Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Повышающий преобразователь напряжения 30В -> 300В для ёмкостной нагрузки.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Страницы: 1, 2, 3
disk
Это я считал в режиме неразрывного тока. Кольцо мое не закипит при большой амплитуде индукции или из-за большой частоты?

Для 8 витков первички будет 14мкГн, ток 45А. Это расчет для 700 вольт, при понижении напряжения на этой частоте появится неразрывность тока.
AlexeyW
Думаю, не закипит, но я этим материалом не пользовался - в даташите на него все должно быть. Мы обычно использовали наши кольца МП-60 (ну, или МП-140), до 100 кГц никаких проблем - при индукции 0,6-0,7 от максимума потери порядка 2-3% или меньше. А на те же 450 Вт недавно гоняли, ну, транс греется до примерно 60 после двух минут работы (у Вас режим непрерывный, или периодический? нас устраивал периодический).
Я нисколько не хочу навязавать работу именно в том режиме, что у нас - это зависит от многих факторов, и могу быть не прав, возможно, и в неразрывном режиме разумно работать. Не хотите смакетировать сначала? В макете будет достаточно несложно менять все основные параметры.

Про расчет выброса: волновое сопротивление рассеяния должно быть 50В/40А, т.е. немного более Ома. Из этого следует емкость демпфера, какой бы конструкции он ни был, тоже около 0,3 мкФ. Для выброса 80В - да, примерно 0,1, или 0,15 - примерно 65В. Но при этом через такую емкость проходит очень большая мощность - если ее просто рассеять, будет неприемлемо. Ее нужно как-то возвращать. Как это делать в разрывном режиме, как в моем случае, я знаю, а в непрерывном - намного сложнее, боюсь, что потребуется активный демпфер.
disk
Значит пойдем по пути разрывного режима. Макетировать я не люблю, мне проще вытравить рабочий вариант, если изгажу, еще раз вытравлю. У колец магнетикс характеристики лучше чем у наших, да и просят за наши не мало, как будто они с добавлением золота. Режим работы... примерно минуту работает, минуту отдыхает, хотелось бы чтобы преобразователь выдерживал такой режим.
AlexeyW
Ну, тогда вроде ничего (кстати, про наши и ихние материалы - Мп у нас и за 100 кГц работал, и при параметрахЮ близких к 300 кГц - поставили вместо МП эпкосовский 87, если правильно помню - тут же получили утюг. Меняли по причине замены кольца на Ш).
Ну, давайте попробуем залижиться в силовой части на схему с тем демпфером, что я предлагал, параметры потом можно поварьировать. Но все же я бы рекоментовал частоту повыше - ну, хотя бы около 40.
disk
Можно попробовать до 40кГц поднять, у меня просто маленький опыт работы с силовой электроникой, чем выше частота, тем требовательнее конструкция к монтажу.
По трансу, если намотать первичку 6 витков, вторичка получается 43 витка. Как их распределить по кольцу, с зазором мотать?
При 700в*0,5А ток будет до 50А. При 350в*1А преобразователь перейдет в режим неразрывных токов.
Похоже без плавающей частоты большой диапазон не охватить.
AlexeyW
Извиняюсь, не успел сегодня.
Цитата(disk @ Nov 26 2012, 08:30) *
Можно попробовать до 40кГц поднять, у меня просто маленький опыт работы с силовой электроникой, чем выше частота, тем требовательнее конструкция к монтажу.

Ну, не до такой степени, просто аккуратность и не делать глупостей.
Цитата(disk @ Nov 26 2012, 08:30) *
По трансу, если намотать первичку 6 витков, вторичка получается 43 витка. Как их распределить по кольцу, с зазором мотать?

Мотается в несколько проводов, это очень хорошо и сточки зрения уменьшения инд.рассеяния, и скин-эффекта.
Burner
Цитата(Microwatt)
но сама природа этого мне не до конца ясна

Обратите внимание на прямое восстановление кламперного диода. Есть предположение, что его стоит параллелить, как и кламперный конденсатор. Все-таки 30 ампер.
Да и 70/1400 мкГ рассеяния - довольно много. Это 1/20. Обычно получается порядка 2%, иногда 1%.
Если у Вас отраженное напряжение 50 В - трансформация 210/50 = ок. 4 раз, рассеяние по первичной обмотке получается 70/(4*4) - ок. 4 мкГ. При 30 А, 45 кГц это получается под 60 Вт. Куда они деваются?
И почему Вы брали полимерные конденсаторы, а не керамику? Она таки хуже? У дешевой X7R плохая надежность?
Burner
Да, для заряда конденсатора 300 В от 30 В при 300 Вт бустер мне кажется выгодным. В переходном режиме. Фиксированная частота. До вольт, скажем, 100 режим непрерывный, потом переходящий в разрывный. При разрывном режиме в current mode как раз получается фиксированная мощность.
При 70-100 вольтах потери от восстановления диода еще невелики. Да и на 300 В можно иметь довольно быстрый диод.
Для первичного заряда 5600 мкФ таки придется ставить какой-то ключ. А то пиковый ток зарядного импульса получается ампер 500.
disk
AlexeyW
Посчитал я вариант с плавающей частотой, там при уменьшении частоты, чтобы сохранить мощность надо добавлять ток в ключе.
Мне проще заранее уменьшить в первичке поверхность, если мотать первичку 5 витков(5,5мкГн), вторичку 35 витков:
При 700в на вторичке отраженное напряжение будет 100вольт, выброс который резать будем 60вольт.
Неразрывность токов начнется ниже 200 вольт, ниже и ненадо. Ток при 350Вт будет доходить до 70А, 350Вт хватит.
Давайте рассчитаем демпфер по вашему варианту, считал все что выше, на частоте 30кГц.
Получается емкость 0,68мкф, 0,85Ом. Диод обязательно Шоттки?
И еще, демпфер по Вашей схеме будет работать при любой мощности или только при расчетной? Допустим, уменьшу я ток в ключе в 2 раза, не будет он мешать при меньшей мощности?
AlexeyW
Цитата(Burner @ Nov 27 2012, 05:08) *
Обратите внимание на прямое восстановление кламперного диода. Есть предположение, что его стоит параллелить, как и кламперный конденсатор. Все-таки 30 ампер.

