Всем привет!!
У меня вот какой вопрос:
Существуют ли какие либо простые способы решения проблемы насыщения транзистора постоянной составляющей тока подмагничивания при напряжениях выше 100В в преобразователях, собранных по PUSH-PULL схеме? Уж больно привлекательная схема, а вот транс идеально намотать всеравно нельзя.

Использование Current Mode кардинально решает проблему...

Поподробнее пожалуйста..

Про что? Про Current Mode? Это в двух словах не расскажешь, это надо аппликухи тиаевские например изучать.. А про то, что CM несимметрию лечит, дык это прямое следствие свойственного для CM потактового ограничения импульсов..

Ну вроде как идея понятна, спасибо...
Чето сразу недопер про контроль тока.
Если можно ссылку, если есть, где поподробнее про это описано, пусть даже аппликейшены...

Вот здесь например: http://focus.ti.com/lit/an/slua119/slua119.pdf
Вообще можно по сайту TI порыться по keyword "Current mode", в аппликухах и подобном..

Спасибо! Будем изучать.

Думаю СМ несимметрию не лечит, а совсем наоборот. И потом, про какую несимметрию речь? Если про статическую, так её в общем-то несложно и вообще устранить, по крайней мере до заведомо безопасного.
А вот динамическую, тут СМ только усугубляет дело, особо при быстрых изменениях нагрузки. При VM длительности смежных полупериодов не могут сильно отличаться, т.к. скорость изменения напряжения на выходе ЕА ограничена и может быть достаточно низкой. При СМ длительности смежных полупериодов могут быть очень разными, поскольку изменение нагрузки сразу отрабатывается в длительность без интегрирующих звеньев (ну, окромя выходного реактора, а его обычно стремятся как можно уменьшить).
Единственно, что СМ "лечит", так это моментальный отказ ключей, если транс уже влетел в насыщение.

Bludger, там по вашей ссылке сам принцип СМ, но этот проблем как понял не затронут, он вообще мало где затронут, к сожалению.

Поясню проблему:
Собственно схема, не совсем источник питания. Регулировать выходное напряжение не нужно. Нагрузкой является ультразвуковой излучатель и регулировать ничего не надо.
Просто чем привлекательна PUSH-PULL схема: транзюки управляются относительно земли и ненадо изобретать велосипед с их управлением. Минус- то, что при больших напряжениях из-за того, что нельзя идеально намотать обе обмотки транса(имеется ввиду первичные), возникает проблема насыщения одного из транзисторов. Впринципе идея нормальная, контролировать токи и добиваться перемагничивания сердечника без попадания его в режим насыщения.

Как в пушпуле Вы можете простыми способами устранить несимметрию, связанную с разбросом ключей/диодов, намотки транса и пр.? СM же лечит это очень легко - ведь различные вольт-секундные интервалы будут вызывать различные пиковые значения тока в дросселе, и, соответсвенно, в первичке, и CM их успешно подравнивает, поскольку сигнал рассогласования не отрабатывает частоту преобразования. Вообще то, это известная фишка, ее даже специально пишут в ДШ - типа, одно из преимуществ СМ. Вот цитата прям с первой страницы ДШ на UCC3806:

All the benefits of current mode control including
simpler loop closing,voltage feed-forward,
parallelability with current sharing, pulse-by-pulse
current limiting, and push/pull symmetry
correction are readily achievable with the
UCC3806 series.

Извините, но так сразу не найду статей с подробным описанием СМ...

Очень простой способ - у большинства приличных производителей разбросы параметров достаточно малы, чтобы о несимметрии из-за этого перестать беспокоиться. И трансы я бы сроду не стал делать криво, даже если это компенсируется некими схемными приблудами, раздолбайство один х где-то вылезет.
А все эти инсинуации - так это в статике, Bludger. Про динамику скоромный молчок. Потому что речь-то о симметрировании тока намагничивания, а он как известно всего несколько % от активного тока, и я сам бы не отказался от рабочей технологии ловли этих блох при быстрых скачках активного тока под 100%.


roadfox, мы тут с Bludger несколько увлеклись. Если у вас нерегулируемая схема да стабильная нагрузка - выкиньте из головы это симметрирование. Но таки не мотайте кривой транс.

Очень простой способ - у большинства приличных производителей разбросы параметров достаточно малы, чтобы о несимметрии из-за этого перестать беспокоиться. И трансы я бы сроду не стал делать криво, даже если это компенсируется некими схемными приблудами, раздолбайство один х где-то вылезет.
А все эти инсинуации - так это в статике, Bludger. Про динамику скоромный молчок. Потому что речь-то о симметрировании тока намагничивания, а он как известно всего несколько % от активного тока, и я сам бы не отказался от рабочей технологии ловли этих блох при быстрых скачках активного тока под 100%.

