Полная версия этой страницы:
Драйвер с трансформатором
Приветствую участников!
Испытал драйвер для полумоста на трансформаторе на кольце 2000НМ3, пока проблем не заметил для полевых и БСИТ, кто делал что-либо подобное? Возбудитель формирует паузу тоже. Какие могут быть проблемы? Испытал на частотах от 10 до 50 кГц.
AlexeyW
Nov 17 2010, 20:50
А что именно испытывали? Резонансный преобразователь? Или еще что-то?
Какие именно проблемы Вы ожидали встретить?
Кстати, а где Вы взяли НМ3?
Цитата(AlexeyW @ Nov 18 2010, 01:50)

А что именно испытывали? Резонансный преобразователь? Или еще что-то?
Какие именно проблемы Вы ожидали встретить?
Кстати, а где Вы взяли НМ3?
Испытывал резонансный преобразователь с контуром на Т-образном фильтре (две катушки и конденсатор).
НМ3 - большие запасы с давних времён.
В общем делал на трансформаторе, чтобы получить неубиваемый драйвер и поднять надёжность. Думал, что будут паразитные колебания в затворе и ложное переключение.
AlexeyW
Nov 17 2010, 21:37
Собственно, а откуда быть колебаниям в затворе, если правильно поставить сопротивление затвора и не напороть чего-нить с топологией силовых и, главное, затворных цепей..
Ну и как, действительно работает как источник тока?
Цитата(AlexeyW @ Nov 18 2010, 02:37)

Собственно, а откуда быть колебаниям в затворе, если правильно поставить сопротивление затвора и не напороть чего-нить с топологией силовых и, главное, затворных цепей..
Ну и как, действительно работает как источник тока?
Экспериментировал с длиной проводов, которые соединяют трансформатор с затворами, добился всё-таки, что IRF740 погорели, думаю, индуктивность рассеяния влияет.
Как источник тока работает отменно.
AlexeyW
Nov 18 2010, 11:17
И что именно сделали, чтоб они сгорели?

Я бы соединял, конечно, проводами покороче (и витой парой), низкая индуктивность рассеяния - есть соответствующие приемы намотки. Кроме того, ограничивающее сопротивление в цепи затвора, ну и при трансформаторной схеме неплохо бы затвор защитить стабилитроном - рядом с транзистором.
Можно еще залезть осциллографом в цепь затвора нижнего плеча и просто посмотреть. Хотя, ничего неожиданного там быть не должно.
Цитата(AlexeyW @ Nov 18 2010, 16:17)

И что именно сделали, чтоб они сгорели?

Я бы соединял, конечно, проводами покороче (и витой парой), низкая индуктивность рассеяния - есть соответствующие приемы намотки. Кроме того, ограничивающее сопротивление в цепи затвора, ну и при трансформаторной схеме неплохо бы затвор защитить стабилитроном - рядом с транзистором.
Можно еще залезть осциллографом в цепь затвора нижнего плеча и просто посмотреть. Хотя, ничего неожиданного там быть не должно.
Конечно, сделал витой парой, когда она до 10 см, то всё хорошо, когда длина 50 см - происходит сквозной ток при параллельно включённых транзисторах, а при одиночных - всё нормально.
AlexeyW
Nov 18 2010, 14:11

)никаких чудес.. ограничивающее сопротивление есть, хоть несколько Ом? И сколько мертвое время?
А зачем полметра?
Цитата(AlexeyW @ Nov 18 2010, 19:11)

никаких чудес.. ограничивающее сопротивление есть, хоть несколько Ом? И сколько мертвое время?
А зачем полметра?
Вот с ограничивающим сопротивлением ещё не делал. Почему такая длина? Хотел, с одной стороны, проверить различные случаи, а с другой - сделать увеличение мощности параллельным включением полевых транзисторов. Вот и думаю - как лучше сделать: параллелить просто транзисторы, либо сделать несколько отдельных полумостов, и соединить с нагрузкой через отдельные индуктивности, или расщеплённой катушкой.
Мертвое время можно регулировать от нуля до 1 мс.
AlexeyW
Nov 18 2010, 15:02
Цитата(YAF @ Nov 18 2010, 17:43)