Параллелить - возможно, вопрос просто в токе. Хотя, 3-х амперного должно воплне хватить, поскольку импульсы короткие, скважность большая. Но в своей схеме я предлагал Шоттки, поскольку напряжение на нем мало, время восстановления тогда неактуально.
Цитата(Burner @ Nov 27 2012, 05:08) *
Да и 70/1400 мкГ рассеяния - довольно много. Это 1/20. Обычно получается порядка 2%, иногда 1%.

А откуда такие цифры? Действительно, обычно порядка 1%, ну или порядка 1/проницаемость. Я предполагал 0,3 мкГн при первичке 32 мкГн.

Цитата(Burner @ Nov 27 2012, 07:49) *
Да, для заряда конденсатора 300 В от 30 В при 300 Вт бустер мне кажется выгодным.

Нисколько не буду спорить, но тогда придется Вам консультировать по бусту, я пока не делал sm.gif

Цитата(disk @ Nov 27 2012, 07:51) *
AlexeyW
Посчитал я вариант с плавающей частотой, там при уменьшении частоты, чтобы сохранить мощность надо добавлять ток в ключе.
Мне проще заранее уменьшить в первичке поверхность, если мотать первичку 5 витков(5,5мкГн), вторичку 35 витков:
При 700в на вторичке отраженное напряжение будет 100вольт, выброс который резать будем 60вольт.
Неразрывность токов начнется ниже 200 вольт, ниже и ненадо. Ток при 350Вт будет доходить до 70А, 350Вт хватит.
Давайте рассчитаем демпфер по вашему варианту, считал все что выше, на частоте 30кГц.
Получается емкость 0,68мкф, 0,85Ом. Диод обязательно Шоттки?
И еще, демпфер по Вашей схеме будет работать при любой мощности или только при расчетной? Допустим, уменьшу я ток в ключе в 2 раза, не будет он мешать при меньшей мощности?

5,5 - как то уже маловато получается. Ну, пусть коэффициент 7, если Вы допускаете 180В на транзисторе. Тогда в середине цикла времена будут соответствовать 50 кГц и выше. Ну, и при таком уменьшении индуктивности портится отношение рассеяния/основная индуктивность. Оптимумом кажется порядка 15 мкГн.
Шоттки, поскольку напряжение на нем мало (что-то типа 20-40В, считать нужно), а ток все же большой.
На 70А емкость примерно такая, да, но действительно ли 70А необходимо?
Нет, мешать не будет. Правда, потери на нем пропорциональны напряжению, но эта часть потерь сама по себе мала, ну, из 1% превратится в 4% при вчетверо меньшей мощности, вроде как не страшно.

Вот временная раскладка событий
Microwatt
Извините, я своими частными проблемами немного запутал тему. Начинаются смешения параметров источника моего и стартера.
Просто хотел близкий по задачам стабилизатор подсунуть для сравнения.

У меня первичка 7-8мкгн. Кламперный диод - Шоттки 5Ах100В. Вход 10.5-14вольт (одна батарея)
Полимерные конденсаторы не в клампере, там пленка, а на входе, параллельно батарее. Там при 30А однотактнике керамикой не отбояриться, она может только короткие пички давить, нужна емкость. Набрано полимеров 500мкФ с сопротивлением миллиом 7 и простых электролитов с низким сопротивлением 4000мкФ. Плюс керамика по две микрофарады возле дифференциального дросселя фильтра.
Вот так пульсаций в кабель к батарее не выдаем и не проседает у ключа напряжение. А вообще-то на дорожках одних только что-то 2 ватта теряется. Дорожки по 8-10мм минимум и еще 1.5 квадрата медью продублированы.

Давайте я больше засорять тему не буду, если что - открою отдельную. А откликнувшимся - спасибо. Я еще не все подсказанные вами идеи практически проработал. Будут ощутимые результаты - доложу.
disk
Цитата(AlexeyW @ Nov 28 2012, 00:01) *
5,5 - как то уже маловато получается.

Больше я не вижу вариантов стабилизировать мощность от 200 до 700 вольт. При первичке в 5 витков длительность будет примерно 0,6 цикла.
Цитата(AlexeyW @ Nov 28 2012, 00:01) *
Тогда в середине цикла времена будут соответствовать 50 кГц и выше

По моим подсчетам на 50кГц 6мкГн займет 0,7 цикла.
Цитата(AlexeyW @ Nov 28 2012, 00:01) *
На 70А емкость примерно такая, да, но действительно ли 70А необходимо?

При 350Вт пиковый ток будет до 70А.