Не, речь как раз о симметрировании вольт-секундных интервалов, подмагничивание фигня, лечится зазором. А разброс легко получить, например, один из транзисторов ближе к вентилятору стоит, или в трансе выводы несимметрично относительно общего провода.. Индуктивность в цепи управления ключей немного разная - да много чего можно придумать, и по закону подлости запросто может сложиться в нехорошую ситуацию.
С другой стороны, у СМ много и других преимуществ, и часто просто на халяву снимается головная боль от несимметрии

Тут я опять чё-то недопонял, вольт-секунду ведь симметрирывают исключительно именно чтобы не было подмагничивания. А если б оно было фигня, так и симметрировать тогда тоже нафиг не нада.

Разные вещи - трансформатор может работать с постоянной составляющей тока, но не напряжения. В первом случае достаточен зазор, но никакой зазор не спасет при неодинаковых вольт-секундных интервалах, жестко зафиксированных внешними цепями.

Напомню, споткнулся о фразу:
Транс намагничивает только ток намагничивания, больше никто и ничто. Под подмагничиванием понимается постоянная составляющая тока намагничивания (ну, скажем, выделенная на не очень длинном промежутке времени). Само собой, ток намагничивания через индуктивность прямо связан с вольт-секундами, а их перекос не менее прямо вызывает подмагничивание транса. С этим и был связан вопрос. Но не пойму, как с этим связан ответ.

Увлекаетесь, Фрол Кузьмич - CM, как и VM, отрабатывает изменения тока нагрузки не "сразу", а исключительно через обратную связь. Обратная связь по току всегда быстрее, чем обратная связь по напряжению, но никак не быстрее, чем половина частоты коммутации. Так шо не всё так ужасТно со "смежными полупериодами".

wim, конечно не быстрее, потому что регуляторов быстрее половины своей частоты коммутации вообще не бывает и быть не может. Тогда вот тут под "сразу" можно понимать "так быстро, насколько это возможно".
VМ работает с интегральным значением выходного напряжения, а СМ работает не с интегральным, а с мгновенным значением выходного тока.

Сигнал Vsense с датчика тока определяется средним током нагрузки и "наклоном пилы" (скоростью нарастания тока в выходной индуктивности), которая не зависит от тока нагрузки, а только от входного напряжения.
На изменение входного напряжения CM реагирует сразу, поскольку изменяется напряжение, приложенное к индуктивности. Обратная связь по напряжению здесь вообще не участвует. А все изменения тока нагрузки отрабатываются только через обратную связь - именно она задает напряжение Verror. Если входное и выходное напряжения постоянны, у датчика тока просто нет другого способа "узнать" про изменение тока нагрузки, кроме как через изменение Verror.

А разве при изменении тока нагрузки не изменяется постоянная составляющая сигнала тока? Мы же датчиком тока смотрим на трапецию, а не только на переменную составляющую тока дросселя.




Поясню. Допустим у нас все симметрично - тогда при транзиенте у нас все равно возникает ассиметричность импульсов, но за счет ограниченности процесса во времени постоянная составляющая напруги на трансе не успеет разогнать ток подмагничивания до опасной величины, для этого делают запас по индукции и иногда зазорчик. А вот когда что то несимметрично ток подмагничивания, вызванный постоянной составляющей напруги на трансе, ограничен только активным сопротивлением цепи - и запросто может увести рабочую петлю в область насыщения

Bludger, так она изменится в основном только когда изменится порог ограничения, см. например вложение у wim, оно впрочем из той же статьи, на которую и вы ссылались.
wim прав. Это всё моя лютая нелюбов к двутактным схемам. Хотя и я прав, но не так сильно, как могло показаться. И ещё у меня перекос в моске в сторону регулируемых источников тока. Там я прав сильнее.

Порог ограничения - это уровень сигнала рассогласования, а он в первый момент остается на месте, и вернется на тот же уровень относительно пилы тока (что бы восстановить практически тот же DC) только по завершении транзиента.

Изменяется, но с постоянной времени Rн*Сo (Rн - сопротивление нагрузки, Сo - ёмкость выходного конденсатора). Порядок величин таков: если, например, Co=1000 мкФ, а Rн=1 Ом - постоянная времени 1мс, а период коммутации, например, 20 мкс. А это значит, что не может быть ниаких существенных изменений длительностей смежных полупериодов.
Тут неприятность может быть связана как раз с резким изменением входного напряжения - в этом случае два смежных полупериода действительно будут разной длительности. Но ведь основная область применения пуш-пулов - низкое входное напряжение, например от аккумуляторной батареи, а в этом случае резко входное напряжение измениться не может.

