INDUCTION HEATING

Индукционный нагрев для всех.
Текущее время: 19 июн 2018, 16:19

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 215 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 03 янв 2015, 19:42 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 17:18
Сообщений: 358
Откуда: Earth / UA
alekc писал(а):
По рекуперационным диодам не заметил, что не Ваша правка

viewtopic.php?p=15238#p15238


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 02:15 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
ostap то что рекуперационные диоды возвращают часть энергии из контура обратно в источник питания я понял, но Вы их зачеркнули, мне непонятен критерий по которому их ставят или не ставят.
Закончил эксперименты с трансформаторной развязкой верхнего ключа, пришёл к выводу что если регулировка мощности производится модуляцией плотности импульсов, то эта развязка не годится, Попытка создать отрицательный потенциал при закрытии ключа не увенчалась успехом, точнее он создаётся, но он почти линейно зависит от плотности импульсов, причём заметте именно от плотности импульсов, от частоты в том диапазоне в котором проверял, изменений не заметил. Так же не спасает это от всплеска самоиндукции, от неё здорово помогает увеличение ёмкости конденсатора во вторичной обмотке, но появляется новая проблема, при определённой плотности импульсов появляются низкочастотные колебания, которые то же приоткрывают ключ. В общем велосипед изобрести не удалось, всё интересное изобрели до меня. :mosking:
Теперь беру окончательный и бесповоротный курс на опторазвязки и оптодрайвера.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 09:19 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
alekc писал(а):
ostap то что рекуперационные диоды возвращают часть энергии из контура обратно в источник питания я понял, но Вы их зачеркнули, мне непонятен критерий по которому их ставят или не ставят.
.

Для полевиков диоды ставить нет смысла, разве что Шоттки, но Шоттки на такие напряжения я не видел.
Дело в том, что есть технологический диод, и весь ток будет идти чере него. Во время работы кристалл транзистора греется, и падение напряжения на техгологическом диоде будет меньше, чем на другом диоде. Технологические диоды могут работать на значительных токах, но они имеют плохие параметры (по времени восстановления, в частности). Это еще один повод для перехода на IGBT транисторы.
А диод должен дыть, в обязательном порядке (для полевиков это технологический диод, для IGBT транисторов, со встроенным диодом так же не имеет смысла ставить дополнительный диод).

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 14:38 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Примерно так и думал, не было кому подтвердить или опровергнуть, в рекуперационном диоде есть смысл если он успеет открыться и закрыться, до того как откроется боди-диод, в противном случае они оба закроются, после закрытия боди-диода. У меня уже давно зреет мысль вместо быстрых диодов ставить сапрессор 1.5KE440CA, он хотя бы будет успевать ограничивать напряжение в аварийных ситуациях.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 14:45 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 фев 2013, 18:48
Сообщений: 676
Откуда: Україна, Київ
Цитата:
вместо быстрых диодов ставить сапрессор 1.5KE440CA, они хотя бы будут успевать ограничивать напряжение.
А какой практический смісл ограничивать напряжение? Для єтого обічно беруться ключи с запасом по напряжению. 600В вполне достаточно.
Применение сапрессоров в качестве рекуперационного диода некорректно, у них задачи совсем другие, а trr даже не нормируется.
В принципе использовать рекуперационній диод при наличии в полевиках или IGBT встроенного можно, если характеристик встроенного не достаточно, но тогда встроенній нужно блокировать еще одним диодом.

_________________
...любительская технология это частный случай совершенного владения онанизмом (С)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 16:16 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Цитата:
vassabi
А какой практический смісл ограничивать напряжение?
мало ли какие резонансы могут получится в нагрузке... Большинство ключей у меня умерло по неизвестной причине, возможно я не полностью разбираюсь в схемотехнике, ещё в начале пути нахожусь, но были случаи что пробит только один ключ, а это означает, что дело не в сквозняке.
Цитата:
но тогда встроенній нужно блокировать еще одним диодом.

Дороговато, тогда его надо подключать последовательно ключу, и ток он должен пропускать соответственный.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 16:53 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 фев 2013, 18:48
Сообщений: 676
Откуда: Україна, Київ
Цитата:
мало ли какие резонансы могут получится в нагрузке
Предложенная схема включения сапрессора (аналогичная рекуперационному диоду), не предполагает ограничения напряжения в нагрузке, а только в источнике питания... Ну и представьте, что будет, если каким-то чудом питание зашкалит и сапрессор откроется?

_________________
...любительская технология это частный случай совершенного владения онанизмом (С)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 17:21 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
В моём понимании сапрессор, это быстродействующий стабилитрон (аналогично как диод и диод шотки), задача его ограничить напряжение и закрыться, как утверждает производитель, в пике он может рассеивать 1.5 киловатта мощности. Была у меня конструкция, ставил параллельно исток сток, сапрессоры остались целыми, ключи были убиты сквозняком, правда силовое напряжение было 150в сапрессоры на 180 в ключи на 200в.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 18:13 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
alekc писал(а):
В моём понимании сапрессор, это быстродействующий стабилитрон (аналогично как диод и диод шотки), задача его ограничить напряжение и закрыться, как утверждает производитель, в пике он может рассеивать 1.5 киловатта мощности. Была у меня конструкция, ставил параллельно исток сток, сапрессоры остались целыми, ключи были убиты сквозняком, правда силовое напряжение было 150в сапрессоры на 180 в ключи на 200в.

Ну и зачем он нужен? Роль рекуперационного диода - возвращает часть энергии в питание. Есть определенный сдвиг по фазе между напряжением в средней точке и током первички. У нас нагрузка - индуктивносить, если перекрыть ток инлуктивности, то ЭДС самоиндукции будет оч. большая (так искру в сисстеме зажигания получают). Вот это ток и идет через рекуперационный диод во время мертвого времени, за счет диода нет выброса ЭДС самоиндукции. Далее какое то время ток идет против напряжения, это же индуктивность, ток не может резко прекратить свой путь. И куда можно при таком раскладе втулить супрессор?


