INDUCTION HEATING

То Владимир. Разница заключается в том, что оптодрайвер располагается в непосредственной близости от силового ключа, а гасящие резисторы светодиода каждый использует, что есть под рукой (без индукционные, индукционные).
В рис.3, без разницы какого исполнения резистор. Ведь управление транзистором осуществляется смещением между базой и эмиттером, а про рис. 2 я вообще молчу.

Рис 1 и рис 3 отличается еще тем, что по рис 1 транзистор в активном режиме, а по рис 3 в ключевом режиме, а ключевой режим имеет задержку выключения, что несколько ухудшает характеристику. И для рис 1 так же индуктивность резистора мало влияет на схему. Ток идет или через ключ, или через светодиод, и получается, ток резистора практически одинаков, та же и как и по рис 3. Но, учитывая быстродействие оптодрайвера (задержка порядка 80нсек) время рассасывания носителей в ключевом режиме все таки мала, по сравнению с задержкой оптодрайвера, то и получается, что рис 1 и рис 3 по работе практически идентичны.

Дособирал защиту, поплавили алюминий. Весело!
В защите надо на кнопке заменить подтягивающий резистор с 1к на 680к, и естественно конденсатор 10 нф между землями (как советовал Фулюган), тогда она срабатывать от помех перестанет. Ну и светодиодом оптодрайвера управлять через транзистор, как рекомендуют в документации.





Однако на полутора киловаттах один нижний ключ сгорел. Причем сгорел, когда капля алюминия выпала из индуктора. Хотя защита вроде бы сработала.

Заменил ключи IRFPS37n50A на IRFP460, у них затвор пошустрее. Помогло, но не сильно.

Может действительно, в пустом индукторе энергии некуда деваться, и она фигню творит? В свое время хотел поставить шоттки 60CPQ150 сверху ключей, чтобы ключи быстрее запирались, даже нарисовал их на схеме, но так и не поставил.
Что теперь делать, разрядник ставить? Или контроль напряжения, чтобы защита срабатывала и от превышения тока, и от превышения напряжения на пустом индукторе?

И еще думаю. Может у меня разводка силового моста плохая? У Сергея Кухтецкого ключи расположены далеко друг от друга, а у меня близко и рядом. Может ли оказаться, что ключи наводят помехи друг на друга и на больших мощностях открывают друг друга как им ни попадя? У меня навесной монтаж с кучей петель.

Кубриков
Вам тыщу раз говорили: выкиньте макетные платы!

Так ведь у Кухтецкого на макетных платах все нормально работает ))

Дык она сработала, после того как ключ сгорел. Или наоборот сгорел от защиты. Если разорвать цепь питания, куда энергии деваться? В нормальном случае, она циркулирует между источником питания и контуром. А если разорвать цепь, там напруга такая , что не один ключ не выдержит.

Так я поставил на ключи пробойники 1.5KE440CA. Скорее они должны были сгореть. А они целехонькие.

Я так понимаю, нужны еще снабберы и пробойники между линиями моста. А не только на ключах.

Нормальная напруга будет, ни какого выброса нет, весь ток идет через рекуперационные диоды. Тут другая причина. Скорее большой ток был, и в этот момент закрылся ключ. Если малая емкость снаббера, или CD снаббер, то в момент закрытия развивается большая мощность. К примеру ток 70А, напряжение будет 310В на ключе, то мгновенная мощность в момент закрытия будет ок 22 кватта. Нужен снаббер емкостью:
U=I*dT/C
Откуда емкость снаббера:
C=I*dT/U
Время запирания ключа - 100 нСек, мгновенная мощность может быть до 7-10 кватт.
Т.е. за 100 нсек напряжение должно подняться до 310в, т.е ток распределился попол.
т.е. у каждого ключа по 10 -11н емкость снаббера. Тогда гарантированно ключ не сгорит. Обычно ставят 2-4н, что может быть не достаточно.
А у CD снаббера ограничение по току за счет резистора, и CD снаббер более предназначен для гашения паразитных колебаний. а не для защиты.

А чем CD-снаббер принципиально лучше простейшего CR, а то и просто С.

Мож RCD снаббер? У каждого свое предназначение.
Этот снаббер хорош тем, что малая мгновенная мощность в момент включения.
К примере, на ключе - 310в, и он включается, если будет стоять просто С снаббер, то будет большой неконтролируемый ток, и соотв мгновенная мощность запредельная, а это опасно локальным (точечным) пробоем. Резистор, обычно я ставлю для обратноходовых 470 ом, что ограничивает ток включения на уровне 0.7А (вариант снаббера на корпус).
Обычно они используются в обратноходовых ИН. RCD есть два варианта, один на массу (уменьшает мгновенную мощность, и на + питания, предотвращает от выброса за счет индуктивности рассеяния. Я в свои обратноходовые БП ставлю оба снаббера (см рис). Хотя и в чопперах ставится RCD снаббер.
А вот, для моста (полумоста) он бесполезен, в нашем случае С снаббер идеально работает, если частота инвертора больше резонанса, ключ включается при нулевом напряжении, и кроме того, вся энергия снаббера возвращается в нагрузку (рекуперационный снаббер).

Заменил конденсаторы на снабберах на 10 нф, стало хуже. Я так понимаю, ключи стали медленнее отпираться-запираться.

Кручу ручку задающего генератора вниз частоты, замеряю осциллограмму на ключе. Выше резонанса осциллограмма более-менее красивая. Но при подходе к резонансу начинает рисовать какую-то крокозябру и срабатывает защита. Ниже резонанса гигантские выбросы и защита срабатывает тоже.

Грею прилично выше резонанса, но там мощность с гулькин нос.
Когда засовываю алюминий, он типа парамагнетик и нехило сдвигает резонанс контура вверх, в отличие от железяк. Сразу же попадаю на околорезонансную область, и защита вышибает.

Не понимаю, почему такая некрасивая осциллограмма на резонансе? Должно же быть наоборот, на резонансе самая спокойная работа.

Задающая частота далеко выше резонанса.


Чуть ближе.


Подходим к резонансу



Резонанс


Ниже резонанса



Что за горбы спереди и сзади работающего ключа? Наводки от соседних ключей?

Это как раз работа ниже резонанса.

Не только, эти горбы (у нас на форуме называют уши)появляются, если dT велико, в данном случае тут велико dT, иначе уши были бы с одной стороны. . Тут ток поменял свое направление. Включение транзистор, без спец мер защиты чревато сквозняками и спаленным ключами. , у Феникса стоит зашитный дроссель.

[quote="Кубриков"]Заменил конденсаторы на снабберах на 10 нф, стало хуже. Я так понимаю, ключи стали медленнее отпираться-запираться.
[quote]
"Подходим резонансу"-самый лучший вариант для данной схемы. Горбы- это поведение схемы в мертвое время. При подходе к резонансу сверху индуктивное сопротивление уменьшается. затяжка фронта тоже, то в индуктивности успевает сменить направление.
Появление "ослиных" ушей чревато сквозными токами.
Увеличение емкости снаббера не влияет на скорость коммутации, она влияет на форму горбов.

Боюсь,вы не правы какой тут дедтайм.Тут явно видно -когда в противоположном плече ток достигает максимума и меняет направление-большой горб,и когда ток переходит через ноль,маленький пик.Скорее всего при смене направления тока перезаряжается емкость drain-source и затвор оказывается выше истока и транзистор открывается.Лечится двухполярным питанием затвора.

А его там и не будет пока у Константина присутствуют диоды 1N5418 в затворных цепях после ГДТ.

долой диоды 1N5418 в затворных цепях!!!! .

и заодно можно трансформатор затвора переделать - 15/25 - чуть вырастет максимальное на затворе как вверх так и вниз
для гарантии - двухсторонний супрессор на 15-18 вольт

Прошу прощения, dT - это мертвое время или время открывания ключа?

Да я вот думаю - нафиг эти GDT. Поставлю четыре опторазвязки и четыре маленьких трансформатора для питания на каждую.

dT -скорее всего derba имел ввиду скорость нарастания напряжения.Uon-Uoff/Ton(время открытия ключа)

Нет, это "мертвое " время.
Вот, что получается при большом dT.
На затворе видны вбросы, за счет проходной емкости, но они не очень то и критичны.
Тут резкие уши, можно подогнать режимы ( подобрать режим, что бы ток первички был мал, чем он меньше, тем более закруглены уши), что бы было точно, как на осциллограмме.

Боюсь что Вы не все знаете. Почитайте форум или сделайте модель. На этом и предыдущем форуме про это можно почитать используя ключевое сочетание "ослиные уши". Автора термина - не помню.
Смысл такой. Например проводил нижний транзистор. Ток шел через него. Он выключился. Но, так как мы работаем выше резонанса, нагрузка имеет индуктивный характер. Ток через нагрузку перезаряжает емкостной делитель (конденсаторы снаббера). Нижний конденсатор заряжается, верхний разряжается. Напряжение на выходе полумоста растет. Когда конденсаторы перезарядятся, ток, который нельзя прервать, пойдет через диод верхнего транзистора.. ВОТ самый БЛАГОПРИЯТНЫЙ момент включения верхнего транзистора. Но у нас БОЛЬШОЙ дедтайм. Ток меняет направление и начинает течь через диод нижнего транзистора. А мы тут включаем верхний транзистор. Нижний диод не успевает закрыться и возникает сквозной ток.
Перезарядка конденсаторов и дает вид вид трапеции на выходе полумоста (при чисто активном сопротивлении нагрузки мы бы наблюдали "мавзолей"

Вот, подстроил режимы в модели, тут близкое соответствие формы напряжения к реальной осциллограмме. viewtopic.php?p=22281#p22281
И видно, что мертвое время тут имеет большой размер. Кстати, такая форма сигнала при большом dT исключает возможность регулировать мощность методом ШИМ.

Раз уж написал модель, решил проанализировать.
1 Частота падает, и проходит через резонанс. Резонанс ок 1.52-1.55 мсек
2 На частотах выше резонанса мгновенная мощность на ключах в момент переключения малая, и роли практически не играет для нагрева ключа. График 2, а ток через рекуперационный диод приобретает вид сквозняков.
3 Появляются уши.
4 Видно, что на частоте ниже резонанса амплитуда тока падает меньше, чем при частоте выше резонанса. Т.е. по схеме Феникса можно регулировать с больщей точностью, и возникновение биений менее вероятно.

Кстати, при dT=500нСек ни каких ушей не наблюдается. Есть только признаки появления этих ушей, но не более. (точка а)
Отсюда вывод: для корректной работы надо стремиться к тому, что бы мертвое время было , как можно меньше, обычно достаточно 400-450нсек. (у меня адаптационный драйвер, получается автоматически минимальное dT и оно равно 350-360нсек).

И вот, последнее моделирование, влияние dT на мощность на образце. Среднее значение (ок 4.9 амплитудного кватт, мах , на диаграмме не указана, не дошел до нее-2.4 кватт примерно средняя) равна выделяемой мощности.
Тут видно, что с увеличением dT мощность падает.
Как падает мощность при увеличении частоты, это другая диаграмма. Начальная частота чуть меньше резонанса. 3% изменения частоты – мощность падает в 2 раза. Т.е. ручная регулировка тут проблематична.
Если же использовать (третья диаграмма) частоту ниже резонанса, то тут изменение частоты на 6.8 % мощность падает в 2 раза. Тут уже можно и регулировать в ручную.
Как показала практика, модель дает довольно точные результаты.

Я могу это подтвердить- все проверено на практике. При рабочей частоте в 45 кгЦ, могу понижать частоту до 35 (регулировочный резистор 4,7к). При этом нагреватель продолжает греть, до легкой побежалости. Такая регулировка очень удобна. А когда происходит перескок через резонанс, мощность падает как в "обрыв". Так что Кубриков советую попробовать. Регулировка мощности, не единственный плюс, при таком способе инвертор не боится КЗ в индукторе, и спокоен к точке Кюри.

MCP41010-I/SN является 1-канальным, энергозависимым, цифровым потенциометром с разрешением 8 бит в 8-выводном корпусе SOIC. Положение движка изменяется линейно и управляется через стандартный интерфейс SPI. MCP41010 обладает сопротивлением 10кОм, отличными AC и DC характеристиками и потребляет менее 1мкА в статическом режиме. Предусмотрено программное выключение, которое отсоединяет клемму «А» от стойки резисторов и одновременно соединяет движок с клеммой «В». И защита и регулировка 2 в одном.

Это справочник?

Это предложение.

Лет 12-15 назад было для меня актуально.
Меня ещё больше с памятью интересовали (типа, подстроечник). И лапок мало (sot-5).