H-Bridge генератор, покритикуйте, пожалуйста Опции

[iiv]

Всем привет,

во-первых, всем огромное спасибо за советы и комментарии по поводу двух недавно мной открытых тем по Кокрофту и высокочастотную Н-bridge.

Вдруг кому-то будет не сложно взглянуть краем глаза на мое народное творчество и в этот раз и от души покритиковать.

Хочется разработать плату, которая на вход получала бы 220АС, а на выходе работала как высокачастотный полный мост с размахом напряжения в 500В. Частота и скважность будет задаваться программно.

Я хочу вначале выпрямлять и удваивать напряжение VD1 - C1,C2 ,немного сглаживать пульсации, R9,R10,C3,C4, и потом подавать это все на вход полному мосту с P и N полевиками, которые управлялись бы драйверами. Питание для драйверов, оптокоплеров и атмеги будет внешним (китайские развязанные блоки питания довольно дешего стоят, в 20-30 бакс на все мои питания можно уложиться).

О чем хочется посоветоваться.

Я планирую мониторить все напряжения (R1-R2, R3-R4, R5-R6, R7-R8) и, в зависимости от их значений включать или выключать SSD реле (D1,D2) так, чтобы VREF не превысило 500В (у меня есть только полевики на 500В). Включать реле можно при 0V в сети, чтобы реле не перегрелись (они же на симисторах??).

Скажите, пожалуйста:

1. сильно ли это дурная идея так получать 500V (запрограммировать включение реле я смогу, главное, чтобы в общей логике прокола не было).
2. можно ли выкинуть реле D2?
3. есть ли какие-то разумные альтернативы сглаживанию R9,R10,C3,C4 (P-полевика на 600В нет и не знаю где достать)

Если вдруг что-то еще по схеме заметите, пожалуйста, покритикуйте!

PS: хотел бы максимально упростить схему перенеся всю нагрузку на программирование (тут у меня есть довольно большой опыт), по ценам на компоненты сильно не планирую оптимизировать, если в стольник бакс на компоненты уложусь - будет классно.

Спасибо

ИИВ

PPS: модифицировал аттачмент, добавив тутда библиотеку компонент, которой пользуюсь. Как сконвертить в JPG или еще какую картинку - не знаю, не умею, научите, пожалуйста.

[asdf]

iiv, Вы зря обиделись и убрали исходные матариалы.
Видите ли, Вы развлекаетесь или учитесь, поэтому у Вас одни акценты, Прохожий работает профессионально - у него другие.
Если говорить в принципе, то Ваша схема, конечно, имеет право на существование.
Если же говорить об области применения такой схемы, то как ни странно - основное приимущество ее Вы то, как раз, и не использовали.
При установке P-канальных полевиков в нижние плечи моста, а N- канальных - в верхние - такая топология будет обладать минимальными наводками ключевой частоты на радиаторы и корпус т.к. все стоки полевиков будут подключены к питанию и зашунтированы емкостями питания.
Кроме того, истоки P и N будут соеденены вместе, что позволяет в некоторых полумостовых топологиях разместить здесь же схему управления и отказаться от трансформаторов управления или высоковольтных драйверов.
Кроме того Вы применяете ряд терминов, которые мне не понятны.
Например, что Вы понимаете под резонансной частотой трансфоматора?
Его паразитный резонанс за счет межвитковой емкости? Так это, в большинстве конструкций, плохо, т.к. увеличивает реактивную мощность и, соответственно, потери схемы. Естественные случаи - коаксиальные или топологические трансформаторы Вы, явно, не используете.
По поводу использования емкостных удвоителей.
На больших мощностях они используются редко, т.к. по ряду причин намного эффективнее использовать на входе таких блоков активный ККМ.
Например, если бы я развлекался также как и Вы (т.е. не сильно обращая внимание на стоимость комплектации), то у меня на входе в 1 кВт-ный блок стоял бы ККМ с емкостью, максимум, 25 мкФ, а не 1360 мкф как у Вас . Вот и сравнивайте эффективность.

[vanya.8484]

Например, если бы я развлекался также как и Вы (т.е. не сильно обращая внимание на стоимость комплектации), то у меня на входе в 1 кВт-ный блок стоял бы ККМ с емкостью, максимум, 25 мкФ

Я конечно извиняюсь, но "не будет ли любезен уважаемый джинн"(С) изобразить КаКаЕм на килоВаттную нагрузку с выходной ёмкостью в 25 мкФ. Очень любопытно было бы взглянуть на форму выходного напряжения оного КаКаЕма под упомянутой нагрузкой.

[asdf]

Я конечно извиняюсь, но "не будет ли любезен уважаемый джинн"(С) изобразить КаКаЕм на килоВаттную нагрузку с выходной ёмкостью в 25 мкФ. Очень любопытно было бы взглянуть на форму выходного напряжения оного КаКаЕма под упомянутой нагрузкой.