Вложения:
0.PNG
0.PNG [ 47.34 Кб | Просмотров: 138 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 20:38 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Кажется начинает доходить, смотрю дату на свой мосфет, боди-диод:
Reverse Recovery Time 620 -940 ns
Forward Turn-On Time Intrinsic turn-on time is negligible (turn-on is dominated by LS+LD)
перевёл как: время включения незначительно, и определяется индуктивностью исток+сток.
Т.е. открывается он быстро, и необходимости ставить дополнительный рекуперационный диод нет, пусть себе медленно закрывается, лиш бы хватило мёртвого времени.
С механизмом рекуперации, вроде тоже разобрался, При закрыти верхнего ключа, в средней точке образуется как бы разряжение электронов, образуется отрицательный потенциал, и электроны "подсасываются", через рекуперационный диод нижнего ключа, с негативного полюса источника питания. При закрытии нижнего ключа,электроны "бежавшие" к негативному полюсу, вдруг встречают препятствие, и сбиваются в "кучу", образуя в средней точке область высокого давления (напряжения), и через рекуперационный диод верхнего ключа начинают уходить в положительный полюс питания.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 21:47 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 фев 2013, 18:48
Сообщений: 676
Откуда: Україна, Київ
to alekc
Цитата:
Т.е. открывается он быстро, и необходимости ставить дополнительный рекуперационный диод нет, пусть себе медленно закрывается, лиш бы хватило мёртвого времени.
Все не так.
Для диода в таком включении важній параметр как раз время закрівания (чит. восстановления), а не открівания, Reverse Recovery Time (trr в ДШ).
Например, верхний ключ плеча уже закріт, а диод на нем еще не успел закріться, затем открівается нижний ключ и возникает сквозной ток. Именно по пути источник питания -> диод верхнего ключа -> нижний ключ -> земля.

_________________
...любительская технология это частный случай совершенного владения онанизмом (С)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 22:00 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Пока не понял, по какой причине он будет открыт, при открытии ключа, разность потенциалов на диоде либо нулевая, либо соответствует обратной полярности, т.е. он должен быть закрытым.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 22:02 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 фев 2013, 18:48
Сообщений: 676
Откуда: Україна, Київ
Есть такая штука, как переходной процесс, т.е. время открітия/закрітия конечно, соответственно нормируется в ДШ.
Так вот єто время иногда сравнимо с deadtime.

_________________
...любительская технология это частный случай совершенного владения онанизмом (С)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 22:17 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Я не за переход исток сток, а за диод, когда транзистор открыт, на диоде за счёт сопротивления канала исток сток должно присутствовать небольшое напряжение, оно по отношению к диоду приложено в обратной полярности, ну или его там вообще не будет, не понятно что заставит диод открыьтся.


Последний раз редактировалось alekc 04 янв 2015, 22:23, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 22:22 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 фев 2013, 18:48
Сообщений: 676
Откуда: Україна, Київ
Так и я за диод. Вам же derba написал уже, про deadtime и сдвиг по фазе на индуктивной нагрузке. Вот во время deadtime диод и открівается, сливая ток из контура в сеть, а вот закріться может не успеть.

_________________
...любительская технология это частный случай совершенного владения онанизмом (С)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 22:29 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Ладно, это наверно надо копаться, во внутреннем устройстве мосфета, наверно переход сток исток, и переход диода это физически совмещённые вещи?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 04 янв 2015, 22:31 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 фев 2013, 18:48
Сообщений: 676
Откуда: Україна, Київ
http://induction.listbb.ru/viewtopic.php?p=15246#p15246

_________________
...любительская технология это частный случай совершенного владения онанизмом (С)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 05 янв 2015, 20:10 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
vassabi, всё таки при открытии/закрытии транзистора встроенный диод остаётся в закрытом состоянии, несмотря на то что, область Р-проводимости общая для диода и для полевого транзистора, такую ситуацию которую Вы описали, была бы возможна, если бы не было перемычки исток-подложка, тогда там вместо диода образовался бы биполярный транзистор, исток-эмитер подложка-база сток-коллектор, и образование потенциала на базе в следствии переходного сопротивления исток подложка могло бы спровоцировать незакрытие транзистора. Установленная технологически перемычка между истоком и подложкой исключает такую ситуацию, образуя диод встречно включенный нормальному включению транзистора. Да простит меня derba, что использую его рисунок для пояснения некоторых моментов:
Изображение
Так что мои умозаключения остаются в силе:
Цитата:
С механизмом рекуперации, вроде тоже разобрался, При закрыти верхнего ключа, в средней точке образуется как бы разряжение электронов, образуется отрицательный потенциал, и электроны "подсасываются", через рекуперационный диод нижнего ключа, с негативного полюса источника питания. При закрытии нижнего ключа,электроны "бежавшие" к негативному полюсу, вдруг встречают препятствие, и сбиваются в "кучу", образуя в средней точке область высокого давления (напряжения), и через рекуперационный диод верхнего ключа начинают уходить в положительный полюс питания.

Всё это чтоб пояснить, что при закрытии верхнего ключа, открывается рекуперационный диод нижнего, а при закрытии нижнего ключа, открывается рекуперационный диод верхнего ключа.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 06 янв 2015, 10:12 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Это при правильной работе. И работают полевики с успехом в инверторах. Но, могут возникнуть кратковременные моменты. когда ток немного опередит напряжение, тогда откроется верхний диод, а затем открывается нижний ключ. Или открывается нижний диод, а затем верхний ключ. Это такие моменты, как резкое изменение параметров контура, например: такие моменты, как переход точки Кюри, или момент, когда вносим или вынимаем образец. С CD4046 в модели такие моменты наблюдаются, и возможно и в железе такое явление присутствует), конечно, затем все вовращается в норму. Для быстрых диодов, или диодов встроенных в IGBT это будет ростом динамических потерь, а так, как это явление кратковременное, то не заметно для работы, а вот, для полевика, с его медленным диодом может кончиться полноценным сквозняком, и выходом ключа со строя.
Вот пример такого явления в модели. Явно видны признаки начала сквозняков.
Это рабочая модель (т.е. номиналы близки к тем, что стоят в железе). Только у меня стоят адаптационные драйвера (т.е. если ток меняет направление, то схема отключается, защиты от сквозняков. И были случаи сработки (нужно перезапустить инвертор на 5-7в питания), то такое явление, как изменение фазы ток - напряжение не такое уж редкое явление на CD4046.


Вложения:
1.PNG
1.PNG [ 38.33 Кб | Просмотров: 481 ]
2.PNG
2.PNG [ 37.83 Кб | Просмотров: 95 ]
3.PNG
3.PNG [ 36.3 Кб | Просмотров: 86 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 07 янв 2015, 15:23 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Цитата:
derba

Цитата

Это при правильной работе. И работают полевики с успехом в инверторах. Но, могут возникнуть кратковременные моменты. когда ток немного опередит напряжение, тогда откроется верхний диод, а затем открывается нижний ключ. Или открывается нижний диод, а затем верхний ключ. Это такие моменты, как резкое изменение параметров контура, например: такие моменты, как переход точки Кюри, или момент, когда вносим или вынимаем образец. С CD4046 в модели такие моменты наблюдаются, и возможно и в железе такое явление присутствует), конечно, затем все вовращается в норму. Для быстрых диодов, или диодов встроенных в IGBT это будет ростом динамических потерь, а так, как это явление кратковременное, то не заметно для работы, а вот, для полевика, с его медленным диодом может кончиться полноценным сквозняком, и выходом ключа со строя.