Bludger, на хх и малых токах, когда ток дросселя разрывный, всегда есть интервалы, когда и ключи оба закрыты, и ток дросселя равен нулю. И в таких интервалах транс может свободно размагничиваться. Поэтому подмагничивание от статической несимметрии доходит до какого-то уровня и дальше не увеличивается. При большей нагрузке, когда ток дросселя становится непрерывным, эти интервалы исчезают, но начинает преобладать динамическое подмагничивание от самого контура регулирования. Иначе пришлось бы дотошно учитывать изменение вклада в несимметрию от каждого ключа и диода или ещё чего во всём диапазоне нагрузок.
Ну и например в топологии типа полумоста статика просто компенсируется смещением напряжения на емкостном делителе, чего не скажешь про динамику.

Что-то ничего я здесь не понял. Вы своим пояснением только запутали всё сильнее.
Когда у нас всё симметрично - несимметрично всё равно, а когда несимметрично - то и подавно.
Обратите внимание: "постоянная составляющая напруги на трансе" у Вас и в первом и втором случае, только там почему-то "не успеет", а там - "запросто".
Всё это - не только одной природы процессы, это один и тот же процесс. И неважно, чем ассиметричность обусловлена: неаккуратностью намотки или неидентичностью импульсов.

Воистину. Аминь.

"Минусом" однотактных схем, в частности "косого" полумоста, считается менее эффективное использование трансформатора, поскольку ему необходимо время для размагничивания. Но этот "минус" я ни в коем случае не инвертировал бы в "плюс" для пуш-пула, т.е., буде мне пришлось бы разрабатывать мощный пуш-пул, на габаритах трансформатора экономить бы не стал. Если в схеме заложена принципиальная возможность насыщения трансформатора, такая неприятность рано или поздно произойдёт и вопрос заключается только в том, как схема на это прореагирует. Я выскажу своё личное мнение - в двухтактной схеме штатными средствами, заложенными в ШИМ-контроллер, справиться с насыщением не удасться, нужны какие-то дополнительные прибамбасы, обеспечивающие принудительное закрывания ключей на достаточно длительное время.

roadfox небось читает и думает - этож нада, ужыс про чё спросил оказывается...

дык всё закрутилось вокруг вот этого:

Уважаемый roadfox - обозначьте поподробнее - какая емкость пъезоизлучателя, какое напряжение на вторичке вы хотите подавать, нужно ли изменять частоту?
А то может оказаться , что все зря копья ломают.....

roadfox писал:


Так в чем, собственно, проблема? В насыщении транзистора или в насыщении сердечника трансформатора?

Друзья, вы ломаете отнюдь не копья! Осмыслите поставленный вопрос:

и помогите roadfox лучше понять свой же вопрос...

Утверждение интересно тем, что без "пол-литра" его не осилить. Поместил в коллекцию!
Вообще интересный топик. Ничего личного.

Ну вы тут дебаты устроили, почитал, офигел.

Смысл вот в чем:
Эта схема предполагается для раскачки ультразвуковой керамической головы, мощностью от 150 ватт и выше. Все делают по банальной схеме полумоста и не особо напрягаются, но.... как всегда проблема в габаритах(конденсаторы ставятся на 4.7мкф х 400В, а они не маленькие), вторая проблема в управлении транзисторами, т.к. схема имет в управлении микроконтроллер, то, управлять надо либо через развязывающие трансы, либо иметь в питании два независимых источника, чтобы раскачивать транзисторы, а честно говоря, от моточных изделий по максимуму хочется избавится. Вся выходная часть схемы работает на выпрямленном 220 и на частоте 38-40 Кгц.
Вот я и подумал , а может попробовать сделать все на пушпул, тогда транзюки можно качать через оптроны, нет больших конденсаторов. Но... возникла проблема насыщения сердечника...
Была идея поставить снаббер на крайние точки трансформатора, тока не знаю, спасет это или нет, проблема в остаточном намагничивании сердечника, т.к. идеально транс намотать нельзя, на низких напряжениях, все ОК, но на больших, это становится проблемой.
Вот, собственно и суть вопроса.
Да, сзади схемы , после транса стоит дроссель, и излучатель- последовательно, они образуют фильтр верхних гармоник.
Скажу сразу, сердечник с зазором не пойдет- проблематично при больших партиях, так тор намотал и все, а с зазором или тор пилить, как тогда тарировать зазор, или сердечник Ш покупать с зазором, но это гораздо дороже, чем тор.