Вот с ограничивающим сопротивлением ещё не делал.
Зря. При такой длине индуктивность проводов уже велика (около 1мкГн), возникает звон в цепи затвора и ложное/задержанное управление транзисторами. При сопротивлении около 10 Ом эти процессы уже неплохо подавятся, а время переключения останется достаточно малым (порядка 30-50нс). Вообще, тут прежде всего не эксперименты, а расчет, причем несложный.
Цитата(YAF @ Nov 18 2010, 17:43)

Вот и думаю - как лучше сделать: параллелить просто транзисторы, либо сделать несколько отдельных полумостов, и соединить с нагрузкой через отдельные индуктивности, или расщеплённой катушкой.
почти наверняка второй вариант не пройдет из-за взаимодействия контуров двух ветвей - очень малопредсказуемо. И даже если при одном опыте не возникнет - не будет никакой гарантии. А в чем проблемы с параллельным включением? Драйверы мостов сейчас с достаточно сильными выходами.
Цитата(YAF @ Nov 18 2010, 17:43)

Мертвое время можно регулировать от нуля до 1 мс.
1 мкс?
Цитата(AlexeyW @ Nov 18 2010, 20:02)

А в чем проблемы с параллельным включением? Драйверы мостов сейчас с достаточно сильными выходами.
1 мкс?
Да вот проблема с этими драйверами какая-то. При параллельном включении транзисторов происходит пробой одного из них практически обязательно.
Насчёт 1 мс. Драйвер может регулировать частоту от 100 Гц до 10 кГц и соответственно, мертвое время.
AlexeyW
Nov 18 2010, 16:37
Как называются драйверы?
Какую долю от периода составляет мертвое время (или, например - какое мертвое время при 10 кГц)?
Как именно Вы параллелите транзисторы? Просто все выводы параллельно?
Цитата(AlexeyW @ Nov 18 2010, 21:37)

Как называются драйверы?
Какую долю от периода составляет мертвое время (или, например - какое мертвое время при 10 кГц)?
Как именно Вы параллелите транзисторы? Просто все выводы параллельно?
Используется мостовой драйвер, собранный на 4 полевых транзисторах, в диагональ включен трансформатор, выходные обмотки соединены с ключами. Драйвер получает сигналы от процессора, который даёт два меандра, сдвигаемых относительно друг друга для получения мертвого времени. Раньше работало от счётчика.
Транзисторы просто соединяю параллельно.
_Pasha
Nov 18 2010, 19:35

<- Странный Вы какой-то, затворы параллельных транзюков вместе соединяете. А надо через резюки. Одинаковые.
AlexeyW
Nov 18 2010, 20:11
Полный мост или полумост - тут мало дело меняет.
А вот затворы соединять напрямую - верно сказано - нельзя. Скорее всего, будет жесткое возбуждение, на десятках МГц, с амплитудой тока порядка рабочего, и напряжения соответственно - затвор запросто пробьется.
Цитата(_Pasha @ Nov 19 2010, 00:35)


<- Странный Вы какой-то, затворы параллельных транзюков вместе соединяете. А надо через резюки. Одинаковые.
Точно! Не догадался сразу! Попробую посмотреть скоростным осциллографом, что там на затворе в обоих случаях.
AlexeyW
Nov 18 2010, 20:54
Только подключайтесь аккуратно и корректно
Цитата(AlexeyW @ Nov 19 2010, 01:54)

Только подключайтесь аккуратно и корректно
Да, тут придётся подумать и повозиться, осщиллограф имеет вход 50 Ом.
AlexeyW
Nov 18 2010, 21:26
Не, 50 Ом на затвор - это не прокатит

Поди, и емкость большая.
Чтоб обнаружить возбуд, можно просто свернуть катушку 2-3 витка сантиметровых, посадить на щуп и поднести к транзиторам - если увидите бороды с радиочастотным заполнением, это оно
Цитата(AlexeyW @ Nov 19 2010, 02:26)

Не, 50 Ом на затвор - это не прокатит

Поди, и емкость большая.
Чтоб обнаружить возбуд, можно просто свернуть катушку 2-3 витка сантиметровых, посадить на щуп и поднести к транзиторам - если увидите бороды с радиочастотным заполнением, это оно
Возбуд нетрудно определить, да, хочу посмотреть точную картину. Поищу ВЧ пробник 1 ГГц с выходом на коаксиал 50 Ом волнового.
Цитата(YAF @ Nov 19 2010, 06:20)