Еще, как Вы считаете, стоит ли ограничить на задающем генераторе рабочее время в 60%, если допустим я уверен что больше не понадобится, для дополнительной защиты ключа? И будут ли улучшения если понизить питание преобразователя до 12 вольт? 10 вольт на затворе полностью открывают транзистор, при этом будет легче разряжаться затвор, в режиме разрывных токов его же заряжать можно медленно.

Microwatt
Вы не могли бы показать свой монтаж обратнохода, в инете в основном собирают всяких "вальдемаров", хотелось бы посмотреть на преобразователь достаточной мощности.
Microwatt
Не знаю как это лучше сделать...
Но вот общее представление, макетная плата

Можно, конечно, схему и даже печать, но места много занимает... Если нужно - в личку.
Microwatt
Да, еще - поработал я со снаббером с подачи Алексея (Первого и Второго).
Да, действительно, амплитуду выброса давит хорошо. Если согласовать резистор по волновому, то процесс почти без колебаний, апериодический. На холостом ходу потери снижаются процентов на 30, форма напряжение на стоке кардинально меняется, явно видно половинки синуса от резонанса емкости снаббера с первичкой.
Несмотря на кажущееся наложение тока и напряжения на ключе (ну , так у меня датчик тока включен, к сожалению) мощность на ключе даже снижается, ток при запирании замыкается в емкость снаббера, а не в ключ. Процесс занимает у меня в макете 300-400нс. Удается понизить выброс с 75вольт до 56, всего на 6 вольт выше напряжения обратного хода. Никакими другими примочками это ранее не удавалось.

В общем и целом - спасибо за идею.
Снаббер очень хороший, разгружает ключ по напряжению и в значительной мере по динамическим потерям. Однако, КПД стабилизатора в целом на 1-2% ниже. Оно и неудивительно. Тут борьба ведь идет со следствием, а не с причиной. Выбросы, динамика, как идеально это не убирай, порождены индуктивностью рассеивания и относительно большим током в однотактной схеме.
Природа однотактной схемы такова, что ток будет всегда минимум вдвое больше среднего, а индуктивность рассеивания имеет технологический предел, который, похоже, у меня уже достигнут. Ну, откачал я более тщательно, аккуратно, потери от ключа в резисторы снаббера, а КПД-то с чего повысится?

Эта схема (12в 220 150ватт флай) даже если ее немного улучшить, близка к пределу. Нужно далее или многофазные системы или двухтактники пробовать.
На сем моя часть повествования вроде закончена. Спасибо еще раз всем, кто поучаствовал.
AlexeyW
Цитата(disk @ Nov 28 2012, 08:31) *
По моим подсчетам на 50кГц 6мкГн займет 0,7 цикла.

Честно говоря, сейчас просто совсем нет возможности аккуратно посчитать.. Прямой ход 6мкГн*70А/24В=17,5мкс, обратный ход бОльшую часть цикла короче - в среднем раза в 2,5-3, и еще колебательный процесс на демпфере - (корень из 6мкГн*0,6мкФ)*3,14<=6 мкс, причем при низком выходном напряжении он короче; в сумме не более 30мкс - это 33кГц. Ну, вроде примерно правильно.
Для проверки можно по потребляемой мощности: P=24В*70А*1/2*(17,5мкс/33мкс)=420 Вт - тоже близко к истине. Ок, давайте пока на этом и остановимся. Теперь задача очень аккуратно намотать транс (обмотки в несколько проводов, изоляцию аккуратно по толщине, сектора намотки первички и вторички точно совпадают и занимают периметр максимально). Померяйте инд. рассеяния колебательным методом, вторичка замкнута.

Цитата(Microwatt @ Nov 28 2012, 18:50) *
Если согласовать резистор по волновому, то процесс почти без колебаний, апериодический. Однако, КПД стабилизатора в целом на 1-2% ниже.

Ну, пожалуй, именно эти 1-2% процента можно выжать, пожертвовав апериодичностью процеса (допустив колебательность с добротностью 1-1,5). Но на том и все, конечно.
Да, Вы во всем абсолютно правы. Энергия рассеяния в любом случае полностью теряется (если не усложнять схему, вводить активный демпфер и т.п.).
У нас получилось около 90% при питании 200В и около 85% при 27В. Однако очень хорошая черта этой схемы, ради которой я ее часто применяю - это ее мягкость - низкие скорости нарастания токов и напряжений, динамика ключа - без дополнительных потерь. Но, да, это однотактная схема. Однако же, остается вопрос баланса потерь по различным элементам схемы. Я бы даже сказал, что тут DCM начинает проигрывать CCM по потерям в магнитопроводе, и это уже становится основными потерями.
Microwatt
Цитата(AlexeyW @ Nov 29 2012, 00:02) *
Однако же, остается вопрос баланса потерь по различным элементам схемы. Я бы даже сказал, что тут DCM начинает проигрывать CCM по потерям в магнитопроводе, и это уже становится основными потерями.

