Потери в резонансном контуре Опции

[javalenok]

Я решил поиграться с колебательным контуром и у меня потери почти 50% за полупериод. Поскольку такая штука должна применяться в резонансных преобразователях, то решил спросить тут.

Нижний ключ это - транзистор, он у меня http://www.irf.com/product-info/datasheets.../irfs31n20d.pdf и уравляется через драйвер http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir4426.pdf , шмит-триггеровый вход которого подключён к простой кнопке. Перед тем как нажать на кнопку, я разряжаю конденсатор боковым переключателем. После замыкания транзистора, в цепи через индуктивность появляется ток, который заряжает конденсатор. В конце полупериода ток должен остановиться, а напряжение достигнуть удвоенного напряжения питания. На деле не дотягивает 30%. Поскольку энергия пропорциональна квадрату напряжения, то в джоулях процент потерь ещё выше. Что-то я не понимаю как хвалёные резонансные преобразователи достигают своих повышенных КПД? Сопротивление полевика 0.15 Ом, катушки - менее одного. Я решительно не понимаю где потери?

PS. Я уже проводил расчёт переходного процесса. Напряжение на конденсаторе u2(t) = u0 (1 - exp(-yt) (cos - y/w sin)), где u0 - напряжение источника, y = R/L - коэффициент затухания. В опыте коэффициент равен 1 Ом / 1 мГн = 1000. Итого, u2(pi) = U0 (1 + exp(-1000Pi)) ≈ U0. Очевидно, что затухание слишком сильное. Удивительно что в опыте всё оказалось не так плохо - мы увидели ярко выраженные колебания. Чтобы затухание за период было 1% (exp(-y3.14) < .15) нужен коэффициент не превышающий .6! Реально ли получить такую добротность?

Сообщение отредактировал javalenok - Dec 31 2008, 00:04

[javalenok]

1. Судя по диаграммам у Вас приличное затухание, поэтому и не двойной первый всплеск.
2. Мне кажется Pi не время.

1. Хорошо что вы заметили. Теперь пусть кто-нибудь скажет как отыскать "тормоз".
2. Смущает 400 мксек? Это для C + L = 1 uF + 8 mH: T/2 = π √(LC) = 350 мксек, что довольно близко графику. Растяжка во времени до 400 мксек может объясняться высоким коэффициентом затухания.

Трудно понять, зачем автору ключ параллельно конденсатору.

Наверное вот для этого: "Перед тем как нажать на кнопку, я разряжаю конденсатор боковым переключателем."

Хм... А Вы уверены, что приведенная схема - действительно резонансный контур?
Ни в жизни, ни в модели ключ параллельно емкости не включают. И не разрывают ток в индуктивности.

Я ток и не разрываю. Пока я кнопку отпущю колебания и ток давно улягуться. Извините, не хотел никого запутывать. Просто привёл схему получения колебаний в контуре, указывая на то что в конце первого полупериода на изначально разряженном конденсаторе должно быть удвоенное входное напряжение.

Что тут у Вас служит нагрузкой? Вы заставляете контур работать на источник? Или я что-то не разобрал?
Типичная схема резонансника - индуктивность, попеременно подключаемая к + и -, нагрузка и конденсатор последовательно с нею. Все там получается. И при подходе к резонансу снизу и при подходе сверху по частоте. Увы, резонансный режим удобен только для фиксированных нагрузок.

Я сказал, что спрашиваю тут, потому что для резонансников утверждается сверхвысокое КПД в то время как у меня в элементарном контуре без всякой нагрузки и попеременного переключения затухание составляет 50% на полупериод! Как у вас это получается? Достаточно подключить нагрузку с переключением полярностей и добротность контура удвоится что ли? Секрет рассказать можете?

Сообщение отредактировал javalenok - Jan 1 2009, 11:51

[Microwatt]

.
Я сказал, что спрашиваю тут, потому что для резонансников утверждается сверхвысокое КПД в то время как у меня в элементарном контуре без всякой нагрузки и попеременного переключения затухание составляет 50% на полупериод! Как у вас это получается? Достаточно подключить нагрузку с переключением полярностей и добротность контура удвоится что ли? Секрет рассказать можете?

Ничего сверхвысокого ожидать не следует. В резонанснике хотя бы один фронт (включение или выключение) происходит в момент нулевого тока или нулевого напряжения на ключе. Этим экономим на динамических потерях. Остальное все, как и в прочих схемах, даже отчасти хуже, из-за бОльших амплитуд.
У Вас в схеме контур по цепи разряда работает ЧЕРЕЗ ИСТОЧНИК. В практических схемах он включается на источник и разряжается сам на себя. Затухание, добротность контура при неизменной нагрузке не меняются. У Вас нагрузки, как таковой, вообще в схеме нет. Следовательно, если бы модель была верна, то затухания не было бы совсем (идеальный контур).
Схема должна одним ключом подключать последовательный контур к источнику, другим, работающим в противофазе, - к земле. С землею же должен быть соединен и конденсатор контура. Нагрузку можете имитировать резистором, включенным параллельно дросселю.
Далее - гоняйте частоту и ловите резонанс. При отсутствии нагрузки напряжение на реактивных элементах может подскочить в десятки раз ( в Q раз, добротность).