Возбуд нетрудно определить, да, хочу посмотреть точную картину. Поищу ВЧ пробник 1 ГГц с выходом на коаксиал 50 Ом волнового.
Посмотрел картину. Наблюдаются затухающие колебания.
Сделал расчёт фильтра нижних частот 2 порядка, зашунтировав затворы ёмкостями 100 нФ (0,1 мкФ). Добавил индуктивности 1 мкГн вместе с индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора. Смоделировал и проверил на живом макете. Всё совпало. Работает замечательно.
Согласовал фильтр на 50 Ом. Соединил трансформатор с затворами коаксиалами по 2 метра. Тоже работает. Колебаний на затворах нет (один небольшой 10% выброс). Хочу удлинить коаксиалы до 10 метров и посмотреть.
AlexeyW
Dec 20 2010, 19:41

только не совсем понял, для чего и на что (на истоки?) зашунтировали затворы емкостями?
Цитата(AlexeyW @ Dec 21 2010, 03:41)


только не совсем понял, для чего и на что (на истоки?) зашунтировали затворы емкостями?
Соединил затворы с истоками конденсаторами по 0,1 мкФ. После этого инвертор заработал настолько надёжно, что соединяю трансформатор с транзисторами проводами по 2 метра (скруткой или коаксиалом) и всё работает великолепно. Также никаких выходов из строя при включении и внезапных изменения параметров нагрузки (переключал нагрузку периодически с помощью реле с частотой 1 герц в течение нескольких часов).
А , что, религия не позволяет сделать на каждый транзистор свою обмотку трансформатора? Дальше - стандартные решения : посмотрите сайт Володина (у них полно реализаций для сварочных аппаратов) или подсмотрите схемотехническое решение драйвера в книге В.И.Мелешина "Транзисторная преобразовательная техника". В любом случае Вы начнете вникать в топологию, а не в проблемы с драйвером.
Цитата(tyro @ Dec 21 2010, 14:09)

А , что, религия не позволяет сделать на каждый транзистор свою обмотку трансформатора?
Так и сделано.
AlexeyW
Dec 21 2010, 16:25
Цитата(YAF @ Dec 21 2010, 11:22)

Соединил затворы с истоками конденсаторами по 0,1 мкФ.
А какая идет мощность и частота?
Дело в том, что это все действительно надежно от помех, но емкость громадная - она сильно замедляет переключение (увеличивая потери) и грузит драйвер (он может перегреться).
Все-таки куда лучше резистивное согласование с волновым сопротивлением кабеля, и защита затвора стабилитроном.
Цитата(AlexeyW @ Dec 22 2010, 00:25)

А какая идет мощность и частота?
Дело в том, что это все действительно надежно от помех, но емкость громадная - она сильно замедляет переключение (увеличивая потери) и грузит драйвер (он может перегреться).
Все-таки куда лучше резистивное согласование с волновым сопротивлением кабеля, и защита затвора стабилитроном.
Мощность 20 кВт, частота 2-10 кГц.
Инвертор резонансный, с обратной полуволной тока, переключение в нуле тока.
Драйвер представляет собой мостовой инвертор небольшой мощности на irf540 с фазным управлением и трансформатором на кольце, которое нагружается на модуль. Вторичные обмотки трансформатора подключены через индуктивности, резистор 5 Ом на затворы, зашунтированные конденсаторами 0,1 мкФ. Всё рассчитано как фильтр Гаусса, который даёт заданную скорость нарастания напряжения на затворе без колебательности (5% перескок). Потери в резисторе небольшие, только в моменты переключения, для такого драйвера это просто пустяк. Так как переключение при нуле, то потери небольшие, а выключать модуль надо тоже плавно, чтобы не было дребезга за счёт собственной ёмкости индуктора и паразитных, когда выдерживается пауза.
AlexeyW
Dec 22 2010, 12:06
А, тогда да - время переключения будет около полмикросекунды, малая доля периода. Привык к бОльшим частотам.. Поди, все это издает сильнейший звук?
Цитата(AlexeyW @ Dec 22 2010, 20:06)

А, тогда да - время переключения будет около полмикросекунды, малая доля периода. Привык к бОльшим частотам.. Поди, все это издает сильнейший звук?
Свистит, аж зубы болят
AlexeyW
Dec 22 2010, 18:24
Придется повышать за 20 кГц
Цитата(AlexeyW @ Dec 23 2010, 02:24)

