Намотка повышающего трансформатора, Расположение слоев обмоток Опции

[MikeSchir]

Желтый - напряжение, Голубой - ток.

Ток где? В какой точке схемы Вы измеряете ток? Если измеряете ток в резисторе нагрузки, то у Вас всё идеально линейно, поскольку, линеен резистор нагрузки. Все фокусы с осциллографом и манипуляции с изменением Кзап ШИМа показывают, только, что Вы не достигаете установившегося режима работы, точнее достигаете, но только на начальном участке.
Зачем Вы поставили конденсатор перед дросселем? Что изменилось принципиально в свойствах схемы при этом? Вы поняли? У Вас же есть трансформатор тока. Если бы Вы посмотрели на нем, то может быть ужаснулись бы
Вы достигли "высочайших успехов" в управлении микроконтроллером, теперь осталось немножко подучиться электротехнике.
Вспоминается концовка старого "электротехнического" анекдота: "...мне всё понятно в электричестве, как лампочка горит понимаю, как мотор крутится понимаю, только не пойму как керосин по проводам течёт?"

Сообщение отредактировал MikeSchir - Dec 25 2017, 08:02

[Alex-lab]

Ток где? В какой точке схемы Вы измеряете ток? Если измеряете ток в резисторе нагрузки, то у Вас всё идеально линейно, поскольку, линеен резистор нагрузки. Все фокусы с осциллографом и манипуляции с изменением Кзап ШИМа показывают, только, что Вы не достигаете установившегося режима работы, точнее достигаете, но только на начальном участке.
Зачем Вы поставили конденсатор перед дросселем? Что изменилось принципиально в свойствах схемы при этом? Вы поняли? У Вас же есть трансформатор тока. Если бы Вы посмотрели на нем, то может быть ужаснулись бы

Нет не идеально, ток и напряжения замеряю на нагрузке, т.к. именно он является целевым.

Что вы имеете ввиду под установившимся режимом работы? Это не DC источник. Его конечная цель формировать импульсы произвольной (заданной) формы. И в диаппазоне выше 5% Кзаполнения все работает как надо, небольшое некрасивое искажение импульсов возникает в самом начале на низких Кз из-за неоднозначности передаточной функции выхода от Кзап (наличие нелинейного отрицательного участка). Если задать просто полку, он её конечно будет держать ровно. Но требуются ровные линейные зубья пилы. И они почти есть, кроме самого начала, около нижних 5% диапазона.

Да, Вы правы, в токовом трансформаторе творится содомия с дикими колебаниями. Частота этих осцилляций около 2МГц. Короче типичный звон.Путем экспериментов установил, что если убрать выходной дроссель, а нагрузку подключить сразу к выходу трансформатора или после диодного поста, то импульсы становятся ровными, без осцилляций на верху. Подумал о паразитной емкости дросселя, перемотал его разнеся слои обмотки (три слоя) бумажным скотчем на 2мм друг от друга. Существенного эффекта нет.
А вот описанные выше С и LC цепочки сильнейшим образом влияют на эту частоту звона. Конденсатор 1 нФ уменьшает частоту в 2 раза. LC цепь на частоту влияет слабо, но делает задний фронт у коротких импульсов круче.

Буду увеличивать затворные резисторы, посмотрим что получится.

Про керосин не надо, я не программист и не инженер, химик я. Не стреляйте в пианиста, он играет как умеет.

На выходных сел и прочитал темы за последние 10 лет, и обнаружил упоминание этого вопроса:

при ЛЮБОЙ топологии желательно делить первичку на две части, для снижения индуктивности рассеяния.
в вашем же случае (повышающий) будет лучше, если вторичку разделить на две части, между которыми намотать первичку.
но можно и целиком мотать обмотки, только рассеяние увеличится и демпфер по первичке будет вынужден держать нагрузку гораздо больше.
разделение одной из обмоток на две части теоретически снижает индуктивность рассеяния в 4 раза.

Хотя и не совсем понятен контекст, т.к. тема была выделена из другой. https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=132639

То есть намотка через слой, все же имеет смысл для повышающего.

Весь этот ужасный звон проходит и все становится красиво, если трансформатор нагрузить на 25% номинального тока, дополнительно к основной нагрузке. Видимо придется пожертвовать эффективностью. Или может быть есть возможность убрать звон на холостом ходу?

