Я так и не понял почему:

Безотносительно рекомендаций автору.

А как же тогда? Параллельный - это и есть резонанс токов, вестимо. Как последовательный - напряжений. Почему они на разных частотах?


А параллельный какие реактивности использует?

Насколько плавно они переходят друг в друга зависит от параметров трансформатора и добротности. Ну а последовательный всегда выше, так как индуктивность рассеяния не может быть больше индуктивности обмотки

Есть вторичная обмотка и приведенная емкость на ее зажимах. Они же дадут параллельный резонанс.

Так вот... вернемся к баранам ТС, то есть к моим. Расскажу про проделанный эксперимент, поделюсь опытом.

Попробовал вначале 6кВольт RMS на выходе получать, на входе можно либо 12В постоянки, либо 220В сетевых. Что попробовал:

1. полномостовым образом вогнать 12В в один транс (тор 10см) с коэффициентом трансформации 375 (первичка - 4 обмотки по 2 витка), вторичка одна обмотка с 750 витков,
2. полномостовым образом вогнать 12В в один транс (тор 10см) с коэффициентом трансформации 20 (первичка 39, вторичка 750) и выход снова в такой же транс (первичка 39, вторичка 750), то есть первый транс поднимал напряжение до 360В переменки, а второй до 6кВ,
3. входные 220 переменки выпрямил до 310В, и вогнал в один транс c коэффициентом трансформации 15 (первичка 50, вторичка 750).

Во всех экспериментах вторичка была на тор намотана, пропарафинена, прозазорена на 1см, а поверх моталась первичка/первички. Реально использовал только два транса и перенаматывал первички.

На выходе стояли умножители двухполупериодные, в + и в -, оба по 5 ступеней, в пике должно было получаться 90кВольт, реально выход этих каскадов был через 8кОм резисторы воткнут в 110кВольтный конденсатор на 5нФ, и в параллель к нему ключ-разрядник, который на 70кВ срабатывал.

Менял частоту накачки на МК линейно с X до Y, так, что X - было сразу после разряда, а Y - непосредственно перед разрядом, а в промежутке - линейная аппроксимация. X и Y подбирались по Ньютону на основе затраченной энергии на один импульс.

Выводы:

КПД схемы 3 достигда 76% при 100В мощности, при 1кВ мощности было около 60% КПД.

КПД схемы 2 было больше КПД схемы 1, но выйти на 1кВ выходной мощности удалось только при 50% и 30% КПД соответственно, реально трансы грелись ужасно, можно было экспериментировать только около 10 секунд, а потом ждать пару минут пока парафин застынет. В то же время на схеме с двумя трансами КПД около 70% достигалось при 10Ватт нагрузке (около одного импульса в секунду моей схемы).

Выводы... сами понимаете... два транса - геморно и не нужно, имеет смысл только если у Вас под рукой нет нормальных ВВ мосфетов, чтобы питаться от 220В. Может иметь смысл только если питание только низковольтное, и очень стеснены по габаритам.

Off/PS: предварительные опыты, правда на меньшее выходное напряжение, буст на прямую воткнутый в длинный умножитель пока даже более успешны на небольших мощностях, чем схема 3. Буст на 335мкГн, 100витков, 0.6Дж до насыщения, микрометальный тор примерно тех же габаритов. Но управление там - МК уже на самоподстройку еле-еле хватает.

Это надо понимать так, что паразитные реактивности сопоставимы с "рабочими"? Это какие же должны быть потери у такого транса?

Это хороший совет, спасибо.


Нет. На что именно влияет изоляция? К чему темнить в таком простом вопросе? Что понимается под "Конструктивным расположением" - то, что между слоями лакоткань проложили? Габарит обмотки вырос? Разнесли первичку и вторичку на разные строны магнитопровода? Вот вроде и все варианты. Я так думаю, что имелось ввид, что большая индуктивность вторички приводит к высокой индуктивности рассеяния и нечего на изоляцию ссылаться.


А, собствннно, кто сказал, что частоты сопоставимы? Я второй всплеск ЧХ не наблюдал.

Емкость обмотки и индуктивность намагничивания.

Для прояснения ситуации. Индуктивность рассеяния и паразитные емкости трансформатора зависят от геометрии обмоток и их взаимного расположением в пространстве. Для обеспечения высоковольтной изоляции приходится выполнять пространственное разнесение обмоток (про лакоткань и компаунды всем известно - но их нужно куда-то впихнуть) - либо выполнять их на разных кернах, либо делать достаточно большой зазор между обмотками (заполненный изолятором). Кроме того, большое количество витков вторичной обмотки часто не позволяет оптимизировать намотку по критерию Lрасс. Отсюда - большая Lрасс. С емкостями проще, но тоже не всегда.