Может взглянуть на проблему под другим углом? Если ключи выносит сквозняком, почему на осциллограммах не видно увеличение тока? Напротив он меньше чем при нормальной работе. Пусть мы не видим тока через ключи, но мы говорили о сквозном токе по пути ключ - рекуперационный диод, Т.е. ток через рекуперационный диод и ток через ключ, это один и тот же ток. А он то, наоборот становится меньше. Значит предположение что сквозной ток протекает через ключ и рекупирационный диод неправильно. Что же тогда происходит? Предлагаю разобраться с направлениями этих токов:
Изображение
Не трудно заметить, что ток рекупирации и ток инвертора, в средней точке полумоста, противоположны по направлению. Теперь когда направления этих токов перед глазами, хочу предложить своё предположение о столкновении токов, для этого воспользуюсь ещё одним Вашим рисунком из темы - модель cd4046, там как раз присутствует всё необходимое в нужном масштабе:
Изображение
Сразу возникает вопрос, так от чего ж выносит ключи и чем MOSFET так отличается от IGBT?
Для этого надо разобраться что же происходит при столкновении токов. Представьте себе два потока воды движущихся на встречу друг другу с огромной скоростью, что будет в месте их столкновения? В месте их столкновения возникнет огромное давление, заставляя воду разлетаться в разные стороны где нет противодействующей силы, тем самым расходуя энергию обоих потоков. Тоже происходит с нашими токами, при их столкновении происходит выброс напряжения, вот на этом месте проявляются отличия между MOSFET и IGBT, у IGBT напряжение ключа всегда с запасом, MOSFET этим похвастатся не может, поэтому они и вылетают.
Учитывая вышеизложенное, хочу вернутся к использованию сапрессоров, надеюсь теперь, многие согласятся что их использование не будет лишним для MOSFET. И ещё одно, сапрессор будет ограничивать напряжение на ключе, а не на источнике питания, из выше рассмотренного становится ясно что напряжение в средней точке полумоста не всегда соответствует двум ключевым уровням, оно бывает как выше уровня положительного полюса, так и ниже уровня отрицательного полюса питания.
С Рождеством!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 08 янв 2015, 13:40 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Тут не реальные осциллограммы, а только результат моделирования. Модели в симуляторе упрощены до предела, и расчитаны на определенную (штатную работу), посему не могут четко показывать процессы в нештатном режиме. А разница в том, что у IGBT транзистора нет технологического диода, а встроенный диод гораздо лучше, чем диод полевика.
Теперь, посмотрим, что получается, ток со стока идет в подложку, резко поменялин напряжение, ток неосновных носитеоей с подложки идет в исток, который на переходе усиливается (процесс чем то сходен с процессом у стабилитрона, только малое время), и надо время, что бы эти неосновные носители рассосались, а т.к. другой транзистор открылся, то времени оказывается недостаточно, и транзистор сгорает. А чем ниже концентрация основных носителей, тем толще можно сделать канал, тем дольше происходит рассасывание неосновных носителей. Т.е. нормальный быстрый технологический диод у полевика сделать принципиально не возможно.

Мощные полевые транисторы появились сравнительно недавно, из за того, что трудно делать нормированным полупроводник с низким содержанием основных носителей. В свое время нам читали в институте технологию изготовления полупроводников (по специальности я химик - технолог), так в то время считалось, что мощные полевики с изолированным затвором получить практически не возможно, но получили.....

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 09 янв 2015, 00:12 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Цитата:
Теперь, посмотрим, что получается, ток со стока идет в подложку, резко поменялин напряжение, ток неосновных носитеоей с подложки идет в исток, который на переходе усиливается (процесс чем то сходен с процессом у стабилитрона, только малое время), и надо время, что бы эти неосновные носители рассосались, а т.к. другой транзистор открылся, то времени оказывается недостаточно, и транзистор сгорает.

Производитель указывает два отдельных параметра, например в моём случае время закрытия диода лимитируется 620 -940 ns, а время закрытия транзистора 111-165 ns, если процес закрытия транзистора происходит так как Вы описали, зачем указывать два параметра? Объяснение только одно, выключение транзистора и выключение диода это разные вещи.

Понял я, когда может пойти сквозной ток через рекуперационный диод.
Если не углубляться в электронно-дырочную технологию, а рассмотреть сам механизм: исходное состояние - транзистор верхнего ключа открыт, дальше транзистор верхнего ключа закрывается, открывается рекуперационный диод нижнего ключа, дальше пусть у нас ток в первичке не успевает упасть до нуля за время dead time плюс медленно закрывается диод и открывается нижний ключ, открыт транзистор и его же рекуперационный диод о каком сквозном токе идёт речь? Не останавливаемся на этом, пусть ток первички оказался сильней, и транзистор и диод пропускают ток по направлению от отрицательного полюса источника питания к первичному контуру, в течении всего времени открытого состояния транзистора, тогда время закрытия будет определятся временем закрытия диода. Но в данном случае это не имеет никакого значения, будь он хоть супер быстрый, он открыт током рекупирации, и пока ему на встречу через открывающийся верхний ключ, не пойдёт ток, он не может закрыться. Далее открывается верхний ключ и ток инвертора устремляется от положительного полюса через ключ к средней точке полумоста, первое что произойдёт будет выброс напряжения, изменится соотношение потенциалов анод/катод, и рекупирационный диод начнёт закрыватся, теперь действительно решающим будет время, что произойдёт первым - успеет закрыться диод, или ток развернётся на 180 градусов и успеет увеличится до размера превышающего импульсный ток транзистора, так же надо учесть что во время закрытия диода будет увеличиваться сопротивление его перехода, что так же будет препятствовать нарастанию тока.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 09 янв 2015, 01:19 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Путь в импульсе сквозняка ток выростет до 100А (реально будет больше), диод закрывается, но есть время восстановления, ток идет против направления пропускания диода, натупит момент, когда напряжение на диоде будет больше половины. Пусть , к примеру, 150в. В этот момент мгновенная мощность будет 150*100=15 000ватт (15 кват , и это по скромным подсчетам), И это на крохотном участке - на PN переходе сток -подложка, за время более 100нсек. Тут сразу локальный перегрев, и разрушение кристалла.

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 09 янв 2015, 01:51 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Дальше только практика покажет, если снаберы, сапрессоры не будут помогать то причина будет - сквозной ток через рекуперационный диод. Указывая мгновенную мощность, Вы 100А берёте как свершившийся факт, не учитывая сопротивление переходов, и реактивного сопротивления самого тока, вы же сами писали ток мгновенно остановится не может, а если речь идёт о рекуперационном диоде, ток кроме того чтобы остановится должен начать движение в обратном направлении.


