Power Electronics

Стандартный запас по напряжению. От 32В, возможно, как-то работать будет. Но при этом получается слишком маленькая разница входного и выходного напряжения, которая разгоняет ток в дросселе. Минус падение напряжения на элементах схемы. В этом случае однозначно пострадает динамика (при скачке нагрузки провал будет больше и длиннее) и вряд ли удасться получить максимальный ток 400А.

Если нагрузка боиться перенапряжения, то надо делать какую-то защиту. Например тиристор, который открывается через стабилитрон и закорачивает вход источника, выжигая входной предохранитель. Именно так организована защита от перенапряжения на рис.17 моей статьи.

С драйвером нет проблем. Можно использовать стандартный драйвер верхнего ключа (например, верхнюю половинку IR2010 или IR2110) или простенький оптодрайвер (например, HCPL3180) с буферным усилителем типа того, что изображен в начале обсуждения.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Вот рабочий вариант:

Скачать модель.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Валентин Яковлевич, очень признателен Вам за проделанную работу. Будем пробовать в железе.
В реальности будет картина по выходу несколько другая. У Вас в симуляторе источник, видимо, идеальный. Но даже с падением в сети, на трансе, выпрямителе, думаю будет лучше, чем то, что сейчас.
А вот эта микросхема LM358 в ОС по напряжению, разве она имеет отношение к rail-to-rail? Это же совершенно рядовая микросхема, с совершенно рядовыми параметрами.

_________________
Всё, что не греется - лишнее.

Вариант с оптимизированной схемой управления. Здесь нашлась работа для второй половинки LM358, которая формирует искусственную среднюю точку Vref/2.

Скачать модель.

LM358 на половину rail-to-rail. Её выходное напряжение меняется от 0 до VCC-1.5В . Но, в данном случае этого достаточно.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Предлагаю на чем-то остановиться. Нет предела совершенству.
На данный момент есть транс 3-х фазный на 200 А длительно, дроссель выходной - индуктивность пока не знаю. На выходные замерю. Можно считать и выпрямитель есть. Будет пока 3 в параллель двухполупериодных со средней точкой.
Будем собирать управление, ну и силовую часть.
А 10 К в затворах ключей не много? Обычно там ставят 1 к. И еще. Вы никак не контролируете ток через ключи. Только ток в нагрузке. Туда, конечно, можно поставить просто по резистору. Допустим по 0,4 Ом. 4 ключа по 100 А через каждый. И нагрузки выравняются и как-то ключи защитятся. Хотя, это же такие монстры должны быть. Не, наверно не нужно.

_________________
Всё, что не греется - лишнее.

Вроде нормальная схема. Вас не устраивает большая мощность на шунте?

В своё время делал похожее. Вот картинка БП малой мощности. На большую мощу искать надо.

_________________
"Если тебе дадут линованую бумагу, пиши поперек." Хуан Рамон Хименес

Валентин Яковлевич, наберусь наглости сказать, что для данной схемы это не совсем так. Если без нагрузки выставить напряжение на 3-м выводе УЦшки, например 0,5 вольта, то порог срабатывания отсечки по току будет 1В-0,5В=0,5В (грубо). соответственно резистор шунта надо будет считать исходя из порога срабатывания 0,5В. И мощность на шунте будет в два раза меньше.
Если выставить на третьей ноге 0,7В, порог срабатывания будет 0,3 вольта, и мощность на шунте меньше уже в три раза.
НО, вы правы, всё равно много, а дальше понижать порог срабатывания чревато нестабильными режимами.

На больших токах применял датчик холла SS495. И компаратор, кажется LM2901 в качестве порогового элемента. Датчик ставил просто у торца силового дросселя. Мне было легче, дроссель был на незамкнутом сердечнике. Тут придётся помещать датчик, например, в пропил ферритового кольца, а кольцо надевать на силовой провод.

_________________
"Если тебе дадут линованую бумагу, пиши поперек." Хуан Рамон Хименес

Обычно у кого? Я обычно ставлю 5-10к, но можно и больше. Этот резистор привязывает затвор транзистора к истоку в случае проблем с затворным резистором или драйвером (полезен на этапе сборки/наладки) и его номинал выбирается таким, чтобы в нормальном режиме работы он не сильно грелся и не подгружал драйвер токами утечки. 4 параллельных резистора 1к, при питании 15В, будут рассеивать мощность до 1 Вт и дадут суммарную утечку до 60мА. А это составляет более половины нормального потребления драйвера. Врядли этот процесс можно назвать малозаметным.

В принципе этого достаточно. Динамики схемы управления хватит, чтобы вовремя ограничить ток в нормальных режимах работы. Если же есть желание дополнительно защитить транзисторы (случай повышения надёжности за счёт усложнения), то для этого не обязательно использовать дополнительные шунты. Для целей защиты можно контролировать напряжение на открытом транзисторе (в качестве шунта использовать сопротивление открытого канала). Например, именно так организована защита в ЭРСТ. По такому же принципу работает защита многих интегральных драйверов, например HCPL316.

Порой не делаю уточнений, чтобы избежать пространных объяснений.
В данном случае оговаривается, что нормальный режим нагрузки источника 50-100А, но кратковременно он должен сохранять работоспособность вплоть до 400А. Т.е. максимальный порог устанавливается для максимального тока 400А. И если мы выставим 0.3В для 400А, то для 50-100А останется 35-75мВ. Что-то на уровне шума. Врядли в этих условиях работа источника будет надежной и устойчивой. Если же мы оставим полный диапазон защиты в 1В (на который собственно и рассчитана микросхема) для максимального тока 400А, сместив ползунок резистора R1(R21) в самый низ, то в номильном режиме работы напряжение на входе Current Sense будет меняться в диапазоне уже 0...250мВ, что конечно тоже не фонтан.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Тут надо попросить уточнений у Дантиста. Я так понял, что необходимо ограничивать только максимальный ток, во избежания выноса ключей, а при малой нагрузке источник работает в режиме стабилизации напряжения. Если я не прав, прошу поправить.
Пробую состряпать альтернативную модель с поцикловкой.

_________________
"Если тебе дадут линованую бумагу, пиши поперек." Хуан Рамон Хименес

Именно так и должно быть. И так работает существующий источник с регулировкой на тиристорах. В принципе, он всем хорош, за исключением глубоких провалов при набросе нагрузки (с 30-40 А до 1100) и выбросов до 34-36 В при снятии нагрузки. Это силовой источник. С ограничением 1300-1500 А. Маленький должен стабильно держать напряжение до 100-150 А с кратковременным провалом до мин 16-18 В при включении мощного потребителя. Ограничение на уровне 400 А.
Как-то так.
В общем, начинаю собирать источник по крайней схеме.

_________________
Всё, что не греется - лишнее.

Версию с поцикловкой и под датчик SS495 (в наших краях около 90руб стоит) рисовать или не надо? (в наших краях SS495 около 90руб стоит. И никаких шунтов )

_________________
"Если тебе дадут линованую бумагу, пиши поперек." Хуан Рамон Хименес

Всё правильно. Но если для обоих целей используется один токоизмерительный вход, то потребность измерения максимального тока автоматически уменьшает диапазон, доступный для нормальной работы.
Ситуацию можно улучшить, если для защиты использовать отдельный канал. Например так, как предлагалось выше. Но в этом случае, при использовании UC3842 (даже с искуственно зауженным дипазоном входа контроля тока), тепловыделения на токоизмерительном резисторе будут достаточно высокими.

Для управления по пиковому току (Peak Current mode Control) требуется высокочастотный датчик. Для этой цели датчик тока на эффекте Холла (ДТЭХ) не стоит использовать. И тем более для целей токовой защиты. Слишком уж эти датчики низкочастотные.
А вот для режима управления по среднему току ДТЭХ использовать можно. Правда желательно только те у которых полоса более 50кГц (или, как минимум, на порядок выше частоты единичного усиления контура стабилизации тока).

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Андрей, даже и не знаю, что сказать... Давай рассмотрим и твой вариант.
Пока решил собирать крайнюю схему от Валентина Яковлевича.

_________________
Всё, что не греется - лишнее.

В данном случае, вроде, требуется только один канал для ограничения максимального тока.
Да, крыть нечем . Хотя, если бы возникла острая необходимость, такой шунт состряпать можно, а здесь овчинка выделки не стоит.
Насчёт поцикловки - это я не корректно выразился, вы правы, датчик холла не успеет сработать. Да, уж, вы показали хорошие датчики, Но в нашей лавке таких нет, а SS495 + компаратор LM2901 вполне справляются. Скорость изменения тока в дросселе не такая большая. Чопперов, которые работают с этими датчиками больше десятка будет, сварочные токи 250-400 ампер. Именно с этими датчиками проблем не было.

Модель подшаманю маленько и выложу (по крайней мере обои, с файлообменниками не заморачивался ещё). Так, для интереса. Всё равно её дотачивать надо т.к. именно в такой конфигурации на практике не испытывалась.

_________________
"Если тебе дадут линованую бумагу, пиши поперек." Хуан Рамон Хименес

Вот обои на скорую руку.

Красным - напруга на выходе
Синим - ток дросселя
Серым - "включение/выключение мотора" ничего лучше не придумал как заменить разгоняющийся эл. двигатель резистором и кондёром огромной ёмкости.
ОС по напряжению - хреновая. Но разговор был не о ней а об ОС по току.
В модели довольно точно отслеживается пиковый ток, правда модели SS495, наверно, в природе не существует. То, что я нарисовал взамен Холла - большое приближени и более шустрое - это с одной стороны.
Но с другой стороны - регуляторы с таким датчиком работают, это подтверждено практикой. Реально ток КЗ процентов на 5-10 больше рабочего, в большинстве случаев это приемлимо, а для сварки даже мало.

PS - тут по умолчанию считаем, что питание - идеальный источник напряжения, реально напруга после траса и выпрямителя может проседать на несколько вольт и никакой электроникой это не исправишь. Поэтому для уменьшение просадки выгодно иметь большее входное напряжение, как Владимир Яковлевич показывал.
Полезно протестить транс с выпрямителем - сколько напруги остаётся на выходе при токе 400А.

Хотел выложить модель, но с файлообменниками ничего не получается, похоже там регистрироваться везде надо, неудобно, однако.

_________________
"Если тебе дадут линованую бумагу, пиши поперек." Хуан Рамон Хименес