Придется повышать за 20 кГц

Это легко, но заказчик ограничил 8 кГц.
AlexeyW
Dec 22 2010, 19:12
Вот он пусть и слушает

Надо было ему еще на этапе ТЗ об этом сказать - невозможно будет работать. Кроме того, вся механика представляет собой естественный ФНЧ, и при снижении частоты проблемы со звуком растут страшно.
Microwatt
Dec 22 2010, 20:28
Так и не понял: зачем затворы екостями шунтировать? Все страдают от большой емкости затвора, а тут искусственно ухудшают параметры ключа.
Звенит? Значит рассогласовано. Согласуйте резисторами. И потом, 2 метра до затвора тоже как-то непривычно. Это для чего? Чтоб служба медом не казалась?
Цитата(Microwatt @ Dec 23 2010, 04:28)

Так и не понял: зачем затворы екостями шунтировать? Все страдают от большой емкости затвора, а тут искусственно ухудшают параметры ключа.
Звенит? Значит рассогласовано. Согласуйте резисторами. И потом, 2 метра до затвора тоже как-то непривычно. Это для чего? Чтоб служба медом не казалась?
При шунтировании затворов ёмкостями улучшается помехоустойчивость. Параметры ключа не ухудшаются, если увеличить ток от драйвера, согласование делается индуктивностью и резистором. Мощность драйвера при этом не меняется. И потом, в моём случае как раз не требуется высоких скоростей переключения.
Цитата(AlexeyW @ Dec 23 2010, 03:12)

Вот он пусть и слушает

Надо было ему еще на этапе ТЗ об этом сказать - невозможно будет работать. Кроме того, вся механика представляет собой естественный ФНЧ, и при снижении частоты проблемы со звуком растут страшно.
Так по ГОСТ и ТУ частоты 2,4 кГц и 8 кГц. Для отжига труб РД больше 8 кГц запрещает.
AlexeyW
Dec 24 2010, 07:50
Цитата(Microwatt @ Dec 23 2010, 02:28)

Все страдают от большой емкости затвора, а тут искусственно ухудшают параметры ключа.
Я бы не сказал, что это совсем уж глупо и не имеет смысла. В его случае скорость переключения все равно достаточна.
А вот емкость затвора имеет пару проблем: во-первых, очень сильно зависит от напряжения сток-исток (кажется, в десятки раз). Во-вторых, работает проходная (правильно я ее назвал?) емкость (сток-затвор), образующая отрицательную обратную связь и приводящая к характерной "ступеньке" при переключении. При добавлении большой емкости процесс замедляется, но все эти вещи сильно подавляются.
То есть, если человек может по скорости себе позволить фильтр Бесселя с малым выбросом - это, в общем, неплохо.
Но что мощность драйвера от емкости не меняется, поверить трудно.
Цитата(AlexeyW @ Dec 24 2010, 15:50)

Я бы не сказал, что это совсем уж глупо и не имеет смысла. В его случае скорость переключения все равно достаточна.
А вот емкость затвора имеет пару проблем: во-первых, очень сильно зависит от напряжения сток-исток (кажется, в десятки раз). Во-вторых, работает проходная (правильно я ее назвал?) емкость (сток-затвор), образующая отрицательную обратную связь и приводящая к характерной "ступеньке" при переключении. При добавлении большой емкости процесс замедляется, но все эти вещи сильно подавляются.
То есть, если человек может по скорости себе позволить фильтр Бесселя с малым выбросом - это, в общем, неплохо.
Но что мощность драйвера от емкости не меняется, поверить трудно.
Прямо мысли читаете!
Мощность драйвера не меняется, если пропорционально увеличению ёмкости снижать частоту, в противном случае, конечно, увеличивается.
Зашунтировать затвор ёмкостями оказалось единственным способом избавиться от рекламаций и расходов на поездки и ремонт.
chistyakov1971
Dec 26 2010, 04:00
Попался на глаза драйвер TD350, стоимость копеечная, есть DESAT,.....
опыта эксплуатации ни у кого нет?
Microwatt
Dec 26 2010, 04:16
Хм.. не предполагал, что тут все работает на таких частотах, что обычные хлопоты о фронтах теряют смысл. Думал, речь о килогерцах 50- 60 хотя бы... А для 4-8кГц, конечно микросекунда не мера, да и драйверы ни к чему. Оптроном дохлым переключать можно.
Так это уже на феррите не сделаешь, кубометр будет. Пермаллой нужен или хорошее железо?
chistyakov1971
Dec 26 2010, 12:22
Угу..... железо.... аморфное, как для согласующих элементов так и для измерительных и для развязки
Не нравится этот оптрон можете взять пошустрее ACPL333, тока дарагой сабака
Burner
Dec 27 2010, 16:28
Цитата(YAF)
Сделал расчёт фильтра нижних частот 2 порядка, зашунтировав затворы ёмкостями 100 нФ (0,1 мкФ). Добавил индуктивности 1 мкГн вместе с индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора. Смоделировал и проверил на живом макете. Всё совпало. Работает замечательно.
Интересно. Дайте модельку и/или схему, коли не жалко.
Я делал драйвер с ВЧ заполнением. 10 МГц. Сложный, сцуко. А так вполне рабочий. Задержка порядка 100 нс.
AlexeyW
Jan 12 2011, 06:22
Цитата(Burner @ Dec 27 2010, 22:28)