"Элементарно, Ватсон"(С).
Вы все таки не обратили внимание на фразу "т.е. не сильно обращая внимание на стоимость комплектации".
В обычном ККМ энергия на полупериоде запасается в электролитах, у которых, обычно, амплитуда пульсаций < 20% от рабочего напряжения конденсатора. Т.е. коэфициент использования энергетики конденсатора <30%.
В своих ИП я использую полумостовую или мостовую топологию. Схемотехнически она мало отличается от паралельного резонансника. Кроме режима работы ключей - квазирезонансного, некоторого нестандартного режима работы выходного синхронного выпрямителя и плюс нестандартное питание ключей - через дроссели. Это позволяет получить сразу естественный ККМ на входе, без дополнительных транзисторов. Кроме того в режиме разрывных токов такая схема питания удваивает входное напряжение. А в режиме неразрывных - позволяет получить любую заданную величину напряжения питания ключей. Отсюда следующий шаг - выбрасываем электролиты на 450В, ставим керамику с напряжением в 1000В и ККМ начинает гонять напряжение питания ключей от 375 до 950В. КИ такого фильтра будет под 90%. Плюс схема прогнозирования для управления ККМ (вот здесь действительно можно использовать МК, т.к он только и делает, что с периодом в 400 Гц выдает прогноз времени включенного и выключенного состояния ключей, а период отрабатывает цифро-аналогоавая схемка). Стоимость - действительно большая (получается раза в 2 больше, но на это я уже обратил Ваше внимание), зато во всем блоке - ни одного электролита и объемная плотность может быть очень большая. Теоретически и практически на постоянном режиме эффективность такого ККМ мало отличается от обычного, отличие проявляется на переходных режимах и при скачках нагрузки. Здесь возможны разные варианты реакции для этих случаев, вплоть до режимов пропуска полупериодов или периодов сетевого напряжения при очень маленькой нагрузке. Кстати TI, тоже сделала микросхемку для маломощных корректоров с пропуском полупериодов. Я думаю, уважаемый Прохожий будет возражать против такого малого запаса по напряжению (950-1000В), просто использование при резонансном переключении шунтирующих SiC- диодов (на 1200В) позволяет получить очень маленькие выбросы на транзисторах (реально где-то вольт 15-20). Но это не странно, т.к. длительность фронта переключения в 100-150нсек подавит любую самодеятельность диода в этом направлении .
Плюс есть некоторые дополнительные преимущества - мостовая схема может иметь почти нулевые пульсации ключевой частоты на входе и на выходе.
Если нужны цифры, то для 1кВт-ного блока для работы корректора достаточно запасенной энергии ~5 Дж. Откуда С=5*2/(950^2-375^2)~13мкФ.

[vanya.8484]

"Элементарно, Ватсон"(С).

Однако, не получается элементарно.
Я ведь просил обнародовать форму напряжения на выходе вашего корректора, чтобы посмотреть величину пульсаций на удвоенной частоте сети. Вот и всё. А в ответ-многословие.
Пмсм, никакое колдунство с дроссельками и резонансами не заменит энергию в конденсаторе, поскольку сам корректор не может вытаскивать себя за волосы, аки известный барон, из ям пульсаций.
Корректор тем и хорош, что может заряжать вых. ёмкость любой величины имитируя для питающей сети активную нагрузку. При этом, он поддерживает постоянную величину вых. напряжения, но пульсации отрабатывает таки выходная ёмкость и не важно где она "прописана"-на выходе классического корректора или на стороне вторички, буде оный корректор с гальваникой. Я не исключаю того, что вы можете является автором революционного изобретения в области всеобщей коррекции, но полагаю, что вероятность такого события, уж извините, очень мала.
З.Ы. Тот "сетевой вампирчик", который вы живописали и корректр с синусом входного тока-таки разные машинки.

Сообщение отредактировал vanya.8484 - Sep 17 2011, 06:02

[Plain]

выбрасываем электролиты на 450В, ставим керамику с напряжением в 1000В и ККМ начинает

...сверкать алмазным блеском. Потому как ну очень дорого. Но уважаемо.

обнародовать форму напряжения на выходе вашего корректора, чтобы посмотреть величину пульсаций

Пульсации там в упомянутых пределах (375...950), форма — синус, сдвиг от входа 45°, а сваливание ККМ происходит при Ucout.мин. <= Uвх.мин.дейст., т.е. для 176 В здесь взят двойной запас.

Вот ещё пример по теме.

[vanya.8484]

Пульсации там в упомянутых пределах (375...950)

О том и речь. А буде нагрузка пропадёт в неподходящий момент, то, пмсм, и поболее задерётся. Зато как замечательно используется "непосильным трудом" нажитое.
В общем, квадратичная зависимость энергии конденсатора от напряжения таки побуждает народ к заморочкам.

Вот ещё пример по теме.

Пример конечно замечательный, но на килоВатт явно не тянет. Хотя 15 мкФ на выходе корректора имеется.
З.Ы. На посмотреть картинку от специалистов по корректорам я уже не надеюсь, а потому нашёл оную у себя в симуле:

КилоВаттом здесь тоже не "пахнет", но всё же хоть что-нибудь на тему 25-и мкФ в корректоре.

Сообщение отредактировал Microwatt - Sep 17 2011, 13:32

Причина редактирования: грубость

[Plain]

посмотреть картинку от специалистов по корректорам я уже не надеюсь, а потому нашёл оную у себя в симуле

Я не специалист по корректорам, но и так видно, что этот динозавр входит в ступор по OVLO. Надо завести ему на FB обратку, нормализованную под его паспортный диапазон (поделить и добавить смещение).

А также, как тут уже говорили выше, R7 вовсе не является правильной моделью нагрузки ККМ, а именно, постоянной мощностью. Замените его каким-нибудь GVALUE, и тогда увидите на нём правильный синус.