Решение проблемы насыщения транзистора постоянной составляющей тока подмагничивания в двухтактном преобразователе Опции

[Фрол Кузьмич]

Это решение будет симметрировать полный ток обмотки, а надо только ток намагничивания, о чём умалчивается. А всякие попытки выделить именно ток намагничивания (аля ещё один ТТ на вторичке...) страдают нематериалистическим идеализьмом.

Простите, давайте определимся.
1. Что мы подразумеваем под "током намагничивания"?
2. Что подразумевается под "полным током обмотки"?
3. О какой схеме идёт речь? Я считал, что это - мостовая схема с двумя ключевыми элементами в плечах и трансом с двумя полуобмотками в первичке, средняя точка которой заводится на питание.

1. Ничего кроме собсно его самого. Определение не помню, госта нет под рукой. По-простому ток первички на х.х.
2. Ток намагничивания + ток нагрузки.
3. Проблема выделить сам ток намагничивания из полного тока - это, насколько знаю, от схемы не зависит.

[roadfox]

Да такую сейчас делаю, но....
1. Все головки чуть отличаются по частоте, посему лучше сделать генератор на контроллере и задавать частоту, чем настраивать авторгенерацию.

Дык, а чего её настраивать? Какая нужно, такая и получится. Фишка в том, что "голова" сама будет являться частотозадающим элементом генератора. Как раз иначе без тщательной настройки хороший КПД получить будет сложновато.

Надо подумать....

2. Мощность регулировать не сильно надо.

Поддержание на заданном уровне - тоже регулирование.
ЗЫ. Вообще-то, наверное, Вам не мощность, а амплитуду колебаний пластины регулировать надо. Иначе она рассыпаться может...

Не рассыплется- проверено...

3. Реализация очень громоздкая.

Почему?

Потому:
Кондеры здоровые, так же как и резюки, вобщем плата достаточно большая получается, да и дефицит кондюков на большую емкость и высокое напряжение наблюдается.
Подробнее про эти генераторы есть тут:

http://www.u-sonic.ru/mon1/mon4.shtml

[Stanislav]

Это решение будет симметрировать полный ток обмотки, а надо только ток намагничивания, о чём умалчивается. А всякие попытки выделить именно ток намагничивания (аля ещё один ТТ на вторичке...) страдают нематериалистическим идеализьмом.

Простите, давайте определимся.
1. Что мы подразумеваем под "током намагничивания"?
2. Что подразумевается под "полным током обмотки"?
3. О какой схеме идёт речь? Я считал, что это - мостовая схема с двумя ключевыми элементами в плечах и трансом с двумя полуобмотками в первичке, средняя точка которой заводится на питание.

1. Ничего кроме собсно его самого. Определение не помню, госта нет под рукой. По-простому ток первички на х.х.
2. Ток намагничивания + ток нагрузки.
3. Проблема выделить сам ток намагничивания из полного тока - это, насколько знаю, от схемы не зависит.

Ага, теперь более понятно.
Если нагрузка вторичной обмотки симметрична (а это так), то можно утверждать, что уравнивание полных токов имеет следствием уравнивание также и токов намагничивания. При этом вовсе не нужно отделять одну составляющую тока от другой.
Если я не прав - поправьте.

[Фрол Кузьмич]

Если нагрузка вторичной обмотки симметрична (а это так)

?? Если это так, то об чём вообще тогда речь? тогда и в первичке будет симметрия, ну кроме кой-чего совсем другого порядка малости, и никаких проблем.

то можно утверждать, что уравнивание полных токов имеет следствием уравнивание также и токов намагничивания. При этом вовсе не нужно отделять одну составляющую тока от другой.

Да? а как вам такая симметрия полного тока, если например в одном полупериоде он состоит из 0,1 ток намагничивания + 0,9 ток нагрузки, а в соседнем полупериоде наоборот? Как вы об этом узнаете, не отделяя?