Последний раз редактировалось alekc 09 янв 2015, 02:03, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 09 янв 2015, 01:56 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Снабберы у полевиков не помогают, а с быстрыми диодами IGBT транисторы, хоть и греются, но справляются ( время сквозняка существенно меньше), хотя и не всегда, если ток обратного направления достиг большой величины, то время запирания увеличивается, и сгорают и эти ключи.

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 09 янв 2015, 02:16 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
А лучшая защита от сквозняков - использовать адаптационные драйвера. Вот у меня стоят такие. Если ток поменял направление, то снаббер не откроет ключ и сквозняка не будет. При изменении направления появляется напряжение на ключе(т.н. уши), который будет открываться , что запирает вспомогательный оптодрайвер, и управляющего импульса не наступит. И может открыться транзистор, когда напряжение коллектор эмиттер не упадет до 5-6в. т.е.получается автоматом минимальное мертвое время. (уменя в железе - igbt со встроенным диодом). пуск при мах 10в питания. далее напряжение на ключах растет до номинального.

Все классно работает в железе.
Вот монтажка. Перед микросхемой искл или (К561ЛП2, CD4030) на монтажке есть триггер Шмидта на операционнике, то я не знаю, в реале он стоит или нет, а смотреть , т.е. разбирать инвертор не буду, он там не обязателен в данной модификации, это с предыдущих разработок, где он стоял (которые не удались), возможно там вместо микросхемы перемычка 3-6 ножка, и перемычка вместо входного сопротивления, а воможно я не стал его выпаивать, польэы ни какой, ну и вреда не приносит.


Вложения:
a2.PNG
a2.PNG [ 6.18 Кб | Просмотров: 2954 ]
1.PNG
1.PNG [ 3.55 Кб | Просмотров: 2941 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 10 янв 2015, 00:20 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Фух, что-то неуспеваю усваивать. Это ещё два изолированных источника питания надо, кроме тех что для драйверов? Схема трудноваримо нарисована.
Цитата:
Если ток поменял направление, то снаббер не откроет ключ и сквозняка не будет.

Получается инвертор не мешает току первички? Тогда что за частота доминирует в системе?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 10 янв 2015, 01:32 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
alekc писал(а):
Фух, что-то неуспеваю усваивать. Это ещё два изолированных источника питания надо, кроме тех что для драйверов? Схема трудноваримо нарисована.

Нет, вспомогательные драйвера питаются от напряжения, что подается на схему управления.
.Схему рисовал для себя. Суть, вспомагательный драйвер на выходе имеет + только в том случае, если напряжение КЭ меньше или равно 5-6 в. В противном случае основной драйвер не сработает.

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 11 янв 2015, 23:08 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Немного вник в схему, если что-то неправильно понял, поправьте:
1. Нормально вспомогательный драйвер не активирован, т.е. цепь его светодиода разорвана, сопротивлением канала эмитер/коллектор для IGBT, или сток/исток для MOSFET. В этом случае основной драйвер, "готов для использования", при подаче сигнала на его вход, он откроет транзистор.
2. После того как транзистор будет открыт, упадёт сопротивление канала, но при нормальном токе через канал, напряжения в цепи светодиода недостаточно чтоб зажечь светодиод вспомогательного драйвера, т.к. на переходе падает некоторое напряжение.
3. Если происходит сквозной ток, падение напряжения на переходе почти нулевое, теперь напряжение питания основного драйвера, падает на делителе напряжения, состоящего из последовательной цепочки: положительный полюс, ограничивающий резистор, светодиод вспомогательного драйвера, переход транзистора, отрицательный полюс основного драйвера. Так как переход транзистора насыщен носителями заряда, падение напряжения минимально, можно считать его перемычкой, светодиод вспомогательного драйвера загорается тем самым блокируя основной драйвер.
4. Транзистор принудительно закрывается, сопротивление перехода восстанавливается, схема возвращается в исходное состояние.

Есть вопросы, что-то не могу сообразить, по какому принципу расчитывается ограничительный резистор, от его номинала будет зависеть порог срабатывания защиты.
Так же начал смотреть документацию, на оптодрайвер fod 3120, 400ns maximum propagation delay. Учитывая что драйвера срабатывают последовательно, 800ns задержки, не сведёт ли на ноль все усилия.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 12 янв 2015, 00:46 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
alekc писал(а):
Немного вник в схему, если что-то неправильно понял, поправьте:
1. Нормально вспомогательный драйвер не активирован, т.е. цепь его светодиода разорвана, сопротивлением канала эмитер/коллектор для IGBT, или сток/исток для MOSFET. В этом случае основной драйвер, "готов для использования", при подаче сигнала на его вход, он откроет транзистор.

Не верно. Тут управление основным драйвером по минусу. Если ток через вспомогательный драйвер не идет, на выходе минус, и светодиод основного драйвера не откроется. Из за этого первоначальный пуск при 10 -12в, иначе он не открывается.

alekc писал(а):
2. После того как транзистор будет открыт, упадёт сопротивление канала, но при нормальном токе через канал, напряжения в цепи светодиода недостаточно чтоб зажечь светодиод вспомогательного драйвера, т.к. на переходе падает некоторое напряжение.
.

Светодиод загорается при 5-6в на коллекторе( т.е. пока на вспомогательный драйвер не поступит 8 вольт питания(14-6=8), на IGBT всегда будет достаточное напряжение т.к. при любом токе напряжение КЭ практически постоянно, и непревышает 3-4 в, в зависимости от типа транзистора (а он и разрабатывался для этих транзисторов, на полевиках такой эффект возможен, посему для полевиков я не рекомендую его притенять).


alekc писал(а):
3. Если происходит сквозной ток, падение напряжения на переходе почти нулевое, теперь напряжение питания основного драйвера, падает на делителе напряжения, состоящего из последовательной цепочки: положительный полюс, ограничивающий резистор, светодиод вспомогательного драйвера, переход транзистора, отрицательный полюс основного драйвера. Так как переход транзистора насыщен носителями заряда, падение напряжения минимально, можно считать его перемычкой, светодиод вспомогательного драйвера загорается тем самым блокируя основной драйвер.

Сквозной ток исключен, если заходит в такой режим драйвер не включится, для этого и был он разработан, если будет такой режим (а он время от времени возникает, и только тогда. когда индуктор не загружен, под нагрузкой не было ни единого сбоя), то схема замолкает, надо перезапустить при 12 в, это все таки проще, чем менять ключи.
alekc писал(а):

4. Транзистор принудительно закрывается, сопротивление перехода восстанавливается, схема возвращается в исходное состояние.

Не понял вопрос.

У меня используется HCPL3120 для вспомогательного и FOD3180 для основного драйвера.