Обмотки или нагрузки?

За свои про индуктивность рассеяния не скажу, для моделирования важно подогнать импеданс модели реальному трансформатору, что бы проверить работу ПИД регулятора на разные перегрузки. Отношение частот голого трансформатора разы.

По потерям.
Когда то измерялся кпд В.В. источника на 110 кВ с питанием от 52В (1,4А мах). Работал он на параллельном резонансе нагрузки, обычный мост. Суммарный к.п.д. от питания до нагрузки был более 80%. То ли 82, то ли 84, лень документы поднимать.

P.S.
Транс CCFL серийного LCD монитора. Индуктивность (измеренная) в.в. обмотки 1.44 Гн. На схеме указана индуктивность (судя по названию и значению, рассеяния) lK =0.3 Гн. Мощность трансформатора до 20Вт, соотношение витков 1:100. Частоты уже не помню, но не проблема посмотреть.


Я сказал и объяснил почему, больше повторять не буду.
Возьмите генератор, двухлучевой осциллограф, поставьте токовый шунт и внимательно снимите характеристику на синусе обращая внимание не на напряжение на выходе умножителя, а на изменение импеданса (амплитуды тока и напряжения на входе трансформатора) и сдвиг фазы между током и напряжением.

Что имелось, то и написано.
При одной и той же высокой индуктивности в зависимости от конструкции будет разная взаимная индукция обмоток и паразитные емкости.
А конструкция зависит, в том числе, от требований к изоляции, которые зависят от напряжения и рабочей частоты. Иногда приходится увеличивать изоляцию для уменьшения емкости.

Иногда и наоборот, полезно сэкономить на изоляции для поднятия собственной емкости.
Мне в трансформаторах для медицинского рентгена приходилось двигаться в обоих направлениях.

Все так и сделал. Конструктив трансформатора и его АЧХ на разных амплитудах первички внизу.
Ну нет у меня второго пика. Любопытно было-бы взглянуть на АЧХ других трансфоорматоров...

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вы смотрели зависимость коэффициента трансформации от частоты. И обязательно синусоидальный генератор. Первичная обмотка отключается, ставится небольшой токовый шунт. Один канал на обмотку, другой на шунт.
Какое, кстати, у Вашего трансформатора отношение витков вторичной обмотки к первичной и выходное напряжение?

Вы не описались - "первичка отключена"? Не понятна схема измерений. Как я понял, измеряется 2 величины ток и напряжение, наверное, все-таки в цепи вторичной обмотки(?), третий параметр - частота, что из этих величин отобразить на графике?.

У меня снята классическая АЧХ четырехполюсника – амплитуда на выходе/амплитуда на входе. (В нашем случае это Ктр.) Умножитель конечно-же откинул, первичка подключена к генератору. Вторичка нагружена на резистор 200 кОм.
Отношение витков 100:3000. АЧХ снимал на синусе, поэтому и мощности маленькие, генератор больше не тянет.
Напряжение при измерении АЧХ на вторичке было в районе 200В. В рабочем режиме (с возбуждением от H-моста) напряжение после умножителя регулируется в диапазоне 1-3кВ.

Т.е. подключена только к генератору, последовательно с одним выводом первичной обмотки резистор. Подключать лучше через трансформатор, тогда не будет мешать земля генератора.

У Вас на фото видно еще подключение.

Вы не задумались, откуда у Вас трансформация 60 при отношении витков 30?
Думаю, что если возьмете резистор на 1 МОм, то получите при своем измерении еще больший коэффициент трансформации.

Ужас! Я уже 50 сообщений написал в этой ветке с вопросом, где лучше работать на резонансе или рядом... Сначала меня Integrator убил вопросом "О какой частоте идет речь...", теперь Вы добить хотите.

Подключений на фотографии много, там первичка заведена на пакетник на котором можно коммутировать разные отпайки первичной обмотки, там же висит один канал осциллографа.
За ссылку спасибо, поразбираюсь...

На этот вопрос Вам ответили сразу и несколько человек. Вас не устроил ответ? Проверяйте сами. Другого ответа не будет.

А что Вы хотели.
Вам пишут про одно, Вы измеряете другое.

Ну, какой ответ - такой и вопрос. Сначала речь шла о частотной характеристике трансформатора, потом - о частоте накачки. Не могу так быстро переключаться.