[Alex-lab]

В общем похоже победил я эту напасть.
Оказалось достаточно всего 4% от номинальной нагрузки повесить на вторичную обмотку трансформатора (может быть и меньше, но других резисторов не было), и все встало на свои места.

[MikeSchir]

Нет не идеально, ток и напряжения замеряю на нагрузке, т.к. именно он является целевым.

Что вы имеете ввиду под установившимся режимом работы?

После каждого изменения Кзап. ШИМ идёт переходный процесс в контуре выходного LC фильтра, который должен закончится переходом на соответствующий уровень выходного напряжения. Этот переходный процесс зависит от много чего, и это Вам нужно посмотреть в учебниках.

Это не DC источник. Его конечная цель формировать импульсы произвольной (заданной) формы. И в диаппазоне выше 5% Кзаполнения все работает как надо, небольшое некрасивое искажение импульсов возникает в самом начале на низких Кз из-за неоднозначности передаточной функции выхода от Кзап (наличие нелинейного отрицательного участка). Если задать просто полку, он её конечно будет держать ровно. Но требуются ровные линейные зубья пилы. И они почти есть, кроме самого начала, около нижних 5% диапазона.

Бросьте Вы про эту нелинейность, может она и есть, но уж не там, где Вы её обнаруживаете. То что вы видите - это тот самый переходный процесс, о котором я выше сказал. Просто переходные процессы остальных ступенек Кзап. не успевают закончиться, и Вы видите монотонную линию. Посмотрите и подумайте, а уж потом "паникуйте" .

Да, Вы правы, в токовом трансформаторе творится содомия с дикими колебаниями. Частота этих осцилляций около 2МГц. Короче типичный звон.Путем экспериментов установил, что если убрать выходной дроссель, а нагрузку подключить сразу к выходу трансформатора или после диодного поста, то импульсы становятся ровными, без осцилляций на верху. Подумал о паразитной емкости дросселя, перемотал его разнеся слои обмотки (три слоя) бумажным скотчем на 2мм друг от друга. Существенного эффекта нет.

Хорошо бы ещё почитать про демпфирование диодов выпрямителя. Не думал Вас пугать, просто хорошо бы Вам смотреть ток в преобразователе после каждого своего действия и заранее знать, как он должен выглядеть. И ещё, прежде чем заниматься формированием импульса хорошо бы "разложить всё по полочкам", т.е. посмотреть в установившемся режиме на каждом уровне Кзап. ШИМа.

А вот описанные выше С и LC цепочки сильнейшим образом влияют на эту частоту звона. Конденсатор 1 нФ уменьшает частоту в 2 раза. LC цепь на частоту влияет слабо, но делает задний фронт у коротких импульсов круче.

Буду увеличивать затворные резисторы, посмотрим что получится.

Это вообще не буду комментировать, боюсь сорвусь

Про керосин не надо, я не программист и не инженер, химик я. Не стреляйте в пианиста, он играет как умеет.

Весь этот ужасный звон проходит и все становится красиво, если трансформатор нагрузить на 25% номинального тока, дополнительно к основной нагрузке. Видимо придется пожертвовать эффективностью. Или может быть есть возможность убрать звон на холостом ходу?

Хорошо. Про керосин не буду. Убрать "звон" на ХХ можно, но для этого уже нужен анализ схемы управления, её устойчивости, как говорят: "в малом и в большом".

Забыл о керосине и вспомнил дедушку Крылова, его басню, где речь про сапожника и про пирожника

В общем похоже победил я эту напасть.
Оказалось достаточно всего 4% от номинальной нагрузки повесить на вторичную обмотку трансформатора (может быть и меньше, но других резисторов не было), и все встало на свои места.

Точно! Нужно обязательно читать про демпфирование диодов и про переходные процессы.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Dec 26 2017, 10:40

[Alex-lab]

Бросьте Вы про эту нелинейность, может она и есть, но уж не там, где Вы её обнаруживаете. То что вы видите - это тот самый переходный процесс, о котором я выше сказал. Просто переходные процессы остальных ступенек Кзап. не успевают закончиться, и Вы видите монотонную линию. Посмотрите и подумайте, а уж потом "паникуйте" rolleyes.gif .

