Снаббер на медленном диоде, Возможно ли? Опции

[Прохожий]

Сначала суть. Вниманию уважаемого сообщества предлагается снаббер следующей конструкции:
[attachment=22990:attachment]
Это общеизвестная идея. Здесь VD1 - диод с большим временем обратного восстановления.
В теории это должно работать следующим образом:
[attachment=22992:attachment]
Здесь зеленое - напряжение на IGBT, а красное - его ток коллектора.
Как видно из последнего рисунка - закрывание IGBT происходит при низком напряжении, что позволяет снизить динамические потери.
Беда только в одном - таких диодов (типа VD1 из верхнего рисунка) в реальности не существует.
А может существуют?... А я не нашел?
Если кто в курсе - подскажите, пожалуйста.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jul 21 2008, 19:31

[gyrator]

Беда только в одном - таких диодов (типа VD1 из верхнего рисунка) в реальности не существует.

Помнится, подобные примочки делали на КД,2Д203. Хвост не кушает, но толк есть.
Однако, без хорошего демпфера-рекуператора, ИМХО, все равно не обойтись.

[Прохожий]

Помнится, подобные примочки делали на КД,2Д203. Хвост не кушает, но толк есть.

А я на КД210. Для ключа на биполярном транзисторе 2SC4242. Добывл пиковый ток до 8А. Правда, это было совсем уж давно...
А список требований к диоду не хотите поправить?

Совершенно непонятна Ваша нелюбовь к резонансным схемам.
За ними будущее.

Вот тут Вы ошибаетесь. За ними прошлое. Это дело широко использовалось, когда еще не было IGBT, а были только тиристоры. Всем любителям резонансников -> назад в будущее (с).

Сообщение отредактировал Прохожий - Aug 3 2008, 18:44

[gyrator]

А список требований к диоду не хотите поправить?

Нет, т.к. считаю данный вариант тупиковым. В том смысле, что хоть диод и дубовая структура, но данный демпфер диссипативный и не кушает выбросов от инд. рассеяния. Единственная радость-малые габариты и малая емкость после "срабатывания" в отличие от RCD цепочки. Думаю, мост и пуш-пулл с разделенными обмотками и рекуперативными демпферами гораздо эффективнее решают весь спектр задачь для ШИМ топологий. А там где ШИМ топологии не годны, работают топологии с мягкой коммутацией, типа фазника, резонансника и им подобные, за которыми, ИМХО, будущее.

[Прохожий]

Нет, т.к. считаю данный вариант тупиковым. В том смысле, что хоть диод и дубовая структура, но данный демпфер диссипативный и не кушает выбросов от инд. рассеяния. Единственная радость-малые габариты и малая емкость после "срабатывания" в отличие от RCD цепочки. Думаю, мост и пуш-пулл с разделенными обмотками и рекуперативными демпферами гораздо эффективнее решают весь спектр задачь для ШИМ топологий. А там где ШИМ топологии не годны, работают топологии с мягкой коммутацией, типа фазника, резонансника и им подобные, за которыми, ИМХО, будущее.

Коммутация при 0 напряжения или тока - вещь хорошая, никто не спорит, но эфемерная, ПМСМ. А гипотетический диод предлагается использовать совместно с другими цепями, в том числе и с рекуперирующими.

[Herz]

Коммутация при 0 напряжения или тока - вещь хорошая, никто не спорит, но эфемерная, ПМСМ.

Совсем нет. Всё больше и больше БП так строится.

[Прохожий]

Совсем нет. Всё больше и больше БП так строится.

Я, честно говоря, таковых не видел. Хотя пришлось пересмотреть кучу решений от SIEMENS и OMRON живьем. То, что сложно не может быть:
а) дешево;
б) надежно.

[SAVC]

Я, честно говоря, таковых не видел. Хотя пришлось пересмотреть кучу решений от SIEMENS и OMRON живьем. То, что сложно не может быть:
а) дешево;
б) надежно.

Странно как-то. У китайцев есть, а у Siemens нету..
У SITOP 40 тоже нет ZVS?

[Прохожий]

Странно как-то. У китайцев есть, а у Siemens нету..
У SITOP 40 тоже нет ZVS?