Интересно. Дайте модельку и/или схему, коли не жалко.
Я делал драйвер с ВЧ заполнением. 10 МГц. Сложный, сцуко. А так вполне рабочий. Задержка порядка 100 нс.
Вы про расчет фильтра спрашиваете?
А что значит "драйвер с ВЧ заполнением"?
Цитата(AlexeyW @ Jan 12 2011, 15:22)

А что значит "драйвер с ВЧ заполнением"?
..Возможно, имеется в виду гальваническая развязка через трансформатор, когда информационный (управляющий) сигнал модулирует ВЧ-несущую..
Как альтернатива оптронам.
Такие схемы ОС я видел в древних апнотах..
AlexeyW
Jan 12 2011, 16:16
Цитата(Wise @ Jan 12 2011, 15:28)

..Возможно, имеется в виду гальваническая развязка через трансформатор, когда информационный (управляющий) сигнал модулирует ВЧ-несущую..
Ух ты, не знал. Вот за это спасибо, ценная штука
Цитата(Burner @ Dec 27 2010, 21:28)

Интересно. Дайте модельку и/или схему, коли не жалко.
Я делал драйвер с ВЧ заполнением. 10 МГц. Сложный, сцуко. А так вполне рабочий. Задержка порядка 100 нс.
Вот.
Для конкретного случая можете рассчитать сами.
max_donetsk
Jan 9 2015, 14:43
Доброго вечера, уважаемые форумчане! Подскажите, пожалуйста, методику расчета затворного трансформатора. Хочу сделать БП и в качестве драйверов затворов применить трансформатор, только нигде не могу найти, как его правильно рассчитать. Коэффициент трансформации 1:1, но как расчитать нужное количество витков, чтобы он не вылетал в насыщение?
Цитата(max_donetsk @ Jan 9 2015, 16:43)

Доброго вечера, уважаемые форумчане! Подскажите, пожалуйста, методику расчета затворного трансформатора. Хочу сделать БП и в качестве драйверов затворов применить трансформатор, только нигде не могу найти, как его правильно рассчитать. Коэффициент трансформации 1:1, но как расчитать нужное количество витков, чтобы он не вылетал в насыщение?
А чем "затворный" трансформатор отличается от "не-затворного"? Литературы по расчёту трансформаторов - море. Без труда найдёте все необходимые рекомендации.
max_donetsk
Jan 11 2015, 17:27
Да, согласен, ничем не отличается, уже все посчитал, все работает, спасибо!
Цитата(max_donetsk @ Jan 11 2015, 19:27)

Да, согласен, ничем не отличается, уже все посчитал, все работает, спасибо!
Это хорошо. Однако проблемы могут возникнуть, если требуется широкий диапазон регулировки, то есть, значительно меняющаяся скважность.
Рекомендую
почитать.
Александр Козлов
Jan 12 2015, 10:55
Только подключайтесь аккуратно и корректно
И главное не подключайте приборы во время работы преобразователя, здоровее будет...
Цитата
А чем "затворный" трансформатор отличается от "не-затворного"?
Всем. Главное, обычно, высокий коэффициент связи и экраны.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста,
пройдите по ссылке.