INDUCTION HEATING

Derba.
Вопрос такого плана. Как Вы считаете, используя шунт с падением U 75mV, использовать компоратор на прямую или предварительно усилить операционником и потом компорировать уже вольтами?

Можно так и этак. С усилителем немного точнее, но сложнее, и время задержки сигнала больше. А 75 мв компаратор с довольно большей точностью работает. Погрешность не более 1-2 мв, ими 3% точности , что вполне достаточно. Если компаратор на операционнике, то смещение в 1 мв относительно точки сравнения усилится в 10000 раз (это мин к ус. операционников, и оно обычно выше), или на выходе уже 10в. Компараторы так же имеют большие к усиления.

Дело в том, что в резистивном делители, варьировать милливольтами сложнее.

Речь не идёт о выходе, речь о входных напряжениях без разници на чём построен компаратор, варьировать милливолтами сложнее на входе, величины U малы, а вот в пределах 2.5v от нулевой точки хорошо варьировать резистивным делителем.
С милливолтами по входу нужен набор резисторов из ряда Е96 на худой конец Е48, а с вольтами Е24 годиться.

Посему и ТТ тут выгоднее. Я как то измерял, по измерениям время задержки сигнала операционник TL081 дает не менее 300-350 нСек, а два уже будет почти микросекунда. (время нарастания по даташиту 13в на микросекунду).
ТТ дает не более 10 нсек, и сразу можно подать на вход логики, к примеру CD4093 (К561ТЛ1, логика с триггером Шмидта, тут можно добиться время реагирования менее 100нсек, логика дост от 10 до 40 нсек, в зависимости от типа. А время порядка 1 мкСек уже много, все может и погореть.
Вот пример, ТТ, вторичка 30 витков, при токе 50А идет закрывающий импульс. Задержка минимальна. Размер кольца в приципе роли не играет, но обычно ставят помельче. При 100мВ на первичке ТТ идет сработка. Можно и меньше сделать напряжение, на вторичке напряжение в 30 раз больше. Можно и компаратор поставить, тогда и 20-30 мв на первичке ТТ можно добиться.(0.6-1в на вторичке).

И еще огромный плюс с ТТ, схема управления гальванически развязана
от первички, чего не скажешь за шунт.

Как вариант - готовое решение проверенное фирмой (HP = Hewlett-Packard = http://www.hp.com)
Также можно использовать для других защит типо тепловая перенапряжение и т.д. на микросхеме http://www.soemtron.org/downloads/disposals/mc3423.pdf

А как быть с инвертором ИН, при увеличении нагрузки в индукторе, ток в ключах и в трансформаторе падает?, разве что контролировать ток потребления из сети.

Нас интересует ток ключей (первички), это самый уязвимый участок.
По первичке можно 1- регулировать мощность и устроить защту..
Регулировать мощность. Есть несколько методов:
Вот некоторые мне известные.
1 уход частоты от резонанса.
2 пропуск импульсов накачки (pdm)
3 уменьшение напряжение питания.


Самый простой - 1 вариант, на вход ГУН CD4046 подается положительные импульсы,
Вот вариант. Это модель регулировки АПЧиФ с защитой, красным обведена защита. U12- ограничитель мощности. R21 –регулятор мощности, при превышении тока подаются положительные импульсы на микросхему CD4046 (АПЧиФ), которые вырабатывает U12,через D15, R34 поднимает напряжение на входе ГУН (9 ножка), и частота уходит от резонанса и ток первички падает.
U15- защита, пре превышении тока в первичке выробатывается импульс который перебрасывается триггер защиты (на схеме не указан), и этот триггер блокирует работу драйверов управления полевиками.

У меня 3 вариант, стоит ТТ в первичке, и при превышении тока идет уменьшение напряжения на выходе. Схема работает, но слишком сложно и громоздко вышло.

А я об чем ? Только в ИН ток падает под нагрузкой , как это не парадоксально.

Вот так выглядит ограничение тока в моем резонансном сварочнике. При увеличении тока ,открывается TL 431 и уменьшает частоту, кстати сварочник работает тоже ниже резонанса. Блок питания является также и драйвером( оригинально?)

Оригинально, такое управление затвором вижу впервые.

Вот именно. На ХХ при максимальной амплитуде в контуре ток по первичке тоже макисмальный. И как тогда ТТ увидит перегрузку ключей? Если при ней ток, который видит ТТ, наоборот, упадет

Такое управление не плохо зарекомендовало себя в сварочнике. Думал применить его и ИН, очень простое и дешевое решение, но здесь возникают некоторые трудности, в частности с вентиляцией. В сварочнике генератор работает постоянно, следовательно и вентиляция, а в ИН, будет включаться только при нагревании. Но можно поставить вентилятор на 220 В. Так же надо решить проблему, ограничения тока заряда конденсаторов фильтра. И еще кое что.