Ну, у китайцев есть все...
А что касается немцев, то они до ужаса консервативны...
А если по-существу, то не все так хорошо в королевстве датском.
Представим себе два элементарных БП. Один с жесткой коммутацией прямоходовой однотактный на "косом полумосте", а второй - резонансный полумост с ZVS.
1. У первого на выходе практически прямоугольные импульсы тока, а у второго - колоколообразные.
Приблизительно тоже самое протекает и по первичным обмоткам. Вопрос. У кого будет бОльшее действующее значение тока? И на сколько? Естесственно при одинаковых выходных напряжениии и токе.
2. В первом случае в качестве системы управления вполне сойдет клон UC38xx, а во втором Вам потребуется еще и система АПЧ, а так же цепи, следящие за резонансом. Вопрос. Что проще, а следовательно, надежнее?
Итак, выводы:
1. Выигрыш в динамических потерях полностью компенсируется ростом статических потерь.
2. Для резонансных преобразователей требуется куда более сложная схемотехника.
3. Для резонансных преобразователей нужны дополнительные компоненты, конденсаторы, если используется индуктивность рассеяния, а если ее недостаточно так еще и дроссели.
Так где обещаные плюсы?
И последнее, при теперешней цене irg4pc50w есть ли смысл вообще заводиться с резонансниками?
В качестве примера серийный сварочный аппарат с током 200 А, ПВ=100% при этом токе, весом 9 кг. Входная сеть 220В.
[attachment=23488:attachment]

[gyrator]

В качестве примера серийный сварочный аппарат с током 200 А, ПВ=100% при этом токе, весом 9 кг. Входная сеть 220В.

Таких картинок в инете-пруд пруди, но китаезные аппараты
дешевле. Вы лучше скажите, какой КПД и коэфф. мощности у Вашего
приборчика и каким нормам по помехам он соответствует. И из какой
розетки его питать при 200А на выходе.
Еще раз отмечу-жесткий ШИМ это тупиковый путь с точки зрения КПД,
частоты коммутации и уровня эл. маг. помех. Особенно при мощностях
10кВт и выше. Однако, тиристоры тоже не есть хорошо даже в резонанснике
т.к и в нем возможно насыщение силового транса и опрокидывание инвертора
в переходных режимах.
А вот на полностью управляемых ключах, тех же IGBT, совсем другое дело.
Даже на народных "полтинниках" можно без проблем работать на 100кГц.

Сообщение отредактировал gyrator - Aug 5 2008, 03:28

[Прохожий]

Таких картинок в инете-пруд пруди, но китаезные аппараты
дешевле. Вы лучше скажите, какой КПД и коэфф. мощности у Вашего
приборчика и каким нормам по помехам он соответствует. И из какой
розетки его питать при 200А на выходе.

КПД никто толком не считал, поскольку измерение напряжения на дуге - штука достаточно муторная. В первом приближении его можно считать равным 25 В. Действующее значение тока, измеренное в лаборатории, где проводились испытания на соответствие ТУ, составляет 23 А. Это при входном напряжении в 220 В. Про нормы и PFC чуть ниже.

Еще раз отмечу-жесткий ШИМ это тупиковый путь с точки зрения КПД,
частоты коммутации и уровня эл. маг. помех. Особенно при мощностях
10кВт и выше.

Частотные инверторы, выпускаемые уважаемыми фирмами, не имеют в своем составе ни PFC, ни каких-либо резонансных контуров и используют жесткий ШИМ и при этом имеют мощности до 100 кВт. Так где же правда? Чего-то никто не задает вопросы про коэффициент мощности и уровень всевозможных помех этим уважаемым конторам. Интересно, почему?

Однако, тиристоры тоже не есть хорошо даже в резонанснике
т.к и в нем возможно насыщение силового транса и опрокидывание инвертора
в переходных режимах.

Ну отчего же? Одна из первых моделей подобных аппаратов была именно на тиристорах. На полумосте с резонансом. Схема управления на рассыпухе 561-ой серии. У некоторых это дело работает до сих пор.

А вот на полностью управляемых ключах, тех же IGBT, совсем другое дело.
Даже на народных "полтинниках" можно без проблем работать на 100кГц.

