Power Electronics

Привет, Михаил!
Рад, что ты снова с нами.
При относительно стабильной нагрузке, колебательный контур можно использовать в качестве повошалки. Причем достаточно одного колебательного контура. Правда, на частоте 50 Гц, резонансные дроссель и конденсатор будут иметь существенные габариты.

На выходных постараюсь выложить версию AC-AC регулятора, имеющего меньшее количество компонентов и большую эффективность.

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

Взаимно, Валентин! Вчера вечером вернулся.
Да, это так. Видимо я глядел на какой угол сдвигается синусоида при каждом наращивании ячеек LC.Было бы чудесно!
Ну а я, заменил идеальные ключи, диоды и др. на имеющиеся в библиотеке модели компонентов.
При большом заполнении происходит пробой диодов при закрытии ключей (ЭДС самоиндукции), ток подскакивает до нескольких кА.
Модель, пока ещё "сырая", здесь: https://cloud.mail.ru/public/4TSa/qZAHnSxTg

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Direct AC-AC Step-Down Single-Phase Converter with Improved Performances


Архив с моделью понижающего AC-AC преобразователя.

Здесь, как-бы, транзисторов больше. Однако общее количество полупроводников меньше. Кроме этого каждый ключ состоит из последовательно включенных транзистора и диода, а не транзистора и двух диодов, как в предыдущем случае. Следователь, падение напряжения на ключах в их открытом состоянии меньше.

Раньше в моделях я использовал ключи с прямой и обратной логикой управления. Это позволяло использовать один источник управления для преобразователя. В предпоследней модификации появилась необходимость использования двух источников управляющего сигнала, однако использование ключей двух типов сохранилось, что могло ввести в заблуждение. В этой модели я все привел в порядок. Здесь используется один тип ключей с нормальной логикой управления и два источника управляющего сигнала.

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

Сегодня почитал книгу В.И.Мелешина "Транзисторная преобразовательная техника" в части DC-DC преобразователей, которые, как понимаю, можно конвертировать в АС-АС преобразователи.
Сделал несколько фото из книги.
ИРН-1 - импульсный понижающий регулятор напряжения;
ИРН-2 - импульсный повышающий регулятор напряжения.
Попытаюсь создать модели для того и другого, а потом объединю, дабы исполнить свою хотелку.

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Valvol, оказывается вы меня опередили!
В книге рассматриваются отдельно ИРН-1 и ИРН-2 (есть ещё инвертирующий ИРН-3).
Буду кроить модель. Нужно определиться с очерёдностью ИРН, например: ИРН-1 + ИРН-2 или ИРН-2 + ИРН-1. Так понимаю, что очерёдность будет зависеть от диапазона колебания питающего напряжения.
Кстати, потери в ИРН-1 и ИРН-2 сопоставимы.

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Связка ИРН-1 и ИРН-2 имеет явные преимущества по количеству компонентов.

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

Понял.
Кстати, спасибо за модель из пред. сообщения.
И ещё. У меня есть и 2-я книга В.И.Мелешина "Управление транзисторными преобразователями энергии". Кое-что нашёл по теме. Надо будет более внимательней прочесть.

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Из моего предыдущего сообщения можно сделать вывод, что АС-АС преобразователь стандартного типа (повышающий, понижающий, инвертирующий повышающе-понижающий, повышающе-понижающий) состоит из двух разнополярных DC-DC преобразователей аналогичного типа, включенных параллельно. Это обстоятельство, в частности, позволяет использовать в данной конфигурации обычные turn-on и turn-off снабберы, используемые в DC-DC преобразователях, что как помниться сильно волновало медведева.

В дополнение к топологии AC-AC Buck преобразователя

Архив модели AC-AC Buck преобразователя.

Привожу топологию AC-AC Boost преобразователя:

Архив модели AC-AC Boost преобразователя.

Топологию AC-AC Inverting Buck/Boost преобразователя:

Архив модели AC-AC Inverting Buck/Boost преобразователя.

Топологию AC-AC Buck/Boost преобразователя:

Архив модели AC-AC Buck/Boost преобразователя.

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

А почему "волновало"? Оно и сейчас "волновает", поскольку и простейшие топологии DС-DС регуляторов из учебников, прекрасно работают на идеальных ключах, активных и пассивных, но в реальной жизни, таки, требуют тех или иных примочек для получения приемлемой ЭМС. И вы это прекрасно знаете, но продолжаете упорно искушать неокрепшие умы.
Однако, я не собираюсь ходить в чужой монастырь со своим уставом.

Разумеется. Как пример, могу привести широко используемую в 3-х фазных ККМ топологию Vienna Rectifier (повышающий AC-DC преобразователь). В этом выпрямителе используются аналогичные ключи переменного тока. По ссылке есть фото ККМ мощностью 10 кВт, с частотой ШИМ 400 кГц.

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

Valvol, внизу схема 2-х полюсника (назовём его так) состоящая из последовательно соединённых ключей шунтированных внутренними диодами.
Возможна ли использовать приведённую топологию взамен параллельных ключей на приводимых Вами схемах? Да, я понимаю, что тепловой режим с последовательным включением несколько хуже, нежели с параллельным включением, поскольку используется внутренний диод при смене полярности, но, ПМСМ, схема упрощается. Конечно, для сильномогучих преобразователей параллельное включение предпочтительней (тепло "размазывается" по ключам и радиатору).
И ещё. Допустима ли подача управляющего напряжения на затвор, если к исток-сток приложено обратное напряжение и переход зашунтирован внутренним диодом и по нему течёт ток?
К концу недели, началу следующей надеюсь начать кроить реальные макетки.
Нужен ли воздушный зазор в дросселях? У меня есть в наличии и RM14, ETD59, E65 и 70, разные кольца и др. из феррита ЭПКОС и распылённого железа (кольца).
Примерный расчёт индуктивности дросселя и ёмкости конденсатора в сжатой форме на примерах приводится в книге В.И.Мелешина. Есть ли какие-то особенности, нюансы по расчёту и конструктивному исполнению в отличии от общепринятых для ИБП ?

Да, чуть не забыл!
На схеме ключи U3 и U4 выполняют роль синхронного выпрямителя взамен изъятого диода?

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Именно корректор на венском выпрямителе использовал в одной из последних разработок и пришлось изрядно повозиться, прежде чем приделал к нему недиссипативные демпферы для мяфкой коммутации, дабы удовлетворить требованиям по ЭМС и кпд. В том виде, что проповедуется во всяких помогалках и инете, виенна корректор -это сильномогучий источник помех.
Однако, это лишь моё сугубо личное мнение, основанное на опыте использования виенны в многофазных модулях трёхфазного корректора, кои позволяют получить любую вменяемую мощность с шагом 2,5 кВт. Поскольку комплектация использовалась только российская, то частота тарахтения одного модуля 50 кГц.

Проблема КПД решается использованием высоковольтных SiC транзисторов и диодов Шоттки. Шумит эта элементная база тоже не сильно. Поэтому проблема ЭМС легко решается грамотным монтажем и фильтрацией.

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

Начните с этого. Возможно такое решение будет достаточным.

Допустимо.

И что, расчет у Мелешина не указывает на необходимость зазора?

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

Для написания статьи о рекордном кпд, может быть, хотя ёмкость угольных Шоттки никто не отменял. Что касаемо лёгких решений и правильности конструкции, то эти общие фразы, ИМХО, лучше оставить для простодушных.