Если речь о частотной характеристике силовой части - резонансов может быть сколько угодно, включая паразитные. У меня на рабочей характеристике 2 расчетных пика (если интересно - гуглите Multiresonant Power Supply), паразитные не считал. Могу скинуть картинку АЧХ/ФЧХ модели контура, только не научился еще как. И на какой частоте работать - решать разработчику. Отойдите от резонансов достаточно далеко - получите классическое жесткое переключение.

Если о частоте накачки РЕЗОНАНСНОГО источника - может быть, в определенных пределах, ЛЮБОЙ в районе резонанса, как выше, так и ниже, вопрос только в том, при каком импедансе Вы хотите работать и насколько близко к резонансу.

Да нет же! Меня не устроило, что после длительного обсуждения резонансных свойств Вы вдруг спрашиваете:

Отчего-бы и не спросить...


Я измерил модуль передаточной функции K(jw) четырехполюсника.

Вы предлагаете измерить частотную зависимость модуля импеданса Z(jw) входной цепи на холостом ходе и в режиме КЗ.
То есть превратить четырехполюсник в двухполюсник.

Однако, обе эти зависимости К(jw) и Z(jw) выражаются через T-образную схему замещения с импедансами Z1,Z2,Z3.
То есть, через одни и те-же частотно-зависимые параметры.
А значит, вид картинки АЧХ измениться не должен и новый пик на графике не появится. Тем не менее, проверю обязательно.


Было-бы очень интересно, только не модели, а реального железа. В моем понимании не должно быть близких резонансов ни на АЧХ трансформатора, ни на графике зависимости импеданса первички от частоты.
Не должно быть потому, что паразитная емкость вторички (параллельного контура) должна всех "съесть" так, как она намного больше остальных паразитных емкостей. На этом пункте я не настаиваю, поэтому и раскидал свой источник, и АЧХ измерил.


Ну конечно-же! Я и решаю, путем обсуждения критериев выбора рабочей частоты. А интеграторы меня не понимают.

Вас интересует конкретно трансформатор или резонансная система в целом?



Так в резонанснике, помимо трансформатора, есть еще и внешние резонансные элементы - ими и подстраивайте характеристику.

Ну мы по второму кругу начинаем обсуждать. Я'ж так и сделал, снял АЧХ системы в целом и настроился на резонанс системы в целом, а потом стал думать а надо-ли... где нагрузочная кривая будет круче падать, на резонансе или рядом с ним? Потом зацепились с qte по поводу АЧХ чистого трансформатора, он утверждал, что частотой накачки особо не поиграешся, там рядом с пиком параллельного резонанса будет пик последовательного. Уйдеш в сторону - попадеш на другой резонанс. Я с этим не согласился, и пока-что не соглашаюсь. Вот, сейчас и исследуем частотные свойства чистого трансформатора.

Постараюсь снять характеристику в ближайшее время. Насколько я помню, у конкретного трансформатора на 10 кВт было 2 резонансных пика - в районе 100 кГц и 4,5 МГц.

На том пике, который у Вас на графике, выходное напряжение будет падать с изменением нагрузки. Более того, если у Вас генератор работает на этой частоте, то ничего хорошего в этом нет.

Я ни с кем здесь не зацеплялся, а пытался Вам объяснить (сами напросились) некоторые азы важные моменты (азы обидное слово, а я не хотел обидеть). Про частоту "накачки" я ничего не писал, так же как и про снятие характеристики при к.з. высоковольтной обмотки.

Уточню понятие рядом. Отношение частот, например, 3 раза. Но при этом вполне может быть, что при перестройке (повышении частоты) напряжение на выходе увеличивается до первого резонанса, затем спадает совсем немного и начинает далее повышаться в несколько раз. И у Вас первый резонанс, судя по вашему графику, должен быть ниже по частоте (например, на 6 кГц). Этот резонанс Вы увидите по нулевому сдвигу между током и напряжением первичной обмотки.


У него феррит ПК40 и проблемы несколько другие .

И правда, разъяснение азов. Напряжение всегда будет падать с ростом нагрузки! Вопрос - на какой частоте эта зависимость более пологая.

А почему?

Как бы там ни было, за обсуждение - спасибо! (безовсякой иронии).
А режим КЗ - это в той ссылке, которую Вы дали... При ограниченной мощности накачки - отличный вариант! А еще, там написано, что из снятых зависимостей импеданса от чатстоты можно вычислить все параметры схемы замещения трансформатора, только формул, к сожалению, нет.