Давайте так. Никто не против резонансных преобразователей как таковых. Но на настоящем этапе развития техники это дорого и не надежно. Все, что попадало мне в руки резонансного, было с убитыми инверторами. С другой стороны, изделия конкурентов, выполненные по старинке, выходят из строя, в основном из-за некачественных пусковых реле, после замены которых все работает снова.
Соглашусь, пожалуй, только с одной Вашей мыслью - заниматься резонансными схемами надо. Но для этого требуются свободные средства и потенциальный заказчик, готовый заплатить за преимущества резонансного преобразователя. Пока желающих дать денег под это дело я не встречал.

[SAVC]

2 Прохожий
Давайте какой-нибудь конкретный пример преобразователя, его и обсудим.
Что касается PFC - на 3ф сети он особо и не нужен. По крайней мере, для 100кВт его можно не делать.
Для 220В - это совсем другое дело. Видел сварочники на 220В без PFC. Думаю, что это не есть гут.
Ну, а что Вам в руки попадалось? Давайте конкретнее.
Желающих дать деньги так просто не встретишь.
Их искать нужно и убеждать
КПД Вы бы всё-таки измерили.
На резистивной нагрузке, скажем...
Упс. Вы же его даже не считали... Какой ужас.
Речь вроде бы шла о модели сварочника.
Может быть, на ней посчитать?

Сообщение отредактировал SAVC - Aug 6 2008, 20:31

[Прохожий]

Давайте какой-нибудь конкретный пример преобразователя, его и обсудим.

Преобразователь на картинке вполне себе продается. Возвратов из-за взрыва инвертора нет вот уже 1,5 года. КПД приблизительно 5000/5060, что косвенно подтверждается "хилостью" вентиляторов. Известных мне конкурентов в данной области поблизости (территориально) нет.

Для 220В - это совсем другое дело. Видел сварочники на 220В без PFC. Думаю, что это не есть гут.

Имею на руках ряд частотников от OMRON до 2,2 кВт 220 В. PFC внутри отсутствует напрочь. И, думаю, будет отсутствовать еще лет 50.

Ну, а что Вам в руки попадалось? Давайте конкретнее.

Чего мне только не попадалось... К примеру, аппараты "Форсаж-125"- резонансник, "LINCOLN Electric" (любой) - классический косой полумост. Ни разу не видел убитого Lincolna, зато Форсажей ...

Желающих дать деньги так просто не встретишь.
Их искать нужно и убеждать

Если изделие стОящее, то никого искать не надо. А вот для резонансников, действительно, искать инвесторов надо и убеждать тоже. Потому как пока это баловство.
Но это не означает, что ими не надо заниматься. Просто на сегодняшний день они коммерчески невыгодны.

[gyrator]

КПД приблизительно 5000/5060

Типа, потери 60 Ватт? Шуткуете.
Неужели в техпаспорте нет такого "малозначительного" параметра?
Если это КПД инвертора без вых. выпр и дросселя, тогда согласен.
КПД выпрямителя будет ок. 96%. Итого получим 0,98x0,96=94%.
Это, ИМХО, реальная цифира. Судя по радиаторам, моя прикидка близка
к истине.
А что про "приблизительный" коэфф. мощности?
Емкостина в фильтре думаю приличная, значит и точек из сети (если нет КаКаЕма)
кушает коротко, но много.

Сообщение отредактировал gyrator - Aug 7 2008, 03:33

[Прохожий]

Типа, потери 60 Ватт? Шуткуете.
Неужели в техпаспорте нет такого "малозначительного" параметра?
Если это КПД инвертора без вых. выпр и дросселя, тогда согласен.
КПД выпрямителя будет ок. 96%. Итого получим 0,98x0,96=94%.
Это, ИМХО, реальная цифира. Судя по радиаторам, моя прикидка близка
к истине.
А что про "приблизительный" коэфф. мощности?
Емкостина в фильтре думаю приличная, значит и точек из сети (если нет КаКаЕма)
кушает коротко, но много.

Хорошо, сфотографирую акт испытаний, полученный при сертификации, и размещу здесь. Там измерен КПД в том числе.

