|
ККМ для БП лазера |
|
|
|
Jun 23 2018, 19:11
|
Группа: Участник
Сообщений: 10
Регистрация: 14-10-12
Пользователь №: 73 944
|
Здравствуйте, мастерю БП для твердотельного лазера с ламповой накачкой. Частоту вспышек хотелось бы обеспечить до 50 Гц. (700-1000В, разрядная ёмкость 75мкФ). и, в порядке эксперимента, до 100 Гц, (при снижении напряжения/накопительной ёмкости). Т.е. в пределе это ~2 КВт средней мощности, ограничение по теплу самой лампы. Длительность вспышки лампы 200 - 500 мкС. Почитав литературу, в основном советскую, решил делать по такой схеме. Отличие от описанного в книжках в том, что вместо большого железного трансформатора и тиристорного регулятора я хочу использовать корректор коэффициента мощности. Напряжение после ККМ удвоить с помощью схемы резонансного заряда. ККМ планирую делать на FAN9673, в основном по тому, что к ней есть подробный Desing Guide на 5КВт. Сейчас назрело несколько вопросов в которых я не могу самостоятельно разобраться: 1. На выходе ККМ необходимо получить до 500В, соответственно IGBT и диоды нужно применить более высоковольтные, чем в референс дизайне. (по умолчанию там FGH40N60SMD и FFH30S60stu, частота 40КГц). На ум приходит IGBT - FGH40T70SHD, IXYH40N90C3, диоды пока вообще никакие не могу подобрать. Посоветуйте пожалуйста что-то подходящее. Желательно чтобы это можно было купить в штучном количестве) Референс дизайн на FAN9673 прикрепляю к сообщению. 2. Предложенная схема вообще будет работать ? Может быть есть более простые решения ? (вариант с железным трансформатором отбрасываем, большие массогабариты и вообще.) 3. Слышал о схемах питания ламп с частичным разрядом накопителя(электролита) через термоядерный IGBT кирпич. Применим ли такой подход в моём случае ? это лучше варианта с тиристором ?
|
|
|
|
|
Jun 24 2018, 07:09
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 270
Регистрация: 29-06-06
Пользователь №: 18 445
|
При непрерывном токе ККМ диоды надо б карбид, типа вот: https://www.terraelectronica.ru/product/813330Я правильно понимаю, что резонансный заряд производится за один полупериод резонанса? Частоту импульсов лазера надо регулировать или можно засинхрить с сетью?
|
|
|
|
|
Jun 24 2018, 10:14
|
Группа: Участник
Сообщений: 10
Регистрация: 14-10-12
Пользователь №: 73 944
|
Цитата(pokos @ Jun 24 2018, 11:09) При непрерывном токе ККМ диоды надо б карбид, типа вот: https://www.terraelectronica.ru/product/813330Я правильно понимаю, что резонансный заряд производится за один полупериод резонанса? Частоту импульсов лазера надо регулировать или можно засинхрить с сетью? м, карбид кремния хорош, но этот C4D02120A по току не пройдет, посмотрю другие. Да, при открытии тиристора начинается колебательный процесс, когда ток через контур меняет направление тиристор сам закрывается и на этом цикл заряда завершен. (картинка из интернета, сверху напряжение конденсатора, снизу ток.) Нет, синхронизации с сетью не нужно, будет плавная регулировка от 1 до 100Гц, более того, опасаюсь биений (колебаний энегрии вспышки) в случае когда частота, например, установлена 49 Гц.
|
|
|
|
|
Jun 24 2018, 11:25
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 270
Регистрация: 29-06-06
Пользователь №: 18 445
|
Цитата(tl494 @ Jun 24 2018, 14:14) ...более того, опасаюсь биений (колебаний энегрии вспышки) Биения, конечно, будут. На любой частоте, вестимо. В документе от FairChild пульсации выходной напруги заявлены 5%, что означает нестабильность энергии накачки 10%. Думается, энергия оптического импульса будет гулять ещё сильнее из-за нелинейности активной среды. И это на постоянной нагрузке. Поскольку ККМ, сам по себе, - вещь тормознутая, на импульсной нагрузке могут случиться чудеса. Я бы увеличил выходные электролиты на все деньги. Либо сделал бы ещё один каскад: стабилизатор напруги, либо многофазную ВЧ зарядку с точным выходом вместо тиристора.
|
|
|
|
|
Jun 24 2018, 17:54
|
Гуру
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710
|
ККМ нужны по причине того, что электросеть является источником пульсирующей мощности, или, другими словами, в произвольный момент времени мощность электросети может быть равна нулю, исходя из чего, в данной задаче требуется полноценное двухстадийное преобразование, с промежуточным восстановлением постоянства мощности, т.е. 2-киловаттный ККМ и 4-киловаттное зарядное устройство, способное работать на КЗ.
|
|
|
|
|
Jun 25 2018, 11:38
|
Группа: Участник
Сообщений: 10
Регистрация: 14-10-12
Пользователь №: 73 944
|
Да, похоже без второго звена не обойтись.. И не только из за желания обеспечить постоянство энергии, - сам дроссель резонансного заряда получается весьма здоровый. Сделал модельку в Multisim - если задаться временем заряда 3мс то дроссель должен быть 10мГн, через который в пике проходит 43А тока. Можно уменьшить ток, например время заряда 8мс, тогда ток в пике 20А но индуктивность уже 50мГн.
|
|
|
|
|
Jun 25 2018, 14:12
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 142
Регистрация: 3-05-18
Пользователь №: 103 639
|
А если попробовать этот самый ККМ сделать одновременно и с инвертирующим выходом? Воспользовавшись драйвером верхнего-и-нижнего ключей?