А зачем нам вентилятор, если работы нет? Все правильно.

У Вас же решена проблема, стоит дроссель. А можно поставить лампочку, ватт 100, и параллельно реле. Когда включится блок питания, то включится и реле. У меня так. Задержка на включение БП вполне хватает, а БП вырабатывает напряжение на обмотку реле.

Лучше когда вентилятор крутится и в промежутках между работай. Все эти мелочи решаемы. Выбор сделан, так что эта идея осталось в прошлом. Может она кому то будет интересна.

А что плохого если защита сработает на ХХ - просто не будет ХХ. В любом случае когда-то настанет тот момент что и под нагрузкой либо при резком ее изменении (выпала заготовка, тигель лопнул и.тд.) ток превысит максимальный для ключей для этого и "Защита инвертора при превышении тока"

ТТ повторяет ток первички, если ключи перегружены , то и ток ТТ большой. Тогда и срабатывает защита.

Совершенно верно, лучше пусть защита сработает, чем потом ключи менять.

Привет Всем!
Вот накидал схемку и проверил на макетной, работает.

схема не рабочая!!!!!
попалишь ФСЬО!!!!

Подобную схему делал неоднократно, работала без проблем. Питание, правда 10в минимум, и вместо компаратора - операционник. Схема вполне рабочая.

Не вижу большого смысла в такой защите. Допустим она будет ограничивать ток ХХ. Если в индукторе будет большой образец, инвертор нормально заработает, а если надо нагреть маленькую деталь? Она практически не повлияет на величину тока( разве что, на 1-2 А). И чтобы инвертор начал нормально работать , защиту все равно придется настраивать на ток ХХ.

Защиту настраивать на максимальный ток транзисторов (который они выдержат).

Совершенно верно. Особенность инвертора с последовательным контуром такова, что через ключи идет максимальный ток. Вот этот ток и надо ограничивать,получается, что ток ХХ это и есть максимальный ток первички, получается, что вы говорите об одном и том же. А блокировка (полный останов) нужен при аварийной ситуации: КЗ (пробил конденсатор, замкнул индуктор, и прочие неприятности), что бы не спалить ключи.
К примеру для ключей IRGP50B60PD(1): ограничение -50А импульсного, а блокировка - 60А . И надо делать такую защиту как можно быстрее, счет идет на сотни нсек,(индуктивность рассеяния согласующего транса немного задержит выход ключей со строя, но не долго), иначе в аварийном случае без защиты горят ключи.

Вы как всегда в своём репертуаре, Ostap и Derba правильно изложили трактовку "защита", данное решение, это поставить защиту на максимальный ток ключей, ведь это одна из защит, есть так же сетевой автомат и дополнительно в обязательном порядке ввести защиту с использованием ТТ так как это единственный метод отслеживания и контроля больших бросков тока при переходе образца через точку Кюри. А Вы говорите зачем это нужно!
У меня нет ни какого желания ставить большое ведро под палево. У меня тошибовский инвертор для асинхроннова двигателя, так у него 5 видов защит, какими только движками я его не перегружал, ни чего, живёт уже 15 лет и не хрена ему не делается.

Уже все придумано и работает в нормальный драйверах.


В течение времени отклика между включением транзистора и его переходом в состояние насыщения устройство мониторинга Vce неактивно. При возникновении Vce или ошибки уровня напряжения срабатывает блокировка силового ключа, и драйвер становится невосприимчив к управляющим сигналам. Это выполняется автономно в каждом из каналов драйвера и без участия блока IGD 001. Блокировка срабатывает незамедлительно при достижении порога напряжения на резисторе Rth. При одновременном изменении управляющего сигнала на блок LDI 001 передается информация об ошибке для запоминания. После этого драйвер игнорируeт любой управляющий сигнал в течение интервала блокировки. При отсутствии изменений сигнала управления инфорация об ошибке продолжает сохраняться на LDI 001 после окончания блокировки и стирается коротким отрицательным импульсом на входе VL/Reset. Информация об ошибке стирается также автоматически при поступлении управляющего сигнала после интервала блокировки. Последний случай показан на ри

Вы что можете посоветовать по компараторам быстродействующим, а то LM311 это то что я у себя нашёл болеменее, операционники отпадают сразу.

