что необходимо для хоть какого-то его симметрирования. Сразу оговорюсь, что симметрирование токов является лишь паллиативным решением, так как по ним можно судить о величине магнитного потока в сердечнике лишь косвенно. Однако, это лучше, чем ничего.
Если применить схему, предложенную Автором, и рекомендуемую Вами, полевики он будет менять по нескольку раз на дню. Ни о какой надёжности устройства не может быть и речи. Почитайте тему, ссылку на которую я привёл. Горелые полевики там измеряют вёдрами...
Правильное решение - первая схема из поста №28. С её использованием, симметрирование токов силовых элементов становится возможным.

...2. "Включать токовую обмотку так нельзя" - требует пояснения. Я же вижу, что можно, так как нагрузка (шунт) присутствует и она симметрична.

Нагрузка-то симметрична, а вот источник?
Тогда уж надо выбросить один из диодов и одну вторичную полуобмотку за ненадобностью.
Только такая схема вообще будет ни на что не годна.

...3. Даташит: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfz44vz.pdf - график слева вверху на 5й странице.

Ага, спасибо. При беглом ознакомлении с датошитом пропустил - времени было маловато.
Однако, это ничего не меняет. Положив макс. допустимую температуру корпусов ПТ, равной 130-150 С, что в современных ИБП практикуется повсеместно, всё равно получим ошибку определения пороговых токов процентов этак в 400-500.

...4. Насчет "датчика тока" - такие схемы работают и довольно надежно. И это очень перспективно с точки зрения миниатюризации и, хоть немного, но повышения КПД. Трудно предположить, что на все случаи есть единственно правильная система построения защиты по току и по температуре.

Если имеется в виду "канальная" схема датчика тока, то мой опыт говорит об обратном: такая схема совершенно ненадёжна. Причины я изложил ранее. К этому нужно добавить относительную сложность её реализации, а также более высокую стоимость.
Кроме того, Вы меня не поняли, хотя про термозащиту я, кажется, написал достаточно ясно.

2 A.T.Tappman.
Мне кажется, что выбранную Вами М/С контроллера применять в данном ИБП нельзя (ну, по крайней мере, это сопряжено с выращиванием огромного геморроя и большими денежными расходами на замену почему-то "здыхающих" компонентов ). Рекомендую поискать более подходящий чип. ИБП я уже не занимался давно, поэтому с ходу подсказать современное устройство не могу.
Повторюсь: главная проблема такого ИБП - насыщение сердечника из-за несимметричности напряжений на полуобмотках силового транса. Контроллер ИБП должен уметь изменять относительную скважность плеч, в зависимости от показаний датчика токов (U1 и U2 на первом эскизе из поста 28).

[sup-sup]

1. Согласен, в датчике тока нужно две первичных обмотки. Это я прозевал.
2. У меня такая схема (датчик тока по напряжению на открытом канале) работает. И проблем я не почувствовал. Решение недорогое, особенно при небольших напряжениях и токах.
3. Насчет температурной защиты я, надеюсь, понял, что Вы написали. Но глобальная задача не исключает локальную, тем более, что "информация" о температуре идет прямо с кристалла. Это же "cверхнадежно" и "сверхбыстро". Можно использовать как основным методом ограничения тока, так и вспомогательным. В некоторых случаях не нужна будет защита по температуре. Вот пример. Cварочник часто делают без запаса, расчитывая на прерывистую загрузку, чтобы масса была поменьше. Вот тут и пригодится работа ключей на максимуме, а как будет перегрев, ток "сам" уменьшится. Эта "технология" очень напоминает дополнительную обратную связь по току (типа UC3842) и эта местная ООС повышает общую устойчивость системы. А у других схем - только регулирование по выходному напряжению. Кстати, выход этого "датчика" можно использовать и в ДОСТ, как и сигнал с ТТ, а там разброс (масштаб) не будет иметь существенного значения, лишь бы наклон был. Насчет разброса IRFZ44 - сомневаюсь в 400%, так как токи при 25 / 100 градусах соотносятся лишь как 57A / 40A. Аналогичные отношения и у других полевиков.
Еще раз повторяю - РЕАЛИЗУЕМО. Не сложнее, чем параллельное включение нескольких полевиков. Только у одного из полевиков в истоке резистор, с которого и снимают сигнал, пропорциональный току, замешанному с температурой и с разбросом характеристик, что не мешает его использовать и даже находить в этом некоторые преимущества.

Сообщение отредактировал sup-sup - Apr 28 2007, 23:53