Этот вопрос издревле назывался тришкин кафтан.
Можно медь свести к нулю - в стали потеряешь и наоборот. Можно меньше мотать и работать в DCM , можно потерять больше в трансформаторе при CCM и разгрузить ключ и фильтры.
Я уже выше 30А толковой коммутации и не представляю. По крайней мере, на односторонней папиросной бумаге в 35 микрон. У людей печать почему-то и на меди 0.2мм бывает, так де ж ее взять? Ну и печатные трансформаторы на такой меди разве что "в кино видел".
Тут где-то выиграешь, где-то проиграешь обязательно. Ведь чаще важен не КПД какого-то узла, не потери в конкретном диоде, а весь КПД источника в целом.
Увы, с ростом тока трудности растут строго по Ому - квадратично sm.gif

Наверное, вернусь к исходной топологии - в два захода. Нерегулируемый пушпул и гальваника + бакбуст. Конечно, два преобразования плохо, но, в итоге, технологически проще в ряде моментов и 200 ватт там относительно легко.
disk
AlexeyW
Уже намотал транс, вторичку 36 витков, 0,44ммх4 провода, первичку 5 витков 0,7х9проводов, изолировал скотчем. На выходных наверное буду запускать устройство.

Microwatt
Получается в последнем опыте у Вас понизился КПД?
Есть еще способ разряжать конденсатор демпфером, и доп обмоткой, но в случае с доп обмоткой, отраженное напряжение должно быть меньше напряжения питания. Вы не пробовали такие способы, больше интересует способ с демпфером?
AlexeyW
Цитата(Microwatt @ Nov 28 2012, 23:34) *
Этот вопрос издревле назывался тришкин кафтан.

Конечно же, это ведь классическая задача оптимизации при конкурирующих параметрах sm.gif Математически это поиск экстремума функции многих переменных. Но, поскольку горб экстремума весьма широкий (как правило), она очень точного решения не требует.

Цитата(Microwatt @ Nov 28 2012, 23:34) *
Наверное, вернусь к исходной топологии - в два захода. Нерегулируемый пушпул и гальваника + бакбуст. Конечно, два преобразования плохо, но, в итоге, технологически проще в ряде моментов и 200 ватт там относительно легко.

Интересно будет, если расскажете потом sm.gif
Цитата(disk @ Nov 29 2012, 08:36) *
Вы не пробовали такие способы, больше интересует способ с демпфером?

А не хотите попробовать аккуратно разрисовать временные диаграммы, как я это делал для того демпфера? По опыту, без такого анализа не обойтись.

Цитата(disk @ Nov 29 2012, 08:36) *
Уже намотал транс, вторичку 36 витков, 0,44ммх4 провода, первичку 5 витков 0,7х9проводов, изолировал скотчем. На выходных наверное буду запускать устройство.

Присылайте осциллограммы sm.gif Только сначала очень аккуратно нужно проверить схему управления и ограничения выходного напряжения, всякое бывает.
disk
Цитата(AlexeyW @ Nov 29 2012, 10:35) *
А не хотите попробовать аккуратно разрисовать временные диаграммы, как я это делал для того демпфера? По опыту, без такого анализа не обойтись.
Присылайте осциллограммы sm.gif Только сначала очень аккуратно нужно проверить схему управления и ограничения выходного напряжения, всякое бывает.

В воскресенье, скорее всего, сравню Ваш демпфер с дросселем. Познаний у меня мало, придется на практике подбирать все детали. Вариант разряда с доп обмоткой меня не интересует, там отраженное напряжение должно быть меньше питания, КПД транса при такой намотке упадет очень сильно.
По дросселю, это похоже на мини-чоппер, главное чтоб не высасывал все с конденсатора. При самом хорошем раскладе, это рассчитать чтобы рабочий ход разряжал конденсатор до ~отраженного напряжения, далее на обратном ходе этот мини-чоппер перекачает энергию в питание.
Накидал немного, процесс мне понятен, Вам значит тоже. Время прямого хода будет фиксировано, осталось рассчитать индуктивность дросселя, для меня это темный лес, придется на практике подбирать, но тут требования не очень жесткие.

Теперь с цифрами на моем примере:
Пульсация на конденсаторе демпфера будет ~60вольт, т.е. Во время обратного хода он будет заряжаться до 160 вольт, во время прямого хода, надо дросселем разрядить его до ~100 вольт. Ну вот у меня какая задача, надо рассчитать дроссель, который будет разряжать за 17мкс емкость 0,68мкф от 160 до 100 вольт. На себя ему надо будет взять 40-50Вт.
Microwatt
Цитата(AlexeyW @ Nov 29 2012, 10:35) *
Конечно же, это ведь классическая задача оптимизации при конкурирующих параметрах sm.gif Математически это поиск экстремума функции многих переменных. Но, поскольку горб экстремума весьма широкий (как правило), она очень точного решения не требует.

Э... Знаете чем шеф-повар отличается от повара? Повар готовит блюда, а шеф-повар придумывает им правильные названия sm.gif
Все верно Вы сформулировали.
Plain
Цитата(Microwatt @ Nov 28 2012, 23:34) *
вернусь к исходной топологии - в два захода. Нерегулируемый пушпул и гальваника + бакбуст.

А почему не дважды независимо предложенный в теме вариант наборот, дроссель на низковольтной стороне?
Microwatt
Цитата(Plain @ Nov 29 2012, 19:16) *
А почему не дважды независимо предложенный в теме вариант наборот, дроссель на низковольтной стороне?

В принципе, можно и так. Повысить раза в два-три исходные 12вольт и заодно стабилизировать бакбустом. Потом - нерегулируемый пушпул.
Но тут два момента
- токи в однотактной схеме будут все равно очень большими, проблемы сходные с флаем, хотя снимется головная боль со связью обмоток в трансформаторе. Тут двухфазник нужен выше какой-то мощности.
- нерегулируемый пушпул испортит всю стабилизацию. Нужно заводить еще одну петлю ОС, регулируя напряжение на его входе. А делать это придется очень аккуратно, поскольку такая ОС , с двумя ступенями преобразования, склонна к автоколебаниям. Хотя, схемы в 20-40 ватт так я когда-то уже делал. Регулируемый каскад 48 вольт и далее - пушпул до 1250 с ОС на первичный стабилизатор, для какого-то фотоумножителя.