Расчет резистора таков, что бы ток при 5-6в на коллекторе был ок 7 ма (рабочий ток HCPL3120 от 7 до 16 ма) (номинал не помню, тут несложно подсчитать).
Время включения драйвера порядка 80 нсек (именно этот параметр нас интересует), начинает открываться при 5-6в, т.е. чуть раньше нулевого напряжения.
У меня измеряно, (при тестированиипри 25 в питания) dT ок 350 нсек (точно или 340 или 360, на 10 нсек отличается от 350), и время оказалось одинаковым для обеих ключей. Для более высокого напряжения возможно именьше, но при высоком я постеснялся мерить.

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 13 янв 2015, 01:51 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Цитата:
derba
Не верно. Тут управление основным драйвером по минусу. Если ток через вспомогательный драйвер не идет, на выходе минус, и светодиод основного драйвера не откроется. Из за этого первоначальный пуск при 10 -12в, иначе он не открывается.

Не могу понять, замкнутый круг получается, Для того что бы основной драйвер открыл транзистор, нужно чтобы дополнительный драйвер создал цепь его диоду, а дополнительный драйвер не создаст цепь пока не создастся цепочка, через открытый транзистор, светодиоду дополнительного драйвера. Причём тут первоначальный пуск при 10-12в, вообще не понял.
Цитата:
derba
Сквозной ток исключен, если заходит в такой режим драйвер не включится, для этого и был он разработан, если будет такой режим (а он время от времени возникает, и только тогда. когда индуктор не загружен, под нагрузкой не было ни единого сбоя), то схема замолкает, надо перезапустить при 12 в, это все таки проще, чем менять ключи.

Исключён чем? Должна же быть проведена работа по его выявлению/недопущению. Не включится почему? Какие условия этому предшествуют? Объяснение - для этого он был разработан - ничего не объясняет. Опять же что означает перезапустить при 12 в?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 13 янв 2015, 14:03 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Каково напряжение на коллекторе относительно эмиттера (или на стоке относительно истока)?
1 В нормальном режиме.
2 В режим, когда возможны сквозные токи и когда возникают "уши".
Поняв это, Вы поймете работу адаптационного драйвера (не только моего варианта, есть, по крайней мере описанных в прошлом форуме еще 2 варианта подобных адаптационных драйверов, правда на рассыпухе, они есть в архиве). Эти вопросы неоднократно и очень подробно обсуждались на форуме. Воспользуйтесь поиском.
Тогда будет ясно, почему частота инвертора должна быть чуть выше частоты резонанса.

Вот, в модели нормальный режим и режим, когда возникают сквозняки.


Вложения:
0.PNG
0.PNG [ 14.54 Кб | Просмотров: 93 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 13 янв 2015, 22:28 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Я примерно понял как должен работать адаптационный драйвер, более того в мыслях уже созрела схема. Причина нашего с Вами непонимания, на мой взгляд, кроется в серьёзной ошибке в Вашей схеме. На истину не претендую, просто пытаюсь рассуждать логически. Для того что-бы мониторить сквозной ток, точнее не допускать его возникновение, а так же иметь автоматическое мёртвое время, нужно знать наверняка когда закроется смежный ключ в полумосте и только после этого открывать второй. Что-бы это стало возможно, дополнительный драйвер должен мониторить состояние смежного ключа, а не того который будет открыт на следующем шаге. В схеме предложенной Вами, дополнительный и основной драйвер завязаны на один и тот же транзистор, это меня и завело в тупик, но и за это спасибо, можно сказать пришлось изобрести схему заново, и наконец понять принцип её работы.
Что касается архива возможно найду время его пересмотреть, пока не понимаю смысла фраз:
Цитата:
Тогда будет ясно, почему частота инвертора должна быть чуть выше частоты резонанса.

Цитата:
Если ток через вспомогательный драйвер не идет, на выходе минус, и светодиод основного драйвера не откроется. Из за этого первоначальный пуск при 10 -12в, иначе он не открывается.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 13 янв 2015, 23:25 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Серьезная ошибка была бы, если бы драйвер не работал, а он прекрасно работает в железе.

Цитата:
Если ток через вспомогательный драйвер не идет, на выходе минус, и светодиод основного драйвера не откроется. Из за этого первоначальный пуск при 10 -12в, иначе он не открывается.

А что тут не понятно, транзистор смежного ключа закрывается, на коллекторе, относительно эмиттера открываемого ключа падает напряжение, пока не упадет напряжение до 6в, ток через светодиод вспомогательного ключа не потечет. И тогда на выходе вспомогательного светодиода появляется плюс. (это и есть мониторинг смежного ключа), и только тогда, когда на выходе вспомогательного драйвера будет +, а на выходе логики ИСКЛ ИЛИ будет минус (лог 0), только тогда через светодиод основного драйвера потечет ток и драйвер подаст + на затвор открываемого ключа.

Если ток идет против напряжения, то на коллекторе , относительно эмиттера (режим возникновения сквозняков), то ток через диод вспомогательного драйвера не течет, на выходе минус, открытие основного драйвера не возможно.

Ну, а насчет этого,
Цитата:
пока не понимаю смысла фраз:
Цитата:
Тогда будет ясно, почему частота инвертора должна быть чуть выше частоты резонанса.

Этот вопрос говорит, о том, что Вы пока не понимаете процессов, происходящих при работе ИН.

Перед тем , как делать, я тщательно рассчитываю, моделирую. По результатам моделирования я и делал свой инвертор, который не плохо работает.

Вот, в модели сработка адаптационного драйвера (подобраны режимы),
Практически полное совпадение схемы модели и реализация в железе (у меня стоит в регуляторе напряжения рекуперационный снаббер, в модели RCD снаббер, и другие не принципиальные различаи).
Видно, ток перед сработкой через рекуперационные снабберы прекратился и схема вошла в зону сквозняков, а посему и драйвер не смог включиться.


Вложения:
0.PNG
0.PNG [ 70.93 Кб | Просмотров: 267 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 15 янв 2015, 00:24 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Цитата:
derba
Серьезная ошибка была бы, если бы драйвер не работал, а он прекрасно работает в железе.

Наверно поспешил с выводами, схему которую я составил, отличается от Вашей, подумал что они работают по одному алгоритму. Детали которые у меня есть в наличии несколько отличаются от вашей элементарной базы. Составил схему в которой в качестве основного драйвера FOD3184, вместо дополнительного драйвера опторазвязка 6N137, формирование сигналов для ключей 74HC 386, сумирование сигнала формирователя и вспомогательной опторазвязки 74HC08. Опторазвязки следят за смежными ключами, и дают сигнал разрешения на основной драйвер только в том случае если смежный транзистор уже закрылся. Конечно моя схема пока только на бумаге, осваиваю симулятор, это серьёзно замедляет процесс.
Цитата:
Этот вопрос говорит, о том, что Вы пока не понимаете процессов, происходящих при работе ИН.