И ещё, прежде чем заниматься формированием импульса хорошо бы "разложить всё по полочкам", т.е. посмотреть в установившемся режиме на каждом уровне Кзап. ШИМа.

Не соглашусь.
Это было сделано в первую очередь. Нелинейность не зависит ни от временных параметров, ни от напряжения питания.


Вот видд начального участка с шагом ступеньки 2,5 миллисекунды


А вот при шаге уменьшенном в 10 раз. до 250 мкс.


Видно, что поведение Uвых от Кзап подобно.

Забыл о керосине и вспомнил дедушку Крылова, его басню, где речь про сапожника и про пирожника rolleyes.gif

Спасибо за классику.
Но жизнь несколько сложнее. За время своей работы приходилось контактировать с пятью профессиональными электронщиками (с соответствующим образованием и должностями). Насколько всегда было трудно от них добиться нужного результата, что проще оказалось залезть в эту тему самому. У меня приоритет выходной сигнал. Условия протекания целевого процесса. А у них? То они борятся за температуру транзисторов, то разгружают трансформаторы, то это им не удобно, то другое проще сделать так, что в нагрузке идут 10 кратные токовые спайки, а в итоге на выходе совсем не то, что нужно. При этом, ни КПД ни масса, ни габариты ничем по сути не ограничены. Всё время эти разработки тянулись годами и до финального этапа не доходили, вроде оно работало (выходное напряжение было), но всегда оставалось кучу недоделок, недопустимых компромиссов и т.д.
Я не говорю, что они плохие специалисты, просто у людей близких к электронике другое мировосприятие, которое в нестандартных задачах блокируется перестраховками на каждом шагу. Может оно и не плохо, если бы приводило к нужному результату. А так увы.

[Plain]

Действительно, исходя из истории форума, Вы много лет решаете ни разу не озвученную на нём задачу.

Некий лабораторный прибор в единственном экземпляре разработчику любой квалификации логично стремиться сделать из максимально возможного количества готовых частей — уж точно, ККМ и развязка первые на то кандидаты, после чего остаётся собственно неизолированный источник тока с произвольной огибающей, т.е. пара транзисторов, дроссель и компаратор, гальванически изолированную уставку которому можно передавать также посредством соответствующей готовой микросхемы — в общем, всей работы недели на две, если не отказывать дивану.

[Alex-lab]

Много лет я не занимался Решением этой проблемы, больше наблюдал со стороны.
Мой комментарий не стоит остро воспринимать. Я добавил это лишь для того, что бы объяснить MikeSchir зачем пришлось лезть в сапожники. А не что бы принижать профессионализм коллег. Просто иногда задачи бывают таковыми, что проще разобраться как сделать "собственно неизолированный источник тока", чем объяснить (понятные на интуитивном уровне) все нюансы новой во всех отношениях системы человеку из совершенно другой области.
Суммарно это заняло чуть меньше пяти лет (в свободное от основных обязанностей время). Зато теперь я могу сам вносить изменения и адаптировать систему под любые сиюминутные потребности. Иногда возникают непонятные для меня моменты, в конкретных реализациях. Так и тут, изначальный вопрос оказался ошибочным, что однако, не помешало разобраться в обозначенной проблеме.
За что всем Спасибо!

Позволю себе ещё немного оффтопа.
Удивительная вещь. Люди позиционирующие себя как великие профессионалы не могут найти время на объяснение содержательной стороны вопроса. Но при этом всегда готовы выдать на гора пустых слов от высокомерных оценок до прямых оскорблений, не относящихся ни к поставленному вопросу, ни к их профессиональной сфере. Я понимаю, что отвечать это не обязанность, но при этом есть ряд персонажей, которые считают своей обязанностью вылить ушат помоев...
Люди, что вас заставляет вести себя по свински?
Это относится не только и не столько к этому форуму, но прочитав здесь несколько сот тем за день, вопрос остается актуальным.

[MikeSchir]

Нелинейность не зависит ни от временных параметров, ни от напряжения питания.

Вот видд начального участка с шагом ступеньки 2,5 миллисекунды

А вот при шаге уменьшенном в 10 раз. до 250 мкс.