Переставив лошадь и телегу местами, вроде получаем некоторые выгоды
- пушпул работает на половинных токах и не требует такого входного фильтра как однотактник, это сама по себе двухфазная схема.
- однотактник высоковольтный несколько проще с точки зрения КПД, моточных. Просто токи меньше. И в смысле перегрузок он тоже лучше реагирует, чем двуступенчатая схема с ограничением тока в первой ступени.
Plain
Под причиной имелась ввиду возможность повысить частоты, КПД и уменьшить габариты, потому что у такой топологии минимальные потери на ёмкостях моточных.
Herz
Цитата(Plain @ Nov 30 2012, 06:59) *
Под причиной имелась ввиду возможность повысить частоты, КПД и уменьшить габариты, потому что у такой топологии минимальные потери на ёмкостях моточных.

Не факт, что минимальные потери на ёмкостях моточных позволят уменьшить общие габариты и повысить КПД. Особенно и одно, и второе.
Повышение частоты приведёт к скин-эффекту, кроме того, габариты дросселя на первичной стороне определяются большими токами, пуш-пулл на предварительно повышенное напряжение потребует уже больше витков, соответственно увеличится ёмкость и т.д. ... Так что, как Вы знаете, палка тут даже не с двумя концами...
Plain
Нет, первичное напряжение предлагалось эффективно понижать, с аргументацией наличия для этого достаточного количества готовых решений, которые помимо прочего позволяют сократить стоимость (в т.ч. время) разработки.

А о том, что высоковольтные обмотки и прочие медленные компоненты исходя из законов природы логично коммутировать "мягко" (например, резонансно) в сети имеется немало статей и практических примеров.
Andr2I
Цитата(AlexeyW @ Nov 28 2012, 01:01) *
Вот временная раскладка событий


Интересный у Вас демпфер, Алексей!
Покрутил в голове - вроде все понятно, но зачем ток демфера проходит через датчик тока? - ведь ключ закрывается по уровню, когда ток через демфер вообще не течет?
Microwatt
Цитата(Plain @ Nov 30 2012, 17:45) *
Нет, первичное напряжение предлагалось эффективно понижать, с аргументацией наличия для этого достаточного количества готовых решений, которые помимо прочего позволяют сократить стоимость (в т.ч. время) разработки.

Понижать? Так а куда уже с 10.5 вольта понижать? Ну, скажем до 8-9 вольт понизили синхронным выпрямителем, а дальше что? Проблема ведь только усугубилась, вместо 8-10А теперь нужно 11-12 коммутировать чтобы поднять его дальше и К трансформации нужен еще выше. В итоге-то нужно получить 200-300вольт.
Это, наверно, от currentfeed топологии навеяно? Говорят о ней много, но мало кто живьем видел.
Стоимость и сроки рисования сократить-то можно, но работать оно как будет?
Что-то мне всегда казалось, что чем быстрее уйти от низких напряжений (больших токов) тем легче дальше преобразовывать...
Или я что-то в Вашей идее не так воспринял?

Цитата(Andr2I @ Nov 30 2012, 20:06) *
Интересный у Вас демпфер, Алексей!
Покрутил в голове - вроде все понятно, но зачем ток демфера проходит через датчик тока? - ведь ключ закрывается по уровню, когда ток через демфер вообще не течет?

Так оно вроде бы и безразлично. У меня в макете так датчик тока оказался так включен, что просто его не перебросить, чтобы выделить чисто ток ключа.
Ну, вижу сумму токов ключа и демпфера. Но на работоспособность же схемы в целом это практически не влияет.
AlexeyW
Цитата(Andr2I @ Nov 30 2012, 19:06) *
но зачем ток демфера проходит через датчик тока? - ведь ключ закрывается по уровню, когда ток через демфер вообще не течет?

Микроватт верно сказал, что на работоспособность схемы практически не влияет. Но: при быстром (а оно нужно, в отличие от открывания, быстрое) закрывании ключа ток перекидывается с него на демпфер, через соответствующую индуктивность, и в этом маленьком контуре очень быстрые всплески. Во-первых, его надо минимизировать по площади и индуктивности (а включение в него датчика тока увеличивает контур), да и зачем пускать через ДТ эти ВЧ-процессы - повышается вероятностьсбоев по датчику тока. А так - сигнал с ДТ везде вполне плавный, и очень слабые требования к индуктивности ДТ (а это важно).

Цитата(disk @ Nov 29 2012, 11:10) *
Накидал немного, процесс мне понятен, Вам значит тоже. Время прямого хода будет фиксировано, осталось рассчитать индуктивность дросселя, для меня это темный лес, придется на практике подбирать, но тут требования не очень жесткие.