Не скрываю что я неопытен, я действительно в начале пути, буду просматривать архив, в нём не так легко ориентироваться, для того кто не знает где что лежит, на всё нужно время.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 15 янв 2015, 01:08 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Я так же на 6N137 пытался сделать, не вышло. У этой оптопары есть существенный недостаток, у нее нет гистерезиса, из за чего могут быть сбои. У меня были. Возможно Вам и удастся решить этот вопрос, с отсутствием гистерезиса, только примите во внимание, любая помеха или колебательный процесс может дать сбой во время переключения (дать короткие импульсы, в момент переключения). У меня даже где то плата валяется.

А по какому критерию Вы будете определять, что транзистор закрылся?
И даже, если транзистор закрылся, это не дает гарантии безопасности для транзистора.
У нас резонансная схема, с индуктивностью, и ток не всегда совпадает по фазе с напряжением, это же резонансная нагрузка . Это так и должно быть, но, в момент переключения, если фазы не совпадают, это аварийный режим, и приводит такой режим к сгоранию ключей. Я попробую нарисовать.
Верний ряд - аварийный режим, который приводит к сгоранию ключей.
Нижний ряд - нормальное переключение. (параллельно ключам ставят конденсаторы, которые позволяют уменьшить динамические потери при выключени, я из не нарисовал, по они должны быть).

Такой режим переключения особенность резонансных схем.


Вложения:
0.PNG
0.PNG [ 32.18 Кб | Просмотров: 144 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 15 янв 2015, 21:59 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Вот мой черновик, возможно это поможет понять ход моих рассуждений:
Изображение
Думаю схема способна формировать автоматический dead time и исключать перекрытие открытых состояний транзисторов, сам сквозной ток она не отслеживает, думаю для этой цели лучше подходит схема с шунтом и триггером, как у меня было в предыдущей схеме драйверов, только надо работать над её автоматизацией, хотя сам по себе шунт, это не есть хорошо, дополнительные потери.
На счёт гистерезиса, пока не могу ничего сказать, ещё ничего не тестировалось, это только идея.
С токами через транзисторы и рекуперационные диоды, я разобрался, с коротким через незакрытый рекуперационный диод тоже.
Цитата:
А по какому критерию Вы будете определять, что транзистор закрылся?

Опторазвязки включены крест на крест, При открытии верхнего ключа срабатывает вспомогательная опторазвязка нижнего ключа, тем самым, запрещая открытие нижнего ключа, пока верхний транзистор закроется, после закрытия верхнего ключа светодиоду опторазвязки обрывается цепь, и она выдаёт "+" на элемент "и", разрешая прохождение сигнала на драйвер нижнего ключа. Аналогично схема работает при открытии нижнего ключа.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 15 янв 2015, 22:44 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Понятно, у Вас не нужен перезапуск, как у меня. И еще, между логикой 2И НЕ и оптодрайвером надо сопротивление поставить, для ограничения тока, можно зашунтировать ускоряющим конденсатором. Тут чуть другой алгоритм, чем у меня, то и отсутствие гистерезиса, по всей видимости, не критично . Надо пробовать.
И Ваш драйвер (как и у меня) может работать только с IGBT транзисторми, иначе при большем токе падение напряжение на исток - сток может быть большим и определиться оптроном, как закрытое состояние.

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 27 янв 2015, 05:03 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Немного освоил симулятор, наконец увидел при каких условиях сквозной ток идёт по пути рекуперативный диод - ключ. Должен признать что он хоть и длится недолго, но его величина способна убить как ключ так и рекуперационный диод.
Изображение
Побороть этот сквозняк улучшением схемотехники полумоста наверное не удастся. На сколько понял, причина его возникновения, это протекание тока через ключи в неправильном направлении, а чтоб этого не происходило, частота инвертора должна соответствовать частоте контура, а лучше чтоб инвертор автоматически настраивался на частоту контура.
Тот же случай что и выше поближе, ток ключей и рекуперационных масштабирован поэтому выбросы тока обрезаны:
Изображение
И наконец правильная работа полумоста, наверно коментарии излишни:
Изображение


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 27 янв 2015, 09:43 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
alekc писал(а):
Побороть этот сквозняк улучшением схемотехники полумоста наверное не удастся. На сколько понял, причина его возникновения, это протекание тока через ключи в неправильном направлении, а чтоб этого не происходило, частота инвертора должна соответствовать частоте контура, а лучше чтоб инвертор автоматически настраивался на частоту контура.

Это модель, сквозные токи будут поболее.

Есть схемные решения побороть сквозняки.
1 это для полумоста, отдельно мотается своя обмотка для транзистора, а уже на разделительном конденсаторе они соединяются ( сквозные токи уменьшены за счет индуктивности рассеивания обмоток.)
2 использовать снабберов на включение, с насыщающимся дросселем.
Но такие методы требуют более сложных снабберов на закрытие. Конденсаторные не годятся, токи
разряда заряженного конденсатора при открывании будут соизмеримы со сквознымит токами.
Такое схемные решения, как двойная обмотка, я находил для резонансных сварочных аппаратов.


Вложения:
00000.PNG
00000.PNG [ 20.24 Кб | Просмотров: 71 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 29 янв 2015, 01:53 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Попробовал эмалировать схему с двумя первичными обмотками, использовал модель идеального трансформатора, поскольку модель с гистерезисом пока не освоил (надо время), У меня получилось что сквозной ток она не устраняет, думаю что и в реальности будет так же, сквозной ток будет протекать через обе обмотки, то есть магнитные потоки в обмотках будут противоположно направлены, результатом чего реактивное сопротивление будет отсутствовать. по поводу второй схемы с дросселями оставлю на потом, попробую после освоения гистерезиса.
Цитата:
derba
Тогда будет ясно, почему частота инвертора должна быть чуть выше частоты резонанса.