OK. Залез на сайт одной из их фирм.
Например, источники серии S82K
"S82K Switching Power Supplies now have models with a built-in PFC that eliminates noise interference in the operation of power installations ranging from 90W-240W. This required AC input current value for the S82K has been successfully reduced up to approx 50% of that of a conventional power supply with the same capacity. This is ideal for users who want to use thinner cables."
Так что, про 50 лет уже не подтверждается
У них ещё есть серия S82H - до 600Вт которая
"Meets EN61000-3-2 (limits for harmonic current emissions) on 100 to 600W PFC Models"
И ещё серия S8PS, которая от 50 до 600Вт и "Power Factor Correction (PFC) on all models"

Вот и объясните мне, какой смысл делать источники с PFC, мощностью до 600 Вт, если частотные преобразователи для асинхронных двигателей, мощностью до 2,2 кВт выпускаются без оного. Не иначе, как рекламный трюк.
С другой стороны агитировать меня за Советскую власть не надо. Я отчетливо представляю себе все прелести PFC, особенно в режиме непрерывного тока. Но в настоящий момент для сварочного оборудования - это абсолютно нерентабельно.

[SAVC]

Вот и объясните мне, какой смысл делать источники с PFC, мощностью до 600 Вт, если частотные преобразователи для асинхронных двигателей, мощностью до 2,2 кВт выпускаются без оного. Не иначе, как рекламный трюк.

Наверное, объяснения нужно требовать от фирмы OMRON.
Это было бы корректнее - они же их делают
Но я тоже попробую.
Например, такой аргумент с их стороны: в планах перевести все источники на PFC.
Пока же начали с моделей малой мощности.

С другой стороны агитировать меня за Советскую власть не надо. Я отчетливо представляю себе все прелести PFC, особенно в режиме непрерывного тока. Но в настоящий момент для сварочного оборудования - это абсолютно нерентабельно.

Для сварочника да, пожалуй.
Потому что сравнивать нужно с тиристорными сетевыми сварочниками.
Те и весят больше, и стоят дороже, и гадят в сеть нещадно.. не только в сеть...
По сравнению с ними сварочник на IGBT просто чудо!
КПД, впрочем, для сварочника тоже не основной параметр.
Вообще, сварочник - это та самая ниша.. для начинающих.

Что могу сказать в защиту PFC для сварочника?
Выкинутся конденсаторы. Электролиты - элемент ненадёжности.
Возможно, удастся перейти только на плёнку.
Останутся электролиты в СУ - менять на танталы +грамотное проектирование.
Применение PFC на КПД сильно не скажется, если юзать BridgeLess топологию.
В этом случае PFC совместится с сетевым фильтром (!)
Далее. С Вашим КПД, наверное, можно и от вентиляторов отказаться?
Просматривается ребристый герметичный корпус с парой разъёмов.
ДААААА... За такое чудо можно и побороться!
СУПЕР-СВАРОЧНИК для настоящих мужчин!!! Решение без компромиссов
И стоить он будет прилично.. бо это как раз не занятая никем ниша.
Китайцами, в частности
Так что, насчёт рентабельности я не согласен

А подобное многоточие, извините, кто только уже не делает.. даже китайцы...

Думаю, что достаточно указать тип и кол-во диодов
(или транзисторов, если синхронник) в выходном выпрямителе.
А буде это комм. тайна, тогда уж фотографию акта.

Особо интересно в этом случае, кто и как измерял КПД

Сообщение отредактировал SAVC - Aug 7 2008, 21:21

[Прохожий]

Например, такой аргумент с их стороны: в планах перевести все источники на PFC.
Пока же начали с моделей малой мощности.

И ими же и закончат. Поскольку далее начинается самое интересное...
Дело в том, что обеспечить устойчивость повышающего, обратноходового преобразователя в режиме ККМ - дело достаточно муторное ввиду сложности самой модели этого дела. На малых мощностях это можно обеспечить монстрообразностью системы управления в режиме непрерывных токов (обратите внимание на девайсы NCP1650 и NCP1651 от ON Semiconductor). На бОльших мощностях это уже проблематично. Использование критического режима (MC33262, MC33368), облегчающего эту задачу, на этих токах тоже проблематично, поскольку некое подобие синуса Вы получите, но изгадите сеть высокочастотными составляющими. Про режим прерывистых токов говорить не будем.
Достаточно интересно в этом плане оригинальное решение для PFC от IR "One Cycle Control" (IR1150), но пока не дошли руки.
Иными словами, если для малых мощностей вопрос закрыт, то для больших - это дело требует дополнительных исследований и не только в OrCad-е или MicroCap-е, а еще и в натуре. Все это стоит неслабых денег, а востребованность наработок в ближайшем будущем не просматривается.
Другое дело частотные инверторы для однофазной сети. Здесь применение ККМ позволит застрелить целое стадо зайцев:
1. Стабильное напряжение на DC-bus, что позволит освободить процессор частотника от задач, связанных с коррекцией расчетов от изменения напряжения на ней.
2. Возможность использования моторов, соединенных звездой, что значительно расширит область применения.
3. Избавление потребителя от применения громоздких и дорогостоящих входных LC фильтров.
4. Увеличение удельной выходной мощности частотного инвертора с однофазным входом.
Однако, однофазные частотные инверторы с ККМ на входе практически отсутствуют, несмотря на их очевидную коммерческую и техническую выгоду по сравнению с традиционными решениями.
Интересно, с чего бы это?