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Jun 25 2018, 15:14
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 270
Регистрация: 29-06-06
Пользователь №: 18 445
|
Цитата(tl494 @ Jun 25 2018, 15:38) если задаться временем заряда 3мс ... Тащемта, нету никакого смысла делать время зарядки таким коротким. Можно спокойно сделать 40мс, и дроссель будет железным, а не ферритовым. По сравнению с массой и габаритами остальной установки, он будет не таким уж и большим. Но, конечно, гораздо компактнее будет ВЧ-зарядка.
|
|
|
|
|
Jun 26 2018, 06:07
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 27-09-16
Пользователь №: 93 515
|
Цитата(pokos @ Jun 25 2018, 22:14) Тащемта, нету никакого смысла делать время зарядки таким коротким. Можно спокойно сделать 40мс... Да нет нельзя. Задана же частота 50 Гц, до 100Гц
|
|
|
|
|
Jun 26 2018, 10:29
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 270
Регистрация: 29-06-06
Пользователь №: 18 445
|
Цитата(ded2016 @ Jun 26 2018, 10:07) Да нет нельзя. Задана же частота 50 Гц, до 100Гц Да, чот я промахнулся. Без нескольких накопителей, работающих по очереди, не растянуть.
|
|
|
|
|
Jun 26 2018, 12:25
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 270
Регистрация: 29-06-06
Пользователь №: 18 445
|
Цитата(Herz @ Jun 26 2018, 15:14) "пандонкаффского" сленга.[/color] Пардоньте, господа аристократы, не знаю, что это такое. Однако, смиренно принимаю ваше лингвистическое негодование на свою персону и, не медля, удаляюсь отседова.
|
|
|
|
|
Jun 26 2018, 18:23
|
Группа: Участник
Сообщений: 10
Регистрация: 14-10-12
Пользователь №: 73 944
|
С дросселем немного прояснилось, определил вполне конкретное значение индуктивности которое соответствует времени зарядки в 8мс (-2мс запас), на макс. частоте в 100Гц при уменьшенной в 2 раза ёмкости накопителя (~40мкФ). На 50Гц и полной ёмкости, этой индуктивности так-же достаточно. Таким образом, если уж делать зарядку на дросселе, получаются такие требования: 150мГн, средний ток 4А, пиковый 12А. Сколько это в железе пока слабо себе представляю, попробую посчитать на днях.. Цитата(Serge V Iz @ Jun 25 2018, 18:12) А если попробовать этот самый ККМ сделать одновременно и с инвертирующим выходом? Воспользовавшись драйвером верхнего-и-нижнего ключей? Выглядит заманчиво, но не уверен что FAN9673 сможет корректно этим управлять, там токовые шунты на каждом ключе, и ОС по напряжению выхода. Оставлять инвертирующую сторону без каких либо защит.. не знаю. На самом деле делал что-то подобное для получения двухполярного напряжения от китайской платки повышающего преобразователя, но там были единицы ватт. Цитата(pokos @ Jun 24 2018, 15:25) ...либо многофазную ВЧ зарядку с точным выходом вместо тиристора. Цитата(Plain @ Jun 24 2018, 21:54) .. в данной задаче требуется полноценное двухстадийное преобразование, с промежуточным восстановлением постоянства мощности, т.е. 2-киловаттный ККМ и 4-киловаттное зарядное устройство, способное работать на КЗ. По поводу ВЧ зарядки, расскажите пожалуйста подробнее, что вы имеете ввиду ? Знаком с бак и буст преобразователями, но ни тот ни другой тут не подойдет т.к. напряжение нужно повышать от самого нуля до двукратного. -Посмотрел т.н. buck-boost преобразователи, всё бы хорошо но микросхемы-контроллеры заточены под сравнительно низкие напряжения, пытаться их запустить на киловаттных мощностях или придумывать свой контроллер идея, для меня, сомнительная) -Делать сначала буст на постоянное напряжение (~1100В) + промежуточный накопитель, а затем бак..Габариты и кпд такой связки врятли будут лучше железного дросселя. UPD кажется понял, под зарядкой понимается полноценный импульсный бп (вроде тл494, полумост, повышающий трансформатор, ОС по U и I). Тогда такой вопрос, что будет целесообразнее применить на моих мощностях, буст+бак или с трансформатором ?
Сообщение отредактировал tl494 - Jun 26 2018, 18:46
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|