Наконец дошёл до этого момента. Наверно это уже пережёвано много раз, но может когда-то, поможет разобраться такому же чайнику как я.
Эмуляция производилась с целью исследовать режимы работы инвертора, частота инвертора это константа, изменение частоты вторичного контура производилась изменением ёмкости контурного конденсатора. Схема:
Изображение
Начну с режима когда частота инвертора больше чем частота контура. Мне он показался наиболее благоприятным для самого инвертора, хотя переключение транзисторов происходит жёстко (не в нуле тока). Ток первички, транзисторов и рекуперационных в норме. Напряжение на затворах ровненькое:
Изображение
Режим когда частота инвертора очень близка к резонансной частоте. Если бы мне удалось точнее подстроить частоту то переключение транзисторов происходило бы в нуле тока, в данном случае мне удалось получить мягкое включение, с выключением не срослось. Резонансный режим должен быть самым правильным, и в дальнейшем буду использовать именно его. Но есть одно но, ток первички, транзисторов и в данном случае рекуперационных диодов непомерно велик. Причиной тому последовательный резонанс. При последовательном резонансе сопротивление контура стремится к нулю, отсюда непомерное потребление тока. Если пинать контур не каждый период, допустим использовать PDM, тогда ток можно опустить до приемлемых величин. Но пока инвертор работает без модуляции плотности импульсов:
Изображение
Следующий режим наиболее опасен для инвертора, частота инвертора меньше частоты контура. Первое что бросается в глаза двухгорбый ток первички. Второе, в момент открытия ключа противоположный рекуперационный диод открыт, что порождает иголки сквозного тока, иголка сквозного тока обусловлена конечным временем восстановления рекупирационного диода. Так же при этом режиме наиболее выражен эффект Миллера, напряжение на затворе (по вертикали напротив иголок сквозного тока) искажается междувыводными ёмкостями транзистора. В предыдущем моём сообщении есть масштабированные изображения, там лучше видно искажение напряжения. А это более общий план:
Изображение
Если уменьшить масштаб осциллограммы, обнаружится ещё одна особенность тока первички, какая-то низкочастотная модуляция, природа её, мне пока не известна, она заставляет ток первички смещаться то в положительную то в отрицательную сторону, это явно не добавит стабильности:
Изображение


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 29 янв 2015, 06:03 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Низкочастотная модуляция, это из за начального пуска. Такое в модели часто бывает (в реале не знаю), ток в начальный момент равен нулю, или иному, не правильному значению. (но в таком же состоянии в дальнейшем ток имеет другое значение.) Можно устранить задав начальный ток первички и вторички. Команда: (вызывается буквой "s") .ic I(L1)=-3 I(L2)=1.12 V(OUT1)=10
(токи надо подобрать, посмотреть какие они в дальнейшем в этот момент и поставить), тогда колебания прекратятся. И еще, задать паразитные сопротивление и индуктивность в модель. И симулятор точнее будет считать.
Точка в начале. Т.е. ток во время пуска через дроссель L1=-3А, L2=1.12А и в точке с меткой OUT1 при пуске будет напряжение 10вольт.
Вот , пример, дроссель при пуске с начальными условиями работает без проблем, ток, как и положено идет с 0, а без начальных условий ток с нулевого значения имеет 12КА, что не есть правильно.


Я паразитные параметры для дросселей выбираю из соображений:
1 параллельное сопротивление, эквивалент потерь: к примеру на нагрев за счет гистерезиса сердечника .
Обычно КПД трансформатора -95-98% наиболее типичное значение ок 97% - (3% потерь). Или добротность трансформатора ок 30. Добротность можно замерить при помощи генератора ударного возбуждения, и расчитать необходимый резистор.
Если индуктивость равна 10мГ.
Реактивное сопротивление равно:
Rl=2*Pi*F*L=3k То паразитный параллельный резистор при 50кГц равен 3*30= 90к
2 последовательное, равно примерно сопротивлению, обмотки.
3 Параллельная индуктивность (межвитковая емкость), я его измерял, то может быть и 1-2н. Изеряется - генератором ударного возбуждения, без конденсатора. Частота будет получаться за счет индуктивности и межвитковой емкости. Зная индуктивность не трудно измерить емкость.


Вложения:
00000.PNG
00000.PNG [ 33.67 Кб | Просмотров: 65 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 31 янв 2015, 03:34 
Не в сети

Зарегистрирован: 24 дек 2014, 22:49
Сообщений: 81
Сразу всё и не охватишь, довольно таки сложная программа, спасибо за консультации.
На данном этапе освоения, произвёл имитацию схемы полумоста с дросселями, выводы неоднозначные. Схема ограничивает до безопасного уровня сквозные токи, так же успешно ограничивает резонансный ток. Короче с переходными режимами прекрасно справляется. Однако эта схема заставила задуматься об эффективном использовании электрической энергии. Постараюсь пояснить. До сих пор был сосредоточен на том, чтобы ограничить всевозможные выбросы, делалось всё чтобы сделать безопасным работу транзисторов в определённом объёме энергии, при этом не задумывался, о количестве использованной энергии, а это напрямую связано с возникновением этих выбросов. На каком-то моменте я понял, связано это с тем, что в контур вкачиваются бесполезно много энергии, а всевозможные комбинации снаберов лишь поглощают, или возвращают назад в источник питания неиспользованную энергию.
Изображение
В данном случае на рисунке резонансный режим, ток первички, транзисторов, диодов в разумных пределах, с напряжением не всё так гладко, силовое напряжение 310 вольт, пики напряжения чуть меньше 600 вольт. Это не что иное как продукт излишней энергии вкачиваемой в контур. Если первичному контуру дать возможность "релаксировать" другими словами не мешать ему совершать свободные колебания, нагрузка за несколько периодов поглотит излишки энергии не создавая при этом никаких выбросов, думаю именно эту цель преследовал ksv в своём мосте со сложным управлением, в начале этой темы.
Вернусь к своей схеме первое что предпринял в связи с вышесказанным уменьшил номинал сопротивления с 20 до 0,01 Ом в снабере, т.к. сопротивление это потери, настроил генератор импульсов так чтобы энергия в контур подавалась один раз в двадцать периодов, подстроил резонанс и получил следующее:
Изображение
Как видно ток первички удаётся удерживать в приемлемых пределах, никаких лишних выбросов, за исключением dead time. Ток первички свободно циркулирует, одну часть полупериода через открытый транзистор нижнего ключа, вторую часть полупериода через рекуперационный диод. Чтобы проверить чистоту эксперимента, пошёл дальше, удалил из схемы весь снабер, включая рекуперационные и блокировочные диоды, остались голые мосфеты:
Изображение
Результат тот же, за исключением того, что в виду отсутствия блокировочного и рекуперационного диодов ток циркулирует просто через нижний ключ. Этим хотел показать что управление полумостом не менее важно, чем его защита, и в конечном итоге её упрощения, за счёт грамотного управления. Ещё о dead time, чем меньше это время, тем меньше потери. В моём адаптационном драйвере мёртвое время оказалось около 200 ns, что для себя считаю неплохим результатом , при любых режимах перекрытие открытых состояний транзисторов отсутствует, пора переходить к практическим занятиям.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 15 мар 2015, 22:26 
Не в сети

Зарегистрирован: 14 мар 2015, 01:03
Сообщений: 7
Собираю с товарищем 7-ю версию инвертора с пдм и фапчем. Решили усовершенствовать защиту при помощи шунта. Сделать два порога срабатывания. один- мгновенный ток. скажем 50-90А второй, средний ток за пол периода или около того (из даташита по ключам)
Кроме того в настройке защиты добавили постоянный резистор к переменнику. Иногда можно неосторожно крутнуть реостат в ноль с печальными последствиями. постоянник решает этот вопрос. Вибирается из даташитовских параметров.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 16 мар 2015, 22:28 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
logic777 писал(а):
Собираю с товарищем 7-ю версию инвертора с пдм и фапчем. Решили усовершенствовать защиту при помощи шунта. Сделать два порога срабатывания. один- мгновенный ток. скажем 50-90А второй,.