Вообще, сварочник - это та самая ниша.. для начинающих.

Ну и сделайте хотя бы самое простое... Только так, чтобы не взрывалось (схемотехнику можете выбрать любую). Пока это мало кому удается...

Что могу сказать в защиту PFC для сварочника?
Выкинутся конденсаторы. Электролиты - элемент ненадёжности.
Возможно, удастся перейти только на плёнку.

Простите, а Вы хоть один PFC собрали? Или хотя бы посчитали? Или смоделировали?
Выходная емкость PFC практически та же самая, что и без него, т. е. электролит, только его рабочая частота значительно выше. И требования к ней совсем неслабые. EPCOS их выделил в отдельный класс и продает за оч. приличные деньги.

Китайцами, в частности
Так что, насчёт рентабельности я не согласен

Китайцами наша ниша и так не занята. Профессиональных сварочных аппаратов они не выпускают...
А насчет рентабильности можно спорить только с теми, кто чего-то такого уже выпускает и реально работает как с поставщиками, так и с потребителями.
Давайте Ваш реальный пример с PFC, мягкой коммутацией, резонансниками, двухтактными схемами и прочим... Обсудим его стоимость, преимущества и недостатки...
Про резонансный Форсаж я уже говорил.

А подобное многоточие, извините, кто только уже не делает.. даже китайцы...

Где примеры китайских аппаратов с такими показателями?

Особо интересно в этом случае, кто и как измерял КПД

На днях выложу фото, там посмотрите.

[SAVC]

Всё, всё. Прохожий, убедил. Ты очень крут. И сварочник твой - просто чудо.
Не нужно его больше пиарить. Кто тут у тебя его купит? Только время зря потратишь.
Нет, PFC я не делал. В ближних планах.
Сейчас тоже простыми вещами занимаюсь. Не сварочниками. Другим путём пошёл...
Сильно сожалею, что ввязался в этот спор совершенно ненужный. Занесло, что называется.

И ими же и закончат.

А вот это сильно конкретно сказано.
Давайте зафиксируем это высказывание и посмотрим на ситуацию через год-два.

Сообщение отредактировал SAVC - Aug 8 2008, 21:48

[Прохожий]

Всё, всё. Прохожий, убедил. Ты очень крут. И сварочник твой - просто чудо.
Не нужно его больше пиарить. Кто тут у тебя его купит? Только время зря потратишь.

Хорошо, давйте закончим. Приношу извинения свой за несколько эмоциональный тон в предыдущем сообщении.
Только несколько но.
- Сварочник, к сожалению, не мой и вовсе не чудо.
- Со схемотехнической точки зрения - примитив. Собрать такое может каждый, при определенной доле усердия.
- Я его не пиарю. Заметьте название изделия и организация не указаны.
Это просто пример достаточно удачной разработки по классической общеизвестной схеме. Т. е. никакого новаторства - сплошная компиляция общеизвестного и следование на практике неким банальным правилам.
На мой взгляд, только пройдя таким путем хотя бы один раз, можно двигаться дальше в область интересного и занимательного. Эту мысль я, собственно, и пытался донести.

Нет, PFC я не делал. В ближних планах.

Интересно было бы посмотреть на ККМ от IR. По идее, должно получиться достаточно хорошо.

Сейчас тоже простыми вещами занимаюсь. Не сварочниками. Другим путём пошёл...

Если позволите - немного в сторону...
Беда силовой электроники в том, что самое главное в ней - отнюдь не схемотехника...

А вот это сильно конкретно сказано.
Давайте зафиксируем это высказывание и посмотрим на ситуацию через год-два.

ОК, тоже надеюсь, что неправ... Хочется верить в светлое будущее человечества .