[quote="Vitek"]Уже все придумано и работает в нормальный драйверах.

Вы также в своём репертуаре, я использую то, что есть... как и все на этом форуме. Кацапа тоже "придумана" миллионы лет назад, но почему то не использует...

Значит нужно доходчиво донести общественности в чем уникальность вашей разработки и чем она принципиально отличается в лучшую сторону от схемы на одном транзисторе. Защита лишней не бывает, поэтому все тонкости этого важного узла надо изучить очень серьезно.

А Гугль у Вас не работает? По поиску "быстродействующие компараторы"
нашел . Первый, так вообще задержка меньше 1нСек.
LM219 есть на Имраде, около пол доллара. 80 нсек задержка, вполне нормально для наших частот.(LMV7219 так же имеется. 2 доллара штука, но 7 нсек всего время задержки, и выход puch-pul).
А интересно, чем операционник не угодил?

Vitek! Да это не какая не уникальность, о шунтовом методе токовой защите, данный метод не допускает превышение максимально допустимого тока устройством, а тонкость заключается в том, что компаратор позволяет с достаточной точностью отследить и настроить защиту на определённое срабатывание, малые падения напряжения в плоть до нескольких милливольт на очень низкоомном шунте, в данном случае 0, 00125 ома, а значит убрать из схемы "кипятильник" в виде обычных резисторов, которые нужно охлаждать, а при больших мощностях их просто нельзя использовать или делать отдельный блок, а здесь всего получается маленький шунт и даже не греется.
А защита на одном транзисторе не позволяет отслеживать входные сигналы в несколько милливольт, тем более калибровать их, а здесь пожалуйста, устанавливай несколько калибровочных резистора на нужный ток и коммутируй их, перестановкой джамперов на нужный ток защиты, ведро под палево можно сразу выбросить.
Данную схему защиты уже делаю в железе и она будет обязательно реализована, а вот дополнительная защита через ТТ, нужно конкретно посоветоваться с Derba, у него большой опыт в этой области.
Вот как то так Vitek, всё просто понимается но трудно реализовывается, то что Вы говорили выше постом, да грошей нет на это, как говорится "дайте деньги и я весь мир куплю".

Vladimir-kvant, тут не только в деньгах дело, очень большие коммутационные помехи по шинам гуляют и если есть на шинах индуктивность, а в любительских установках ее никто не учитывает, шины питания не всегда отражают реальную картину. Чтобы уйти от помех при коммутации ключей и служит приведенное мной описание правильного драйвера. Там напряжение между эмиттером и коллектором замеряют уже после переходных процессов, и если оно больше допустимого, уходят в защиту. если и ВЫ в своей схеме сделаете попытку уйти от коммутационных помех и ваша схема усложница намного и тут еще нужно будет посмотреть, что дешевле будет, покупать правильные, выполненный в интегральном исполнении драйверы или самому "изобретать велосипед". По этой теме я все сказал.

Спасибо! Да LM219 в доступности у меня, надо заказать и поработать с ним, разобраться в даташит.
Почему ОУ нет, ведь компаратор заточен под это, то есть преобразователь аналога в логику, что нам и нужно,как говорится "топором рубит", обвески минимум.

В моем защита точно не пойдет ,есть сквозняки. Есть вот такое видео, вроде бы по схеме Кухтецкого, но из сварочника. Там сквозняки гуляют секунд 10, пока АПЧ захватит частоту. Похлеще моих будут. https://www.youtube.com/watch?v=fbZ2NNEi29M

Используйте ТТ по первичке, сквозняки проходят мимо. Или фильтр, резистор - конденсатор, сквозняки сгладятся.

Почему не пойдёт? Всё пойдёт, ведь это просто электронный предохранитель настроенный на определённый ток и стоящий со стороны минуса блока питания и своим логическим выходом компаратор блокирует прохождение управляющих импульсов на драйверы и если не использовать триггер как у Ksv, то блокировка драйверов будет определятся временем гистерезиса компаратора, то есть R5 в положительной обратной связи, как только ток упадёт по постоянки, соответственно падение напряжения уменьшится на шунте и триггер в компараторе перевернётся и разрешит прохождение сигнала через драйверы на ключи.
У Вас есть сквозняки, но нет прямого КЗ который разрушил бы кристалл, хотя это близко к этому. Ведь максимальный ток транзисторов надо брать такой, который держит транзистор при 100C, а не тот который максимально возможный при 25С, и защиту выставлять на ток при 100С, а если тока не хватает, значит паралелить транзюки или использовать что то более мощное.
У вас также стоят снабберы по питанию которые глушат сквозняки и уменьшают мгновенную. Мне так кажется такая защита у Вас будет срабатывать постоянно при амплитуде сквозняка, но ключи не даст убить. Надо гасить сквозняки.