Пока я вынужден спасовать - очень загруз большой, постараюсь тоже разрисовать, когда смогу. Скажу только, что все процессы просчитать вполне реально. Есдинственное, что сложно считать - это внутренние колебательные процессы в распределенных емкостях и индуктивностях трансформатора, но в данном случае об этом речь не идет.
Plain
Цитата(Microwatt @ Nov 30 2012, 19:53) *
Понижать? Так а куда уже с 10.5 вольта понижать? Ну, скажем до 8-9 вольт понизили синхронным выпрямителем, а дальше что? Проблема ведь только усугубилась, вместо 8-10А теперь нужно 11-12 коммутировать чтобы поднять его дальше и К трансформации нужен еще выше. В итоге-то нужно получить 200-300вольт.
Это, наверно, от currentfeed топологии навеяно? Говорят о ней много, но мало кто живьем видел.
Стоимость и сроки рисования сократить-то можно, но работать оно как будет?
Что-то мне всегда казалось, что чем быстрее уйти от низких напряжений (больших токов) тем легче дальше преобразовывать...
Или я что-то в Вашей идее не так воспринял?

Легче преобразовывать, в общем случае, в меньших габаритах, т.е. с большей частотой, а с ней легче, чем меньше напряжения.

Правильнее "current-fed". Живьём там и не на что смотреть, простое последовательное соединение двух известных схем. Попробуйте быстро создать обратноходовый, например, для зарядки до 30 кВ. А здесь это решается легко и быстро, и на обычных деталях.

И я только о последней задаче говорил — 24 В на входе, 470 мкФ от нуля до 700 В на выходе, 3 Гц, и автор договорился до 400 Вт пульсирующих, т.е. 25% окна от 0 до 400 Вт, далее 75% 400 Вт. У обратноходового ток будет порядка 70 А.
Microwatt
Цитата(Plain @ Dec 1 2012, 17:39) *
автор договорился до 400 Вт пульсирующих, т.е. 25% окна от 0 до 400 Вт, далее 75% 400 Вт. У обратноходового ток будет порядка 70 А.

Мрачновато с такими токами...
disk
В общем вчера запустил преобразователь, пока баловался сжег 2*100ватки включенные параллельно, вольт 350 на них шло. Демпфер с синхронизацией запустить у меня не получилось, диод сгорал сразу(HER308), видать надо что-то по-мощнее. Пробовал без диода, тогда горит резистор 0,8Ома.
С использованием для разряда- дросселя, схема вроде бы и работала, но я думаю не в нормальном режиме, пленочный конденсатор 0,5мкф*250вольт через 30 секунд начинал дымить, надо просчитать индуктивность дросселя, я ставил на 220мкГн.
Microwatt
Цитата(disk @ Dec 3 2012, 13:27) *
диод сгорал сразу(HER308), видать надо что-то по-мощнее. Пробовал без диода, тогда горит резистор 0,8Ома.
пленочный конденсатор 0,5мкф*250вольт через 30 секунд начинал дымить,

Диод нужен шоттки. А конденсатор... реактивные токи же не детские. У конденсатора есть своя предельная мощность, как и у резистора.
Вы за очень непростую задачу взялись, если нет за спиной опыта построения источника вполовину меньшей мощности. Сочувствую.
disk
Цитата(Microwatt @ Dec 3 2012, 16:26) *
Вы за очень непростую задачу взялись, если нет за спиной опыта построения источника вполовину меньшей мощности. Сочувствую.

Проблема осталась только в клампере, сегодня если успею купить 2*300Вт лампы, погоняю на полную мощность. Только буду использовать медленный диод, чтобы часть энергии через него возвращалась.
Шоттки на 200 вольт трудно найти.

AlexeyW
Цитата(disk @ Dec 3 2012, 13:27) *
В общем вчера запустил преобразователь, пока баловался сжег 2*100ватки включенные параллельно, вольт 350 на них шло. Демпфер с синхронизацией запустить у меня не получилось, диод сгорал сразу(HER308), видать надо что-то по-мощнее. Пробовал без диода, тогда горит резистор 0,8Ома.
С использованием для разряда- дросселя, схема вроде бы и работала, но я думаю не в нормальном режиме, пленочный конденсатор 0,5мкф*250вольт через 30 секунд начинал дымить, надо просчитать индуктивность дросселя, я ставил на 220мкГн.

Диод нужен, как сказал Микроватт, Шоттки, способный выдерживать импульсный ток в те самые 70А (ну, пусть будет какой-нибудь сдвоенный диод на ток ампер 20-30). Если демпфер как у меня - на диоде 200В не будет, будет максимум 40, а скорее меньше - считается ток в контуре инд. первички и емкости, и умножается на 0,8 Ома шунта.
Без диода 0,8Ома сгорит сразу - ведь через него попрет основной ток.
220мкГн - знаете, как-то даже без анализа схемы, мне такая индуктивность кажется очень большой, неспособной в таких масштабах времени что-то менять, ведь она на два порядка больше индуктивности первички.
Конденсатор - да, конечно, нужно искать по реактивной мощности (или допустимому переменному току). Если не ошибаюсь, лавсановые в этом смысле хороши? Кстати, можете сразу искать емкость на гораздо большее напряжение, чем рабочее - в большинстве случаев только при этом условии реактивной мощности хватит.
Кстати, какая фильтрующая емкость на выходе преобразователя?
Ну, и для интереса снимите осциллограммы.
disk
AlexeyW
Вчера еще раз погонял, в режиме разрывных токов выдает не больше 200Вт длительность импульса 17мкс, далее при вращении регулятора тока, какое-то время пищит и переходит в режим неразрывных токов, выдает 350-400Вт, при этом длительность импульса 25мкс, транс не насыщается, можно и дальше крутить. Все это на 30кГц.
Демпфер... Резистор красный, конденсатор 0,46мкфх250в дымит, диод FR607 горячий, живучий.
Отраженное напряжение оказалось больше, чем рассчитывал, при 300 выходных отраженное 60в+небольшой выброс, демпфер давит его очень хорошо.
Сегодня попробую с диодом из АТХа, на 50 вольт там можно найти. И выложу осциллограммы.
На выходе фильтр 5нф пленка + 100мкф*450вольт.
AlexeyW
Т.е. у Вас коэффициент транса 5? Но при этом время обратного хода увеличивается.
Я тоже посмотрю, у меня есть осциллограммы похожего случая.
disk
Цитата(AlexeyW @ Dec 4 2012, 10:56) *
Т.е. у Вас коэффициент транса 5? Но при этом время обратного хода увеличивается.