Видно, что поведение Uвых от Кзап подобно.

Опять вспомню концовку известного анекдота: "...муха слышит ногами!"
Даже кирпич на голову просто так не падает (С). Значит всему должны быть причины, а их Вы не смотрите и не видите, а нам их тоже не позволяете профессионально увидеть, например, скрывая всю схему. Дело может быть в любой части схемы, как в силовой, так и в управлении, а Вы пытаетесь ограничить интерес людей, при этом, задавая вопрос: "А как это получается?" Что может увидеть даже опытный разработчик, если ему тупо показывают одну и ту же картинку, ну может быть, с вариациями? Чтобы объяснить явление нужно посмотреть на всё со всех сторон. Разве не так Вы делаете в своей профессии? Если - НЕТ, то говорить не о чем!
Надо не забывать, что даже проходя через простой усилитель, сигнал претерпевает изменения, вопрос только количества этих изменений, который приводит всегда к усложнению устройства, увеличению времени разработки и цены. А как иначе?
Мы не раз делали мощные устройства управляемые аналоговым сигналом из-вне. При этом решали проблемы прохождения управляющего сигнала. Какие то искажения не удавалось убрать до нуля.

Я не говорю, что они плохие специалисты, просто у людей близких к электронике другое мировосприятие, которое в нестандартных задачах блокируется перестраховками на каждом шагу. Может оно и не плохо, если бы приводило к нужному результату. А так увы.

О химиках я бы сказал тоже самое но при этом на химические форумах не обсуждаю поведение химиков ни ни, а всегда покупаю готовый продукт.

[Alex-lab]

Проверил различные варианты намотки трансформатора.
Оригинальная намотка, первичка (1), затем два слоя вторички (2).
Результат более чем выразительный. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора при 20% активной нагрузке.

Можно ли в теории убрать этот начальный всплеск?

[Yuri7751]

Можно ли в теории убрать этот начальный всплеск?

Нет. В теории. Трансформатор без индуктивности рассеяния и паразитной емкости возможен только при нулевых физических размерах. Подгрузка лишь позволяет быстрее рассеять накопленную в паразитах энергию.

[Oxygen Power]

Чтобы уменьшить паразитный резонанс, необходимо секционировать обмотки. Слой первички, слой вторички. Как только у вас появляется второй слой обмотки, не важно какой, сразу увеличивается её паразитная ёмкость и увеличивается индуктивность рассеяния. Эти паразиты формируют колебательный контур из-за которого появляется колебательный процесс во время паузы на фронтах импульсов. Эти колебания особенно хорошо заметны на повышающих обмотках, где обмотку сложно секционировать. Полностью устранить этот паразитный процесс только методом намотки не получится. Для уменьшения этого эффекта, с некоторой потерей КПД, применяют демпферные цепочки и подгрузки обмотки.

[Alex-lab]

Подгрузка лишь позволяет быстрее рассеять накопленную в паразитах энергию.

Для уменьшения этого эффекта, с некоторой потерей КПД, применяют демпферные цепочки и подгрузки обмотки.

Дело в том, что этот пик "очень мощный", то есть подгрузка меньше 30% особо на него не влияет.
Пробовал ставить TVS диоды, импульс сжирают отлично, но при этом плавятся как свечки.
Пробовал тошибовские ферриты с ППГ. В целом тоже работают, импульс сжирают, но опять нагрев... До конца еще не разобрался с магнетизмом. Если увеличить объем сердечника при том же сечении, будет ли он меньше греться? Вроде если потокосцепление тоже, то нагрев должен только возрасти?

[Oxygen Power]

Если увеличить объем сердечника при том же сечении, будет ли он меньше греться? Вроде если потокосцепление тоже, то нагрев должен только возрасти?

Оптимальным вариантом станет завалить задний фронт импульса, на сколько это возможно, без заметных потерь.

[Alex-lab]

Oxygen Power, честно не понял, про какой задний фронт вы говорите? Ведь проблемы на переднем.

[Oxygen Power]

Oxygen Power, честно не понял, про какой задний фронт вы говорите? Ведь проблемы на переднем.

Когда транзистор закрывается, тогда и происходит этот выброс. Поэтому на картинке фронт передний, у транзистора задний.