И ещё учтите, что и у вас там на картинке в каком-то вложении, и вообще тут по умолчанию предполагается, что датчик тока - токовый трансформатор, а он между прочим в двутактной схеме тоже подмагничивается, в т.ч. динамически, не хуже силового.

И на масштабирующем резисторе после ТТ вы видите результат суммы даже не двух, а трёх токов: ток нагрузки + ток намагничивания силового транса - ток намагничивания токового транса. Бог в помощь разобраться где кто и чего сколько в этой сумме, даже при полной её одинаковости для смежных полупериодов.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 12 2006, 17:39

[Bludger]

Да? а как вам такая симметрия полного тока, если например в одном полупериоде он состоит из 0,1 ток намагничивания + 0,9 ток нагрузки, а в соседнем полупериоде наоборот? Как вы об этом узнаете, не отделяя?

Ммм.. А основной ток нам не пофиг? Он же не создает магнитного потока в сердечнике...

[roadfox]

Ладно, всем огромное спасибо
Пошел моделировать, сначала в софте, потом внатуре.
О трезультатах доложу, когда появяться.

[Фрол Кузьмич]

Bludger, в том и дело, что оч. трудно определить, сколько в упомянутой выше сумме токов того, что нам пофиг, и сколько того, что не пофиг.

[wim]

Bludger, в том и дело, что оч. трудно определить, сколько в упомянутой выше сумме токов того, что нам пофиг, и сколько того, что не пофиг.

Справедливости ради, парни из TI не зря получают свои зарплаты в килобаксах- они таки напридумывали много разных вариантов измерения "истинного" тока нагрузки, например используя два ТТ вместо одного. Зная ток нагрузки, в принципе можно узнать и ток намагничивания, только зачем создавать проблему, чтобы потом ее героически преодолевать?

[Stanislav]

Если нагрузка вторичной обмотки симметрична (а это так)

?? Если это так, то об чём вообще тогда речь? тогда и в первичке будет симметрия, ну кроме кой-чего совсем другого порядка малости, и никаких проблем.

?? Тогда непонятно, отчего Вы здесь копья ломаете. Может быть, стоит обратиться к условию задачи, а досужие рассуждения перенести в другую тему?

то можно утверждать, что уравнивание полных токов имеет следствием уравнивание также и токов намагничивания. При этом вовсе не нужно отделять одну составляющую тока от другой.

Да? а как вам такая симметрия полного тока, если например в одном полупериоде он состоит из 0,1 ток намагничивания + 0,9 ток нагрузки, а в соседнем полупериоде наоборот? Как вы об этом узнаете, не отделяя?

Интересно, где Вы видели такие трансы? Учтите, что нагрузка линейная и симметричная относительно вторички.
Я же предполагаю, что автор темы не враг самому себе, и изготовление транса с гораздо менее экзотическими параметрами не вызовет у него труда. При этом "разделение" токов делать вовсе не обязательно, т.к. в "нормальном" трансе нагрузка будет симметричной также и относительно полуобмоток первички.

И ещё учтите, что и у вас там на картинке в каком-то вложении, и вообще тут по умолчанию предполагается, что датчик тока - токовый трансформатор, а он между прочим в двутактной схеме тоже подмагничивается, в т.ч. динамически, не хуже силового.

Это не страшно. "Там" измеряются пиковые значения тока, а параметры транса выбраны так, что сердечник не заходит в насыщение.

И на масштабирующем резисторе после ТТ вы видите результат суммы даже не двух, а трёх токов: ток нагрузки + ток намагничивания силового транса - ток намагничивания токового транса. Бог в помощь разобраться где кто и чего сколько в этой сумме, даже при полной её одинаковости для смежных полупериодов.

Ток намагничивания токового транса при правильном его изготовлении можно не принимать во внимание.
Об остальном - см. выше.

ЗЫ. Справедливости ради, нужно сказать, что для данных условий измерение тока с помощью резисторов может оказаться более практичным. Только, если в выходном каскаде применяются БТ, необходимо обеспечить равенство их базовых токов.

[Stanislav]

Да такую сейчас делаю, но....
1. Все головки чуть отличаются по частоте, посему лучше сделать генератор на контроллере и задавать частоту, чем настраивать авторгенерацию.

Дык, а чего её настраивать? Какая нужно, такая и получится. Фишка в том, что "голова" сама будет являться частотозадающим элементом генератора. Как раз иначе без тщательной настройки хороший КПД получить будет сложновато.

Надо подумать...

Проблема "автоматического" задания рабочей частоты для "головы" мне кажется более важной и интересной, чем схемотехника выходного каскада. Подобными вещами ранее заниматься не приходилось, но за прошедшие сутки появились некоторые мысли на сей счёт. Если интересно - могу поделиться.

...Кондеры здоровые, так же как и резюки, вобщем плата достаточно большая получается, да и дефицит кондюков на большую емкость и высокое напряжение наблюдается.
Подробнее про эти генераторы есть тут:
http://www.u-sonic.ru/mon1/mon4.shtml

По поводу этих схем предлагаю не слишком заморачиваться, хотя изучить их полезно. Мне, однако, они представляются не слишком удачными.

[phase]

Проблема "автоматического" задания рабочей частоты для "головы" мне кажется более важной и интересной, чем схемотехника выходного каскада. Подобными вещами ранее заниматься не приходилось, но за прошедшие сутки появились некоторые мысли на сей счёт. Если интересно - могу поделиться.

Да там относительно "просто"....
Обычно генератор имеет заданный диаппазон частот в котором ищется максимум тока нагрузки (соот-но последовательно с пъезовибратором-излучателем ставится токовый датчик).
Собственно задача для пид-регулятора.

Не маловажный вопрос изменение и учет резонансной частоты электро-механической системы от внешних воздействий - тут уход может составлять до 1кГц (из моего опыта- все зависит на какую среду работает вибратор - к примеру облучение жидкостей, соот-но зависимость от физических свойств жидкости-температура-вязкость-давление и т.п., либо к примеру ультразвуковоя сварка - тут сильную роль играет - с каким давление прижимается рабочая поверхность вибратора к материалу).

to Автар: вот передо мной лежит сертифицированная плата 2кВт размерами 300*160*80мм www.weber-ultrasonics.de - со всеми прибамбасами от сетевого фильтра, микроконтроллера и т.п. Это произведение не нашей фирмы
Просто мы у них брали для "тестов" их генераторы для наших вибраторов.

[Stanislav]

Проблема "автоматического" задания рабочей частоты для "головы" мне кажется более важной и интересной, чем схемотехника выходного каскада. Подобными вещами ранее заниматься не приходилось, но за прошедшие сутки появились некоторые мысли на сей счёт. Если интересно - могу поделиться.

Да там относительно "просто"....
Обычно генератор имеет заданный диаппазон частот в котором ищется максимум тока нагрузки (соот-но последовательно с пъезовибратором-излучателем ставится токовый датчик).
Собственно задача для пид-регулятора.

Не маловажный вопрос изменение и учет резонансной частоты электро-механической системы от внешних воздействий - тут уход может составлять до 1кГц (из моего опыта- все зависит на какую среду работает вибратор - к примеру облучение жидкостей, соот-но зависимость от физических свойств жидкости-температура-вязкость-давление и т.п., либо к примеру ультразвуковоя сварка - тут сильную роль играет - с каким давление прижимается рабочая поверхность вибратора к маттериалу).

Думаю, тут всё же есть о чём подумать.
Во-первых, каким образом искать максимум тока нагрузки? В смысле алгоритма.
Во-вторых, критерий максимума тока мне не кажется самым хорошим. Мне представляется, что для такой сложной нагрузки более правильными будут фазовые методы согласования.

[phase]

]Думаю, тут всё же есть о чём подумать.
Во-первых, каким образом искать максимум тока нагрузки? В смысле алгоритма.
Во-вторых, критерий максимума тока мне не кажется самым хорошим. Мне представляется, что для такой сложной нагрузки более правильными будут фазовые методы согласования.

1. Генератор имеет уже предустановленные ворота по частотам для данного типа вибратора/излучателя, вот в этом диаппазоне и работает пид-регулятор - ищет максимум тока и поддерживает частоту по этому максимуму. автоматической регулировки мощности - ни разу не видел.... хотя белоруссы делают один приборчик, но это только для конктретного случая - узлучение вводу и регистрация уровня кавитации гидрофоном с последующей регулировкой еще и мощности. а так обычно выставляют мощность с запасом и все.

2. с фазовой регулировкой - сложно это т.к. электроника работает в около резонансной зоне (левее-правее) + играет роль какой резонанс имеется на вибраторе (последовательный-параллельный - довольно муторная теория) + любое добавление дросселя-кондера опять все фазы смещает.... и т.д.

Хотя я в своей разработке использую фазовую подстройку, а не токовую, но это в первую очередь было заложено в саму конструкцию пъезовибратора (кстати защищено патентом - не моим
Позволяет до 20% экономить на потребляемом токе, но повторюсь это конкретно в моем случае - излучение в жидкость.

В случае же автора я думаю имеется стандартный пакет из пъезошайб и там кроме регистрации тока ничего не выцепишь.

[Stanislav]

1. Генератор имеет уже предустановленные ворота по частотам для данного типа вибратора/излучателя, вот в этом диаппазоне и работает пид-регулятор - ищет максимум тока и поддерживает частоту по этому максимуму.

Простите, но я не совсем понимаю, каким образом ПИД-регулятор может "искать" максимум тока?

...автоматической регулировки мощности - ни разу не видел.... хотя белоруссы делают один приборчик, но это только для конктретного случая - узлучение вводу и регистрация уровня кавитации гидрофоном с последующей регулировкой еще и мощности. а так обычно выставляют мощность с запасом и все.

А если вытащить из воды излучатель, с ним ничего не произойдёт? Ведь мощность ему будет "сбрасывать" некуда?

2. с фазовой регулировкой - сложно это т.к. электроника работает в около резонансной зоне (левее-правее) + играет роль какой резонанс имеется на вибраторе (последовательный-параллельный - довольно муторная теория) + любое добавление дросселя-кондера опять все фазы смещает.... и т.д.

Дык, для этого автоматическая регулировка и нужна. Я предлагаю воспользоваться тем фактом, что при правильно выбранной частоте сигнала возбуждения нагрузка будет представлять для его основной гармоники чисто активное сопротивление, т.е. фазы напряжений и токов на/в нагрузке будут совпадать. По этому критерию и нужно подстраивать частоту задающего генератора.

...Хотя я в своей разработке использую фазовую подстройку, а не токовую, но это в первую очередь было заложено в саму конструкцию пъезовибратора (кстати защищено патентом - не моим
Позволяет до 20% экономить на потребляемом токе, но повторюсь это конкретно в моем случае - излучение в жидкость.

В случае же автора я думаю имеется стандартный пакет из пъезошайб и там кроме регистрации тока ничего не выцепишь.

Думаю, что всё-таки можно "выцепить" всё необходимое и из обычных пьезошайб...

[phase]

Простите, но я не совсем понимаю, каким образом ПИД-регулятор может "искать" максимум тока?

пид реализованый на микроконтроллере - решает все.

А если вытащить из воды излучатель, с ним ничего не произойдёт? Ведь мощность ему будет "сбрасывать" некуда?

Как куда на нагрев шайб и в воздух тут же две составляющие - излучение ультразвука и механические перемещения.

Дык, для этого автоматическая регулировка и нужна. Я предлагаю воспользоваться тем фактом, что при правильно выбранной частоте сигнала возбуждения нагрузка будет представлять для его основной гармоники чисто активное сопротивление, т.е. фазы напряжений и токов на/в нагрузке будут совпадать. По этому критерию и нужно подстраивать частоту задающего генератора.

В зависимости в каком резонансе "последовательном" или "параллельном" находится резонатор, он представляет из себя либо индуктивную либо емкостную нагрузку, где ну ни как фазы тока и напряжения не совпадают.