Ниже приведены графики для модуля импеданса первички, снятые в соответствии с http://www.ridleyengineering.com/imped.htm .
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла
По прежнему очень хотелоось-бы увидеть частотные характеристики высоковольтного трансформатора, АЧХ/ФЧХ/Импеданс/ - что имеется. Желательно, конечно, не сильно мощного, 10кВт уж слишком от моего отличается. Сравнить-то интересно...

Посмотрите на Ваш график. Тот, что х.х.
Не знаю, откуда взялась первая точка, остальное более или менее соответствует.

Пик на 550 ом (на частоте близкой к той, что я предполагал) является первым резонансом, определяемым индуктивностью намагничивания вторичной обмотки, ее емкостью в сумме с другими емкостями.

Минимум в десяток ом на частоте между 10 кГц и 20 кГц является резонансом индуктивности рассеяния и емкости вторичной обмотки в сумме с другими емкостями.

В этих точках сдвиг фаз между током и напряжением нулевой.

Если у Вас частота накачки будет близка к частоте второго резонанса то Вы будете иметь большой коэффициент
преобразования напряжения (из-за резонанса) и очень сильную зависимость выходного напряжения от нагрузки (добротности) и/или дрейфа частот. Напряжение падает от нагрузки всегда, если нет стабилизации. Но в данном случае это падение на порядок больше, чем может быть.

Я дал первую попавшуюся ссылку для иллюстрации только схемы подключения, не более того.

Я Вам помочь не могу, так как смотрятся только точки резонанса.

Первой точки не должно быть. точнее, она должна быть меньше предыдущей. Или это какой то паразитный резонанс или проблемы с генератором.
Все остальное будет как у Вас, только частоты будут отличаться. Отношение частот резонансов как и у Вашего трансформатора близко к трем-четырем, только частоты у Вас очень низкие.
Успехов.

Первая точка вполне легальная. В области низких частот отрисовал одну точку (0,5кГц), но генератором (старенький Г3-112) крутил туда-сюда неоднократно - все воспроизводится. Есть еще резонанс на 480 кГц, но он не интересен, его и приводить не стал.

Ну вот, наконец-то все стало на свои места.
Если выбираем частоту на резонанс токов - имеем наилучшую нагрузочную способность, но расплачиваемся низким коэффициентом преобразования. Если выбираем рабочаю частоту на резонанс напряжений - получаем наибольший коэффициент преобразования с низкой нагрузочной способностью. Чтобы определить какой резонанс где - предварительно снимаем зависимость импеданса первичной обмотки трансформатора от частоты.

Еще раз спасибо всем, принявшим участие в обсуждении!

Все же не низким, а близким к коэффициенту трансформации.

Работать выше параллельного резонанса привлекательно индуктивным характером нагрузки для инвертора, что можно обратить в ZVS.
Однако тут возникает серьезное ограничение по выходной мощности по сравнению с работой ниже резонанса.

+100



Бывает полезно для питания нагрузки с сильно переменным сопротивлением или склонной к пробоям (легко организовать крутопадающую характеристику с минимальной запасенной энергией).

Выше частоты параллельного резонанса (на его графике пик 550 Ом) нагрузка должна быть емкостная. Или я Вас не понял.

Да, описался я.
Конечно последовательного!

Покорителям киловольт посвящается...

Прежде всего, юнитродовские семинары стоит прочесть

Статья вообще то не о "киловольтах", а о заказных IGBT с прямым водяным охлаждением.

Лет 10 назад тоже думал о прямом охлаждении подошвы IGBT водой, но разум победил - проблему решил не традиционной конструкцией водяного охладителя.

А Вы не пропустили мимо внимания резонансный шунт и "dual thyristor concept" ?

Печально что они не огласили реальных параметров своего HV трансформатора и внешних реактивностей.

"dual thyristor concept" - вообще странное название. Его происхождения я не понял.
Фишка лишь в том, что они перенесли контроль за включением при нулевом напряжении в сам драйвер.
А так, стандартная логика работы ключей с емкостными снабберами.

У них такая простая машинка получилась скорее всего потому что источник для томографии.
Там ограниченый выходной диапазон напряжений: 80-140. И по току, я думаю, он тоже зажат.

В источнике для общей рентгенографии очень тяжело получить мягкую коммутацию во всем диапазоне изменения нагрузки.

GOOGLE поможет...

dual thyristor, полагаю уместно перевести как двойник тиристора. Открывается ключ автоматически при снижении напряжения, закрывается по команде.

The ‘dual-thyristor’ (unidirectional in voltage, bidirectional in current, controlled turn-OFF and spontaneous turn-ON) is a good example of a useful three-segment switch