А средний зачем? По амплитуде по мах току вполне достаточно. У нас же синусоида , и эти параметры взаимосвязаны. И более экономичный вариант вместо шунта использовать трансформатор тока. При средне токе на ключе 30А (ток срабатывания ок 40А) напряжение срабатывания 0,7. т.е при работе вблизи срабатывания будем иметь потерь 20 ватта, а это лишний нагрев. Хотя и с шунтом вполне схема работоспособна.
Я всегда использую такой вариант, а далее можно и по схеме с шунтом. ТТ стоит в первичке. При 30 витках мощность потерь будет всего 0.7 ватт, . Емкость на выходе с диодного моста ок 1-3н, исключительно для склаживания паразитных колебаний. В работе показала нормальную, штатную работу. И это же напряжение можно использовать для регулировки мощности.
Если использовать совмещенную со схемой регулировки мощности, то потери возрастут до 5 ватт, что все равно меньше даст разогрева.


Вложения:
000.PNG
000.PNG [ 5.86 Кб | Просмотров: 2147 ]
0000.PNG
0000.PNG [ 6.17 Кб | Просмотров: 2164 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 18 мар 2015, 00:36 
Не в сети

Зарегистрирован: 14 мар 2015, 01:03
Сообщений: 7
приму к сведению, т.к все равно будем делать другую управу (идеи позже)
Вопрос в том, что например выбивают защиту при выключении. переход от 1% пдм до 0. при токе на ключах под 7-8 а даже при 100% пдм.
Вот такие пироги :( Так что одна защита по импульсам. вторая средняя по времени 1-2 мкс.

по поводу переделки схемы.
Поняли ряд недостатков. например нет ограничения пдм при пустом идукторе. надо ставить датчик добротности или еще как (не придумали пока).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 18 мар 2015, 10:35 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Ваш пост вызывает много вопросов:
1 что значит средняя по времени 1-2 мк сек. Ведь длительность импульса равна пол периода, даже при частоте 100 кгц она равна 5 мксек.
При этом ток будет идти вне зависимости, открыты, или закрыты ключи, даже ток идет против напряжения (работа рекуперационных диодов), это же работа на индуктивность. И ток практически чистая синусоида. И зная амплитуду, фазу (момент перехода через ноль) и частоту мы имеем всю информацию о токе в течении 1 периода (и более). И лишние точки отбора информации, они излишни, тут достаточно данных с ТТ первички. Ведь ПДМ подразумевает цифровую обработку, то все действия по управлению уже исключительно зависят от программы.
А датчик добротности, это как реализовать?

2 Я не знаком подробно со схемой. что либо сказать не могу, может при выключении это не выбивает защита, а останавливается программно? Зачем дальнейшая работа, если идет выключение?

ПДМ вообще реализуется программно. Можно регулировать и аппаратными (аналоговыми ) методами. У меня реализовано за счет ограничения тока первички (при превышении определенного тока напряжение питания полумоста уменьшается). Можно регулировать увеличением частоты инвертора. Чем меньше нагрузка, тем выше резонансный ток, и увеличив частоту инвертора, то мы уйдем дальше от резонанса, что вызовет падание тока первички.

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 19 мар 2015, 00:54 
Не в сети

Зарегистрирован: 14 мар 2015, 01:03
Сообщений: 7
Я это вижу так. Есть защита от сквозняков и пр. так-же защищает от выбросов. Не знаю как у Вас у меня иголки на токе есть и не слабые. мож фапч коряво настроен.
И эта защита настроена на больший ток. А усреднив по некому периоду (сейчас под 40 мкс хочу сильно зарезать) ставится вторая защита. например по даташиту находится средний ток, для максимальной рабочей частоты.

С датчиком добротности тоже пока не понял, буду думать :)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 19 мар 2015, 01:38 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 13 фев 2013, 14:06
Сообщений: 2977
Откуда: Черкассая обл Украина.
Тут более целесообразно поставить защиту по температуре. Нагрелся радиатор до 80оС- сработала блокировка, опустилась до 70оС блокировка снялась (гистерезис 10оС). Вот, эта схема показала отличную работу, делалась в железе много раз: триггер Шмидта с терморезистором.
Прикрепляется к радиатору пластинкой, которая прижимает терморезистор, со стороны пластины ставится теплоизоляция, я ставлю слой ваты, что бы терморезистор нагревался до температуры радиатора. И установить терморезистор, как можно ближе к ключам.
При использовании напряжения питания 15 в на логику очень хорошо зарекомендовали в качестве компаратора операционники: TL081(2,4), TL061(2,4), (должны так же подойти и TL07x, но на практике я не проверял), уровни сигналов вполне согласуются с логическими уровнями. Сопротивление терморезистора на практике использовалось от 30к до 300к.
Эти операционники с полевиками на входе, то стабильность их оч. большая.
Лог 0- блокировка, лог 1 - нормальная работа. Светодиод указывает перегретый узел. Тут быстродействие не нужно, то можно ставить и 10 датчиков, и более (хотя у меня больше 4 не было).
Микросхемы указанных серий по питанию уверенно работают с 7-8в до 30в.

Иголки большие, это явный признак , что ФАПиЧ настроен коряво. По какой схеме сделали ФАПиЧ? Если у Вас ПДМ, значит цифровое управление, то почему и ФАПиЧ не сделать програмно?


Вложения:
000.PNG
000.PNG [ 38.56 Кб | Просмотров: 78 ]

_________________
Главное в жизни не лениться. Захотел поспать - поспи, и не надо откладывать на потом.
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лабораторный инвертор
СообщениеДобавлено: 20 мар 2015, 01:13 
Не в сети

Зарегистрирован: 14 мар 2015, 01:03
Сообщений: 7
Блокировку по температуре я делал проще. На биметалических термостатах.
Но можно и так.

сделано по схеме товарища ksv.
дорабатываем под свои интересы :)
сейчас решили добавить для начала ув частоты при приближении тока ключей к пороговому. Скажем настраиваем, что при 28 а частота немного уходит вверх от резонансной, а при 30 срабатывает другая защита гасящая аппарат.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 215 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB