INDUCTION HEATING

Делал я управление на SMD с последними доработками на этих микросхемах по Кухтецкому, долго мучился я с этим решением, не буду жевать долго, в общем почитав про емкостя igbt и полевиков, стал искать другой подходящий мне способ управления транзисторами и нашел в некоторых схемах сварочников типа blueweld 164-211 и еще некоторых. Поюзал схемку на стенде, оч. понравилось, размножил\усилил (мучаю мост) сваял из подручных деталек часа за 3 на монтажке и горя не знаю больше с управлением (пока). Палил транзисторы сквозными токами при экспериментах, ни разу пока драйвер ни один не крякнул, может повезло. ТС4420 как страшный сон вспоминаю в этом решении, хотя у этой схемы тоже есть недостатки скважность не более 70%, но в мосту это не важно. осциллограмки управляющих сигналов выложить могу если интересно. спасибо, выговорился.

antoshka83
Приветствую. Фотографии ваших конструкций не дают понятия по какой схеме Вы собирали своё устройство. Ну, а коль решили поделиться положительным опытом извольте поделится схемой и какую элементную базу применили, осцилограммы тоже приветствуются.

Еще вопрос, направьте на путь истинный ломаю голову, какие сигналы снять в мостовой схеме для управляющей части, чтобы вести корректировку частоты, что с чем сравнивать?
частоту буду менять цифровым резистором AD5160BRJZ5 в RC цепочке генератора микросхемы, по SPI от ардуинки, 256 дискретных состояния вполне для ходьбы по диапазону, проверено работает исключительно, без дребезга, пришлось поверять т.к. инфы, что будет работать в RC так и не нашел.
Задача, мониторить фазы в как-то и находиться по частоте генератора чуть выше собственной частоты контура индуктора, наверное понятно.
в последовательном конуре при резонансе фазы I и U = 0
а в параллельном как то сложнее см. картинку (и да простит меня автор картинки)
или я не в ту степь копаю?

мостовая схема Кухтецкого С.В с защитой, изменена пока только управляющая часть, транзисторы hgtg30n60a4d, стабильно работают до 140кГц, далее начинаются потери, поэтому юзаю диапазон 60-150кГц.
download/file.php?id=636&mode=view схема
Думаю переделать защиту, не могу добиться стабильности срабатывания при одном и том же токе, но это после придумки управляющей части, что с чем сравнивать ФАПЧ или без него, просветления пока нет.







1 картинка сигнал на затворах
2 передний фронт без нагрузки
3 задний без нагрузки
4 под нагрузкой ~500Вт чуть выше резонанса
5 под нагрузкой ~500Вт ниже резонанса (плохо) защита не срабатывает т.к. ток низкий

Драйверок оригинальный , но осциллограммы не очень.
Обычно сравнивают фазы тока и напряжения.

Так как будет, ниже или выше?

Судя по схеме раскачки, у Вас "косой"..
Да и форма затворов подтверждает. А это уже асимметрия. Ничего хорошего для резонанса.

Да, как на схеме- не пойдет, но это можно исправить.

Есть такое, верхняя полочка тем ровнее, чем частота ниже, но думаю это не так важно как передний фронт и задний, а именно время заряда\разряда емкости транзистора, а именно для переднего фронта - конец полочки плато Миллера чуть менее, чем за 200 нс, а задний фронт полностью разряжен за 100 нс. Где то на форуме был расчет, сколько тепла выделится на транзисторе при переключениях на фронтах скажем 300 нс и скажем 100 нс при прочих равных.

Помимо времени фронтов, простоты, главным достоинством драйверка считаю большой по амплитуде отрицательный запирающий импульс при однополярном питании, в котором и происходят все паразитные колебания, величина которых легко достигает 5-7 вольт при большей подводимой мощности чем на осциллограмках выше. При однополярном импульсе сквозняк и излишний нагрев обеспечен.


должна частота генератора быть выше чем собственные, это я для примера показал, что будет если ниже при 500Вт. при 4 и более кВт, все гораздо хуже.

на схеме выше, показана управление одной диагональю моста, яж писал выше усилено\размножено

А размножено как?, просто добавлено обмоток в противофазе, или два таких узла в противофазе.
Я это сразу заметил. Что то не пойму последняя плата (фото), это что?

Это для товарища Кубрикова, пост ст.66, 10 марта, про smd платку на драйверках soic8 TC4420, я просто ее тоже делал миниатюрной для ручной гаражной индукционки-болтогрелки.
Эти драйвера у меня работали только в тепличных условиях, чуть что не в режим-кирдык, вот я подумав и сплагиатил управление со сварочников, работают же они, и автор давно забыт наверное, т.к. схема эта встречается в итальянских, американских и еще у каких то не помню производителях.

схему зарисовал, как у меня сделано

Слишком громоздко получается, я использую оптодрайвера HCPL3180, тоже отличный драйвер, пожег кучу IGBT входе эксперементов, а им хоть бы что. Правда с питанием немного сложней, но оно себя оправдывает.

Тоже думал в сторону HCPL3120, я их часто вижу в управлялке 3ф IGBT, в промышленных частотниках, они правда 500нс, а 3180 200нс смотрю, но хотелось двуполярный сигнал, почитав талмуды.

может кому интересно будет, вот какие сигналы когда-то намерил подбирая сопротивление затворного резистора в схеме KSV. TC4420 с трансформаторной развязкой.

Это тоже реализуется на HCPL, но питание еще сложней.

однажды ремонтировал частотник mitshubishi 90кВт, так вот там схема управления igbt модулями, была двуполярной из однополярного, на делите из конденсаторов 220мкф и стабилитроне, (зарисовал но не могу найти пока), уж очень напоминает см. ниже

както-так отриц. смещение питание 25-28В - на выходе +15-18 / -10

хорошее решение, завтра попробую на разных частотах и режимах. Спасибо за схемку ostap

помучал отличный драйверок на hcpl3120 по схеме выше, транзистор hgtg30n60a4d, частота 100кГц, нагрузка лампа накаливания 30В 3,5А, интересовали меня фронты, вот что намерил:

при U питания 26В


передний фронт 500нс - задний 200нс

и при питании 28В


передний фронт 300нс, задний без изменений 200нс.

Добавлю, что при U питания драйвера 30В, передний фронт стал 250нс, задний без изменений 200нс.
Думается, что у HCPL3180 показания будут лучше, но в наличии его у меня нет пока, как появится, повторю замер

Подскажите, плиз, как организовать защиту от сквозного тока в полумосте? Так, чтобы пока через один ключ идет ток, другой бы не открывался. Управление ключами с помощью оптодрайверов (напр. hcpl3120), питание драйверов двуполярное будет.

Да такого в принципе быть не должно, тем более с двуполярным питанием. Сквозные токи появляются при частоте генератора ниже резонансной. Но там не оба ключа открыты, а сквозной ток течет через открывающийся ключ и открытый диод смежного ключа. Почитай "ИН Феникс" там все разжовано и защита есть в виде дросселя.

Я работал с обеими, HCPL3120 и HCPL3180, время включения у них практически одинаково, только HCPL3180 время задержки меньше. А как Вы меряете? Надо измерять время от 3в до 8в и наоборот. При 3в начинает ключ открываться, при 8в ключ открыт полностью.
Не понял, что Вы измеряли при полном напряжении на мосту? Так легко и осциллограф спалить. Я понял по этой ступеньке, эта ступенька за счет эффекта Миллера.

Не кому не кажется, что при отрицательном смещении затвора, открывающий импульс задерживается на дополнительных 100нс?

Так оно и есть. И посему обычно больше 5 в отрицательное смещение не делают. Это смещение для предотвращения влияния колебаний и для уменьшения эффекта Миллера.
И при отрицательном смещении может изменяться емкость, как у варикапа, по наклону вижу, что она увеличивается.

[url=http://forumimage.ru/show/107107738][/ur

А что ж тогда этот эффект присутствует?

От него ни куда не денешся, но если без смещения получается не ступенька, а горб, что приводит к открыванию ключа, и соотв вход его в активный режим, что дает динамические потери. А тут эффект Миллера вырожден, и неприятности не приносит.

Я где то читал, что эффективность отрицательного смещения не доказана, но мало ли что пишут, я тоже пишу. Всю свою профессиональную деятельность я занимаюсь источниками питания. Начиная от резонансных,тиристорных, транзисторных, сейчас импульсных. Источники разных производителей, Юрьев Польского,АЛСиТЕК, ТВИТЕЛ и даже Siemens, разной мощности до 2кВт один модуль. Сам я их не ремонтирую, есть сервисные центры, но иногда они отказывают в ремонте, так как ремонт дороже и их списывают. Я их откровенно курочу в своих интересах. На некоторые даже есть схемы,с другими пытаюсь сам разобраться. Не чего сверх естественного там нет, но не в одном не встречал отрицательного смещения. И это меня наводит на определенные размышления.

Там что стоит? Если ТГР, то смещение получается при закрытии автоматически, за счет намагниченности сердечника. А перед открытием смещения уже нет, сердечник обычно до следующего импульса размагничивается.

Есть всякие драйвера,и ТГР и HCPL3180, есть вообще не известные( в Siemens). Сверху приклеен радиатор, так что название не прочесть.

Собрался тут замутить еще один инвертор. Остался транс из двух сердечников Е65, который работал на пред идущих моих моделях .Поскольку окно у него узкое решил намотать его вот так.
И замутил, схема как бы прежняя, но пока без всяких наворотов. Вроде все работает, но первичная обмотка очень сильно греется, не смотря на то, что я намотал ее многожильным проводом 4мм2. Раньше обмотка была одна жила, но так не грелся, а сейчас аж дым идет. Раньше было так Пробовал на разных частотах не чего не дает. На холостых без индуктора с нагрузкой лампа от фары холодный.
Впал в ступор, инвертор почти готов, а тут такая бяка.Не ужели из за того что первичка не по всему окну. Почему всегда так? , первые модели работают, последующие все хуже. От "большого ума" что ли?

Связь между обмотками снизилась... Это называется секционирование. В трансформаторах от микроволновок ещё для большего уменьшения связи применяют магнитные шунты.

Я понимаю что она снизилась, даже чувствуется, что мощность маловата( ток первички на треть меньше предполагаемой) а почему греется?, вроде бы должно быть на оборот.

Увеличить связь между обмотками не вопрос. Думаю сделать вот так. Припаять снизу к трубке медную пластину. Мощность наверное повысится, а температура?

Antoshka83, у Вас драйверы в soic корпусе нормально работают? Сколько уже по времени работают?
У меня почему-то постоянно горят. Может перегреваю их при пайке или статика (хотя паяю на антистатическом коврике, и паяльная станция Ersa с заземленным жалом, считается очень хорошая).
Теперь боюсь с ними связываться, юзаю панельки dip8 и обычные драйверы.

Наш покойный электронщик мотал вторичную обмотку трансформаторов толстой медной фольгой шириной во весь керн. Зачем он это делал? Наверное с той же целью.

А чего они вдруг горят? Сами по себе, или когда транзисторы пробивает? Могу дать совет, чтоб не горели.

В первом варианте так и сделано. Я уже сам сомневаюсь. Просто под этой "броней" нельзя было пощупать первичку. А тут смотрю пошел дымок- обмотка залита эпоксидкой, и запах ее. Пощупал очень горячая. Я наловчился делать обмотки из из кабеля в резиновой изоляции. Резину сдираю, пропитываю цапон лаком и скручиваю шуруповертом. Дальше обматываю лентой ФУМ. В этот раз не стал пропитывать лаком, изменил конструкцию ТР. Вот и результат, не знаю на что грешить. В очередной раз убеждаюсь - нельзя отступать от отработанной технологии.

Ну... конечно дайте! (транзы целы, в этом и прикол).

Есть жаростойкие фторопластовые трубки (диаметр 3мм, 4мм и т п.). Засунуть в них кабель вместо фум ленты. А цапон лак вообще не использовать, он только дымить при 60 градусах и умеет.

Кстати, провода в теплостойкой многослойной лаковой изоляции до 200 градусов тоже есть (темно-бордовый лак).

И пусть себе трансформатор греется хоть до 200 градусов, жалко что ли? В военных приемках допустим нагрев деталей до 160С, или сколько там? Кто вообще придумал, чтобы оборудование обязательно должно быть холодным?

Я мог бы дать, и уже давал , как обезопасить драйвера при пробое силовых ключей. Но такого я еще не встречал. Совет такой- покупать драйвера в другом магазине.
Извиняюсь,только сейчас понял суть вопроса. Драйвера TC4420, с разделительными Тр. Тут я не спец, я думал вопрос про опто.

У ферритов тоже есть точка Кюри.

Для ферритов с высокой проницаемостью (4000-10000) точка Кюри порядка 110-120°C. Для более низкой проницаемости (1000-3000) - порядка 200°C и выше.

Точка Кюри зависит от состава. Например 2000НН точка Кюри всего 70оС. И действительно, чем выше проницаемость, тем точка Кюри ниже. (последний столбец в таблице).
Я заметил, что феррит марки 2000НН перестали применять лет 15-20 назад.

Граждане радиолюбители, а кто здесь делал платы Кухтецкого с регулятором PDM http://www.icct.ru/node/88. Что то их не особо обсуждают, я слышал PDM плохо работает и нестабильно. или просто народ не хочет связываться с микроконтроллерами
Или каждый стремится построить свой собственный инвертор

у меня все норм работало. печка 10кВт полумост

Насчет PDM. Вынашиваю идею-фикс.
Кто-то здесь рассказывал, что мощность сварочных аппаратов регулируется шириной импульса, который идет в согласующий трансформатор. Чем шире импульс, тем больше закачиваемая в трансформатор мощность. Делают даже защиту от кз - подключают датчик тока и посылают очень узкий импульс, чтобы ток кз был более-менее безопасен для мосфетов.

Ставим ждущий мультивибратор перед драйверами. Есть готовые микросхемы типа CD14538 или таймер 555, ширина импульса регулируется внешним резистором. Срабатывает по переднему фронту.
Микросхема быстрая, 300 кГц потянет.

Крутим переменный резистор, регулируем ширину импульса (выпендрёжники могут поставить цифровой потенциометр и управлять сопротивлением с компьютера).

Получается "приставка", которую можно воткнуть в любую конструкцию (в Феникс, например). Латр и чоппер долой.

Надо подумать, не будет ли сбоев. Вроде не должно, частота-то не меняется, значит и ФАПЧ перестраивать не придется. Срывов фапч тоже не должно быть, так как хоть импульс и "двигается" при регулировании, но быстро это сделать вручную не получится.

Изменение частоты, на первый взгляд, тоже не должно происходить. Фапч - это же автогенератор, частоту задает колебательный контур. Контур подталкивается импульсами от CD4046. Мультивибратор их просто обрезает, делает менее интенсивными.


Подглядеть бы промышленную схемку где-нибудь...

Феникс регулирует мощность без всяких приставок, в нем это самой природой заложено.

Ну как-то так. https://yadi.sk/i/tBkVTSxa3Zr6n6

Пока не будет адаптивного мертвого времени, Ваша транзисторы в схеме будет дохнуть как мухи.
Шим в ИН это все равно, что регулируемый дедтайм.

ШИМ и резонанс- вещи не совместимые.