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

[gyrator]

Выкинутся конденсаторы.

Эт вряд ли. Зато будет работать и на хилой сети. Альтернатива КаКаЕму:-топология инвертора со встроенным корректором например, пуш-пулл инвертор с дросселем по входу и к-рами заряжаемыми от него же (инвертора). Нет броска тока при включении, маленький транс и низковольтные ключи. Правда управление посложнее. Потребление не синус, но бросков тока при заряде нет, а это важнее в реалии, чем красивая синусоида тока. Когда начал заниматься виртуальными сварочником, чтобы не потерять форму, тоже думал, что все просто. А оказалось, что дуга оченно интересная нагрузка и сделать хороший источник для еЯ питания не так легко как кажется. Имею ввиду не слепить клон по мотивам однотактного мостика, а разработать свой вариант двухтактной топологии с мягкой коммутацией и хорошей динамикой.

Сообщение отредактировал gyrator - Aug 8 2008, 03:27

[Прохожий]

Имею ввиду не слепить клон по мотивам однотактного мостика, а разработать свой вариант двухтактной топологии с мягкой коммутацией и хорошей динамикой.

А Вы попробуйте. Здесь тоже есть свои ньансы. Тем более, зедесь уже сказали, что это самое то для начинающих...
Как человек, имеющий кое-какие отзывы о продукции, могу сказать, что на самом деле дуга не очень интересная нагрузка. Здесь все достаточно просто - должен быть очень большой ток КЗ. В нашем случае 2...3 номинала. И еще - пульсации тока должны быть минимальными. У сварщиков это называется "жесткая" дуга.
Все попытки обойти это дело приводят к появлению лишних органов управления.
Что же касается двухтактников, то это не очень хорошо. Проблема симметрирования практически еще никем не решена. Ваша система симметрирования, конечно, хороша, но все равно менее надежна, чем ее полное отсутствие за ненадобностью.

[лосев]

могу сказать, что на самом деле дуга не очень интересная нагрузка.

За дугу обидно. Это очень нестандартная нагрузка, в ней есть процессы протекаюшие
за считанные наносекунды и есть жинамическое отрицательное сопротивление

Именно поэтому в сварочнмках-....

Проблема симметрирования практически еще никем не решена. Ваша система симметрирования, конечно, хороша, но все равно менее надежна, чем ее полное отсутствие за ненадобностью.

А как можно засимметрировать наносекундные процессы в нагрузке?

[Guest_orthodox_*]

А как можно засимметрировать наносекундные процессы в нагрузке?

А за наносекунды симметрия не нарушится По среднему она, по среднему...

А задачку симметрирования давно и успешно решил, поэтому считаю, что однотакты-это для начинающих. Однако, разговор ушел далеко от темы в сторону трепа. Посему умолкаю и желаю всем удачных разработок.

Сколько раз пытался двутакт применить - столько обламывался...
Как динамические-то потери убирать? Эффективные снабберы , как правило, поляризованные...
А в лоб решать, с динамическими - мне не нравится... Потому что нелогично - IGBT закрывается за 100нс, но использовать можно не выше 10 кгц... И на 10 уже греется не по детски, со своими паспортным 4 мДж на переключение... Что-то в этом неправильно...