Derba! Ваше решение по снабберам в цепи питания, это что вы обсуждали с Фениксом, специалисты высказали положительный вердикт по этой теме и говоря, что достаточно одного в положительной цепи только правильно расчитать.

Согласен, достаточно и одного, но если в каждом ключе, то будет надежнее. В общем объем работы не велик, что бы поставить такой снаббер.
И это не мое решение. я такое решение содрал с промышленной установки, еще в прошлом столетии, и пробовал в железе много раз.

А как же на счет видео? Вы делаете ИН по Кухтецкому, такое присутствует или нет( длительный захват частоты и сквозняки)? Если присутствует, то грош цена такой защите.

Derba, вот как реализовать защиту с использованием ТТ по сценарию полумоста Ksv при переходе точки Кюри, как бы отслеживая и ограничивая ток.

У Ksv таких запредельных выбросов нет, так как использует частоту выше резонанса, а затем приближается к резонансу на малом ПДМ, а затем поднимает мощность. Предложенное мной, ни чем принципиально не отличается от Ksv только избавляет от кипятильника в виде набора резисторов и работает точно также.

В схеме с частотой выше резонанса сквозняков нет в принципе. И регулировка тока тут делается просто, поднять частоту инвертора, чуть уйдем от резонанса и ток первички упадет до нужной величины. Если ток меньше , то чуть меньшить частоту, приблизиться к резонансу. А ТТ даст импульс на повышение частоты.. Я уже говорил viewtopic.php?p=19547#p19547

Уходите от ответа. При запуске, рысканье частоты есть или нет?

А где Вы увидели ручное управление? Все автоматически. Почитайте описание по ссылке. Ведь компаратор (U12) совместно с ТТ вырабатывает положительный импульс автоматически при превышении тока.

Я немного не то хотел сказать, исправил свой пост.

Рыскание частоты начинается с записанной в EPROM, то есть выше резонанса и далее приближается к резонансу на малом ПДМ, а затем поднимаем ПДМ, то есть увеличиваем мощность, а если по каким то причинам превышен ток, сработает защита по току, по схеме Ksv просто перевернёт триггер и блокирует прохождение импульсов на драйверы и придётся перезапускать заново, а если из схемы защиты выкинуть триггер и подать сигнал непосредственно с компаратора на драйверы то защита постоянно без перерыва будет ограничивать ток нагрузки (не пропускать импульсы на драйверы), как только ток нормализуется ограничения снимутся. А причина завышения тока, например КЗ в индукторе.

Вот это меня и смущает. Я согласен что эта защита будет работать при постоянной частоте, но при работе АПЧ, а именно при запуске, когда идет захват частоты- вызывает сомнения. Как говорится "гладко на бумаге да забыли про овраги" . Еше и с ПДМом не известно как себя поведет. Пробуйте, интересно увидеть результат.

Практически нет.
Импульсы короткие. Компаратор без гистерезиса, и регулировка получается довольно плавная. Вот модель. До конца не стал моделировать, слишком долго, этот участок более часа, дальше устаканивается. И колебания по амплитуде тока первички от 21 до 23А. т.е 10%, и зависит от R34, и можно значительно уменьшить, но тогда плохо откликается на резкую смену нагрузки, а так время реакции меньше 0.3 мСек. Хотя в железе посмотрю.
Это полная модель, именно такая схема работает у меня в железе, только без схемы защиты и регулировки тока ( у меня в железе этот узел к сделано по другой схеме). Работа модели и железа очень близкая.



Я, кстати, начинаю делать мост, мало мощности дает полумост, а надо 3 кватта, иначе на 1,1- 1,5 кватта сталь не плавится. Оплавляется, вот- вот расплавится, а не хочет до конца.

При запуске схема защиты не работает, ток гораздо меньше, чем максимальный. Она заработает только когда ток в первичке достигнет уровня ограничения.

Видите, сколько у вас сложностей.... а у 3875 все что надо уже есть. Вся управа на одной микре. Неужели оно того не стоит?)

Я считаю, не стоит, тут конечно фазовая регулировка хорошая вещь, но в той схеме, что я делаю она не нужна. И чем UС3825 чем хуже по функциональности? Не считая, конечно, фазовую регулировку. SG3525, конечно, уступает немного, но и ее функциональности хватает.