Первичка 5 витков, вторичка 36. По идее коэффициент должен быть 7. При уменьшении напряжения время обратного хода увеличивается, и похоже при использовании демпфера с синхронизацией, переход с разрывных токов на неразрывные происходит скачком, сопровождаясь всякими звуками.
Как Вы считаете, смогу я поднять мощность преобразователя увеличив частоту? Или надо перематывать трансформатор? В последних замерах, выдавал 230Вт, на нагрузке 300вольт, КПД около 85%.

Изобразил процесс перехода от разрывного тока к неразрывному, вторичка размагничивается не в каждый такт, потом переходит в нормальный режим неразрывных токов, и демпфер с синхронизацией перестает работать.
Microwatt
А как вообще у Вас заполнение более 0.5 регулируется? Есть подозрение что этот скачок в хаотический ШИМ из-за отсутствия слоп-компенсации.
disk
Регулируется по току ТТ. Microwatt, похоже Вы полностью правы, на разных частотах проявляется при длительности чуть больше 50%. Вы не знаете как с этим бороться?

Прикрепляю осциллограммы при выходной мощности 320Вт 400 вольт. Длительность ~50% частота 20кГц.
Microwatt
Обратноходовой преобразователь с заполнением более 50% принципиально неустойчив. Об этом исписано вороха бумаги.
Как бороться?
- уйти от классического ШИМ
- ввести в токовый сигнал небольшую искусственную пилу (слоп-компенсация, компенсация наклона пилы)
Второй способ выглядит понятным, теоретически рассчитывается, но в работе совершенно устойчивым не получается. И еще - вносит неудобные погрешности в показания датчика тока. Сколько не пробовал - никогда в серии не получалось так, чтобы ни в каком режиме источник нет-нет да и не вошел в рваный , хаотичный ШИМ.

Первый же способ превращает ШИМ в иного рода модуляцию - с фиксированой паузой. Ключ подключает первичную обмотку и ждет, пока ток не достигнет пиковой уставки, на это время тактовый генератор контроллера блокируется, не влияет на время включения. Когда же пиковое значение тока достигнуто, ключ запирается на фиксированое время, определяемое тактовым генератором.
Режим абсолютно устойчив при любых режимах нагрузки и в переходных процессах. Но недостаток - переменная частота, довольно широко , в 3-4 раза меняющаяся в зависимости от нагрузки. Применять его имеет смысл как раз для устройств подобных Вашему, с заполнением от 0.05 до 0.9 по ходу заряда нагрузки.
Схему, реализующую этот метод, я Вам выслал в приватном порядке.

Осциллограммы Ваши - ох и звенит же все.... причесывать снбберами нужно. Хотя, выброс на стоке в момент запирания выше напряжения ОХ - мне аж завидно, чистенький.
А ток - может мне просто так показалось, но сердечник близок к насыщению. Пила в конце задирается вверх.
AlexeyW
Цитата(disk @ Dec 4 2012, 17:52) *
Прикрепляю осциллограммы при выходной мощности 320Вт 400 вольт. Длительность ~50% частота 20кГц.

Если мы возьмем первую осциллограмму, то все хорошо - включаем синхронизацию (т.е. принудительное включение прямого хода) в момент, указанный стрелкой, и результат будет - как на нижней осциллограмме, и мощность увеличится соответственно. Причем, это все равно режим разрывного тока, устойчивый.
Если пиковый ток у Вас 70А, то исходно мощность даже больше - под 400Вт, а после синхронизации увеличится почти в полтора раза - т.е. вполне то, что нужно.

Кстати, выброс очень даже приличный.

Цитата(Microwatt @ Dec 4 2012, 22:28) *
Обратноходовой преобразователь с заполнением более 50% принципиально неустойчив. Об этом исписано вороха бумаги.

Но ведь это только для CCM, для DCM в любом случае все устойчиво - поскольку нет "памяти" предыдущего цикла.

Цитата(Microwatt @ Dec 4 2012, 22:28) *
Осциллограммы Ваши - ох и звенит же все.... причесывать снбберами нужно.

Вот как раз при синхронизации исчезнет главный звон - в начале прямого хода. Звон при закрывании выпрямительного диода - это разобраться для начала с топологией..
disk
Цитата(AlexeyW @ Dec 4 2012, 23:55) *
Если мы возьмем первую осциллограмму, то все хорошо - включаем синхронизацию (т.е. принудительное включение прямого хода) в момент, указанный стрелкой, и результат будет - как на нижней осциллограмме, и мощность увеличится соответственно. Причем, это все равно режим разрывного тока, устойчивый.
Кстати, выброс очень даже приличный.

В таком случае стабилизации мощности не будет, 300Вт по выходу мне достаточно, буду использовать 3844(5) с ограничением длительности. Если использовать плавающую частоту, при повышении выходного напряжения будет расти мощность.
Выброс наверное большой, из-за того что в демпфере 0,56мкф стоит. Кстати после установки Шоттки, конденсатор перестал дымить, и резистор на 2Вт слегка теплый.

На выпрямителе у меня диод HER308 и параллельно ему варистор на 1 Кв.
Microwatt
Цитата(disk @ Dec 5 2012, 07:54) *
В таком случае стабилизации мощности не будет,
...Если использовать плавающую частоту, при повышении выходного напряжения будет расти мощность.

В этом ничего удивительного. Конденсатор нельзя зарядить строго постоянной мощностью.
В начальный момент сопротивление нагрузки равно нулю и ни о какой выходной мощности говорить нельзя. Источник работает в режиме генератора тока.
Только по достижению на нагрузочной емкости какого-то напряжения он может перейти в режим стабилизации мощности.
disk
Цитата(Microwatt @ Dec 5 2012, 12:43) *
Только по достижению на нагрузочной емкости какого-то напряжения он может перейти в режим стабилизации мощности.

На данный момент у меня выходит в режим стабилизации мощности(разрывных токов)при 320ваттах на ~150 вольтах, и так до 700 вольт. Остальные режимы в моей конструкции недопустимы, нужен именно стабилизатор мощности от 200 до 700(800) вольт.
disk
Цитата(AlexeyW @ Dec 4 2012, 23:55) *
Но ведь это только для CCM, для DCM в любом случае все устойчиво - поскольку нет "памяти" предыдущего цикла.

На любых частотах, как только переваливает 50% начинаются сбои в работе вплоть до 80%, на 80%заполнения больше 500 Вт выдает. Если бы не сделал ограничение на 80%, нажег бы полевиков уже...
AlexeyW
Цитата(disk @ Dec 5 2012, 12:55) *
Остальные режимы в моей конструкции недопустимы, нужен именно стабилизатор мощности от 200 до 700(800) вольт.

Ну, тогда просто используйте активную стабилизацию потребляемого тока - т.е. петлю ОС, непосредственно контролирующую потребляемый ток (только в самом начале заряда, как сказал Микроватт, все равно мощность будет короткое время расти от нуля до заданной).

Цитата(disk @ Dec 5 2012, 16:45) *
На любых частотах, как только переваливает 50% начинаются сбои в работе вплоть до 80%, на 80%заполнения больше 500 Вт выдает. Если бы не сделал ограничение на 80%, нажег бы полевиков уже...

И что, сбои и при разрывном токе? А какого рода сбои?
Так пробовали ли Вы режим с синхронизацией?
disk
Цитата(AlexeyW @ Dec 5 2012, 23:28) *
И что, сбои и при разрывном токе? А какого рода сбои?
Так пробовали ли Вы режим с синхронизацией?

Сбои- постоянно меняется длина импульса, рисовал в сообщении #87, при 20кГц. Microwatt писал про этот режим, там большие помехи на ТТ и надо их как-то сглаживать. Режим с синхронизацией не пробовал, т.к. мне он не подходит.
На 20кГц преобразователь отдает 320Вт, больше и не надо.

Цитата(Microwatt @ Dec 4 2012, 22:28) *
А ток - может мне просто так показалось, но сердечник близок к насыщению. Пила в конце задирается вверх.

Вчера понизил частоту до ~13кГц, в режиме разрывных токов с длительностью менее 50% снял более 500Вт, не успел запомнить все показания, но 2 двухсотные лампы сияли и напряжение на них было более 500 вольт. Потом как перевалил за 50%- взорвался полевик.
Исходя из этого, сердечник при 20кГц и заполнении 50% имеет большой запас.

Microwatt
Цитата(disk @ Dec 6 2012, 09:07) *
.
Исходя из этого, сердечник при 20кГц и заполнении 50% имеет большой запас.

Если мы опасаемся насыщения, исходить нужно не от частоты, а от амплитуды тока в обмотке. Она должна уверенно фиксироваться на предельном уровне датчиком тока.
disk
Цитата(Microwatt @ Dec 6 2012, 13:35) *
Если мы опасаемся насыщения, исходить нужно не от частоты, а от амплитуды тока в обмотке. Она должна уверенно фиксироваться на предельном уровне датчиком тока.

Специально понизил частоту, чтобы задрать амплитуду тока при цикле до 50%. Сердечник в насыщение не заходил, транзистор на 130А разлетелся.
AlexeyW
Цитата(disk @ Dec 6 2012, 14:11) *
Специально понизил частоту, чтобы задрать амплитуду тока при цикле до 50%. Сердечник в насыщение не заходил, транзистор на 130А разлетелся.

Вы зря отказываетесь от синхронизации - в ней вся суть повышения КПД и устранения паразитных процессов. Это верно даже не для данной схемы, а вообще - можно сказать, что это резонансный режим, по определению лучший. Видите, полевик взорвался - а при синхронизации динам. потери сильно уменьшатся.
Еще раз повторю - примените несложную стабилизацию потребляемого тока. и получите то, что Вам надо - постоянную мощность, не зависящую от выходного напряжения.
Кроме того, даже без этой ОС в данной схеме мощность зависит от выходного напр. очень несильно - поскольку частота плывет слабо: сокращение обратного хода компенсируется удлинением колебательного процесса на демпфере. При некоторых параметрах у меня вообще было небольшое снижение частоты от примерно трети до конца цикла.
Действительно ли Вам нужна строго постоянная мощность?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.