ЗЫ. Всем спасибо, кто принимает участие, не ожидал, что вызовет такую дискуссию

Да и еще... проблема насышения транзистора прямо связана с проблемой насыщения сердечника, прошу об этом помнить.. никто не пытался запустить флибак на сердечнике без зазора? что горит? правильно, выходной транзюк!! а почему он горит? вот именно по причине сердечника...

"выходной транзюк" - это какой? Он, вроде бы, там один такой, который может сгореть

Простите, а рабочая частота фиксирована? Если да, то какой характер сопротивления на рабочей частоте имеет "голова"?
Вообще-то, наверное, для решения такой задачи лучше всего подойдёт резонансник.
Возьмите тор из порошкового пермаллоя - у него зазор "распределён" по объёму.

Дык, а при чём здесь насыщение транзистора?

ЗЫ. Подобный вопрос уже обсуждался. Вот моё решение:
http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=130890

Два года назад когда мне нужно было сделать 2киловаттный преобразователь для ультразвукового излучателя - я тоже был так наив..... наступив на все грабли т.к. начинал с нуля....

Все такие преобразователи работают только на квазирезонансе - это основной принцип иначе емкость пъезошайб так бьет по первичной стороне, что мама не горюй - уже при 200 ваттах спокойно вышибаются слоновые ключи типа FA57SA50LC....

Делайте двухтактный полумост с управлением через управляющие трансформаторы - там все работает нормально...
вот к примеру прилагаю схемку от одного немецкого изготовителя - схема применяется для генераторов до 4000 ватт. Управление ключами через специальные управляющие модули от фирмы ct-concept, но внутри все одно разделительные трансы стоят

И еще сами изготовители пъезошайб рекомендуют для силовых вариантов - возбуждение синусом - механика понимаешь тут, а не чистая электроника....

Считаем, что фиксирована. Х-ки головы в файле.


Не уверен, Ваши доводы...


Ответ такой: это производство, надо брать то, что доступнее и продается на каждом углу, где потом бегать это пермаллой искать?


именно при том






Спасибо!!! Про наивность можете писать смело, не обижусь... Все мы с чего то начинаем, а форум для того, чтобы на чужие грабли не наступать...
Хе, дык про полумост все понятно, там вопросов нету, но... не хочется делать как все..., хотя может к этому и приду в конечном итоге, любая проблема должна быть изучена досконально, не люблю делать по принципу "делай как все", чтобы к этому придти, надо понять, почему по другому нельзя.

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.

С насыщением сердечника связан пробой транзистора, т.е. физическое разрушение его структуры, а вовсе не насыщение, являющееся штатным и вполне безобидным режимом работы транзистора.

Согласен, был не совсем прав.
Ладно, буду экспериментировать, о результатах доложу, а пока всем спасибо за пищу для ума
Пока пищи для переваривания достаточно.

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.

Я имел ввиду именно эту схему.

Под резонансником я подразумевал схему автогенератора, работающего вблизи частот электромеханического резонанса "головы" (кстати, какую именно частоту предполагается выбрать в качестве рабочей?). Мощность на выходе такого автогенератора можно регулировать посредством ШИМ. Доводы приведу позже.
Схема с токовым управлением, к сожалению, в Вашей системе будет неприменима.

Таких торов нынче - пруд пруди. Отечественные материалы - марки МП (МП-40, МП-60, и т.д.). Зарубежного производства - поищите по ключевым словам Kool-mu. В любом китайском БП для PC стоит по меньшей мере один такой тороид.

В компутерах стоят колечки от майкрометалса www.micrometals.com Дешевые, и у нас кое-где продаются, и совсем неплохие по параметрам, особенно по сравнению с нашей серией МП

[quote name='Stanislav' date='Sep 12 2006, 19:10' post='153841']
Не уверен, Ваши доводы...[/quote]Под резонансником я подразумевал схему автогенератора, работающего вблизи частот электромеханического резонанса "головы" (кстати, какую именно частоту предполагается выбрать в качестве рабочей?). Мощность на выходе такого автогенератора можно регулировать посредством ШИМ. Доводы приведу позже.
Схема с токовым управлением, к сожалению, в Вашей системе будет неприменима.
[/quote]

Да такую сейчас делаю, но....
1. Все головки чуть отличаются по частоте, посему лучше сделать генератор на контроллере и задавать частоту, чем настраивать авторгенерацию.
2. Мощность регулировать не сильно надо.
3. Реализация очень громоздкая.

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

Почему?

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.

Надо подумать....

Не рассыплется- проверено...

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

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.

?? 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.

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.

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