©2004 Валентин Володин Сайт Валентина Володина
Главная Статьи Книги и журналы Справочник Программы Ссылки
О себе RytmArc Схемы и описания Резервный форум Разное http://valvol.qrz.ru
Гостевая книга Файловый архив Архив форума Форум ГОСТы Измерительные приборы
ipfs mega.co.nz depositfiles f-bit.ru savepic radikal keep4u fotoifolder fastpic ipfs

Power Electronics

Посвящается источникам питания вообще и сварочным источникам в частности
Текущее время: 26-04, 06:01

Часовой пояс: UTC + 4 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 1920 ]  На страницу Пред.  1 ... 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128  След.
Автор Сообщение
СообщениеДобавлено: 06-01, 00:17 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
Прочитал главу 8.17. Попробую эту схему, как только свою "по мотивам Кухтецкого" дожму. В ней деталей меньше. Фактически, у нее в сравнении с вашей - рудиментарная вторичная сторона, непосредственно управляющая гейтом. Хотя каскад с "платы управления" на рис.8.22 наверняка мне тоже поможет. Т.е. "к выв. 11 DA4" схемы у меня должно соединяться с выходом Sn чипов ADG442...

И таки да, затея с синхронным выпрямителем не такая уж и бессмысленная, беглый забег в каталог Инфинеона сразу же навел на SPW55N80C3: 800.0V, 85.0mΩ... Я думаю что у остальных вендоров тоже что-то такое найдется. Стоит правда этот транзистор совсем недешево :crazy: Но это 800V для трехфазного выпрямителя. Для однофазного же хватит вольт 450-500 и профит сильно больше должен быть.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 06-01, 15:50 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
Разобрался я вчера что не так в схеме. Падение напряжения на входах оптрона так невелико (порядка 2V) что этого только-только хватает чтобы открыть ему транзистор. Как только это приводит к открытию канала мосфета, напряжение на оптроне падает до ~800mV и транзистор закрывается. Трансформатор успевает накопить сколько-то энергии и канал мосфета закрывается не сразу - это тот самый участок где напряжение sa1 падает с 8 до 4V. А как только трансформатор разрядился, ничто не мешает оптрону с каналом мосфета войти в высокочастотный дребезг: оптрон срабатывает, канал открывается, оптрон закрывается. Я прибил этот дребезг байпассом C8 и достиг только лишь надежного закрывания оптрона после разряда трансформатора. При этом байпасс несет в себе еще один косяк: он затягивает фронты импульса открытия-закрытия и может устроить КЗ если канал мосфета все-таки открыть.

Убрал ограничивающий обратную полуволну диод D7. Вся схема прекрасно заработала, но в жизни это невозможно - на входе оптрона обратное напряжение до -580V при разрешенных 6V.

В общем, вынес пока для себя:
- понятно почему в "Ideal Diodes" типа R1167, LT8309, NCP4304, ZXGD3103N8 и иже ловят перепады напряжения и внутри у них столько логики с защелками. И теперь понятно что вполне есть резоны трахаться с тем, чтобы встроить их в высоковольтную схему - все другие пути содержат в себе лес граблей, которые в этих чипах уже решены :D
- если не морочиться с гальванической развязкой то наверное единственная альтернатива "идеальным диодам" - компаратор как у Трибуна
- хотя нет, где-то я еще видел схему с токовым зеркалом - им тоже можно отследить и положительную полуволну и сгладить скачки на мосфете;
- если задаваться целью минимизации числа компонент, то это видимо компаратор, с токовым зеркалом тоже много обвязки набегает
- если не морочиться с развязкой, то трансформаторы тоже плохая идея: это на сотнях килогерц такой трансформатор - колечко с полутора десятками витков, а на 50Гц он имеет печальные размеры; если не нужна развязка, то лучше использовать high-side drivers типа IRS25752L, IRS21962 (печально что не удалось найти их spice моделей)

Нормальное получилось "учебное задание" с этим выпрямителем. Куда не ткнись - поучительные грабли :D


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 06-01, 20:01 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12-09, 23:03
Сообщения: 9077
Откуда: Саратов
BBR писал(а):
наверное единственная альтернатива "идеальным диодам" - компаратор как у Трибуна
Имейте ввиду, что я проблему не изучал, а пошел на вскидку влоб :D Т.е. наверняка есть способы лучше.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 07-01, 22:53 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
Трибун писал(а):
BBR писал(а):
наверное единственная альтернатива "идеальным диодам" - компаратор как у Трибуна
Имейте ввиду, что я проблему не изучал, а пошел на вскидку влоб :D Т.е. наверняка есть способы лучше.

Если делать компаратором, то конечно нужно отлавливать не переход через 0, а через некоторый treshold в районе наверное 1-2% от амплитуды - это даст нужный dead-time между верхним-нижним мосфетами фазы. А поскольку открывающийся канал дает дребезг, надо его учитывать. Но стоит начать всем этим развлекаться, как постепенно нарисуется тот самый "Ideal diode driver" :D

Я решил проверить. Итак, LT8309 в действии. К черту оптроны, трансформаторы, будем рулить мосфетом напрямую.

Схема "неправильная №1" - пока забъем на Absolute maximum ratings, засунем микросхему прямо в 525V :D
Лишь бы логику проверить:
Изображение

Контроллер только на положительной полуволне фазы "А", остальные мосфеты в пассивнм режиме чтобы не мешались пока.
Схема включения контроллера достаточно проста, даташит вполне ясно объясняет чего делать.
  • Питается драйвер энергией, запасаемой в C1 во время обратной полуволны. Зарядка происходит через VCC. В моем случае проще всего взять "+" из линии P+ выпрямителя, во время обратной полуволны фаза "A" уходит вниз и служит для схемы землей.
  • Конденсатор С2 нужен для буфферизации Vcc, без него работает очень плохо (я попробовал). Землей для C2 я выбрал линию "P"-: V(P+,P-) = 456-522V, стабильный источник, а "P-" всегда ниже чем A.
  • Диод D1 нужен на время положительной полуволны, когда A всплывает над "P+" (примерно на 1-2V равных падению на мосфетах).
  • Резистор R1 потребовался чтобы убрать слишком прямую связь "P+" с "P-", без него очень плохо :D
  • R2 - резистор на гейт мосфета, чтобы был, R3 - из даташита. В следующих версиях схемы я с R3 потрахался в полный рост... об этом ниже.

Внезапно, работает!
Изображение

Включение контроллера крупным планом:
Изображение
Аккуратный импульс 7V, красота!

Теперь надо пристроить низковольтный чип в высоковольтную схему. Я вставил в схему примечание с Absolute maximum ratings, на первом графике видно что Vcc и Drain даже близко не лежали к предельным значениям :D
Идею как это сделать я видел у Maxim, там они пристраивают датчик тока с помощью стабилитрона. Делаем так же.

Схема "Неправильная №2". Она далась мне тяжело. Это для вас, электронщегов, такое сделать раз плюнуть, а я - ИТшнег, мне трудно, я только учусь вашим штучкам :blush:
Изображение
Что тут.
  • Я подвесил контроллер над стабилитроном между землей "A" и новым "+" схемы — выход "AP+"
  • Земля плавает относительно "P+", поэтому резистор R4 не между стабилитроном и землей как у Максима, а над — он отделяет "+" схемы от линии "P+"
  • R4 на схеме недопустимо малого номинала, 1k греется просто чудовищно, об этом ниже
  • У зарядного конденсатора C2 поменялась земля - теперь это фаза "А", земля схемы
  • C3 потребовался т.к. пока C1 заряжается, троица С1, С2 и входные емкости мосфета впадают в адский высокочастотный дребезг; я не знаю артефакт ли это модели или так на самом деле должно быть, но байпасс C3 проблему решил
  • R1 так же потребовался чтобы бороться с дребезгом, но вообще он потом пригодился чтобы уменьшить токи через C2 - Vcc
Я всегда раньше смотрел на платы и недоумевал "вот и нахрена тут столько кондеров и сопротивлений...". Угу, каждый кондер - решение какой-то проблемы.

Графики:
Изображение
Как-бы "Ура!" — все напряжения в пределах допустимых, чип подвешен в высоковольтной схеме!

Теперь касаемо кипятильника на R4. Ему нужно быть не менее 100к чтобы не греться как калорифер. Но это вызвало у меня много сложностей. Вот крупным планом импульс включения:
Изображение
Контроллер срабатывает при V(Drain) ≤ -62mV, канал мосфета открывается и напряжение Drain падает - выброс. Даташит подробно это рассматривает. Порог срабатывания управляется резистором R3 на Drain, а допустимая длительность пика выброса - MOT (minimum-ON-time) у LT8309 не упраяляется (у компетиторов, типа IR1167, MOT управляется).

Так вот. Увеличивая R4 я получил сразу две проблемы, с которыми развлекался много часов :wacko: :
Проблема №2, мелкая: увеличивая R4 я затягиваю зарядку C1, а пока этот гад заряжается, они втроем с мосфетом и C2 устраивают высокочастотный шум, я писал выше. Шум я задавил байпассом C3, но из-за долгой зарядки контроллер начинает работать не с первого цикла, в с 4-5-6-го, зависит от R4. Мелочь, а нехорошо.

Проблема №1, крупная: увеличение сопротивления уменьшает минимальное значение до которого падает V(Drain), но у меня хороший запас: чип рассчитан на низковольтные схемы, где падение напряжения на диоде мосфета сильно меньше чем у меня (у меня около 2V) и даже зарезав сопротивлением это падение до 600-500mV я нахожусь в допустимых пределах. Однако при увеличении R4 растут высота пика и его длительность, а MOT неуправляем!

Имеем в итоге такое несчастье:
Изображение
Пик недопустммых параметров и - импульс обрывается :nea:

Стало ясно что схему питания чипа нужно полностью пересматривать. Я долго трахался и в итоге сделал так:
Схема "правильная, рабочая":
Изображение

  • Я разделил линии Vcc и Drain: Vcc должна быстро наполнять C1 и поменьше греться, получилось сделать хорошо ограничив напряжение не резистором, а конденсатором C4 (R5 остался как артефакт экспериментов, можно убрать). Не греется, заряжает C1 моментом на первом же цикле.
  • А вот Drain через кондер запитать нельзя: сглаживаются фронты и контроллер открывает мосфет невовремя: открывает с запаздыванием - полбеды, а вот закрывает - беда, это КЗ; поэтому пришлось оставить сопротивление и плотно заняться устранением пика при включении канала, о котором уже говорил. Это решение - байпасс С5, о чем ниже.
  • R1 стал номинала 50Ω - ограничивает ток через Vcc (без него C2 выдает в начальный момент +70V, что нехорошо)

Сначала общие графики:
Изображение

Получилось хорошо: Vcc равномерно заряжает C1, а на Drain аккуратные выраженные импульсы. Все напряжения в рамках разрешенного. Осталось запинать пики при включении, забороть MOT.

Я не знаю насколько точна/верифицирована модель LT8309, хочется верить ЛинеарТековцам, но эксперименты показали что:
- MOT похоже что мне не мешает, я в него вписываюсь
- А вот пик не должен быть выше примерно +20mV, хотя мануал про это молчит!
Т.е. если пик до +16mV - контроллер не отключает импульс, как только он приближается к +20mV - все, импульс отключается. Я до дыр в мониторе перечитал раздел про резистор на Drain, долго экспериментировал. В итоге убедился что предел в моей схеме R4=16k, это почти 6W нагрева при мощности нагрузки 5kW. А их - 6 штук. Хрень.

Решение созрело неожиданно, когда я рассматривал злосчастный пик. Байпасс! Приделал С5 и стало вот так:
Изображение

Я очень надеюсь что модель LT8309 адекватна. Т.к. из нее следует что MOT особо никуда не упирается, а вот высота пика - очень даже упирается!
Таким макаром я сумел сгладить пики примерно до R4=100к (можно чуть больше, до 110-120к), емкость С5 больше 60-80p начинает сглаживать фронты, что недопустимо. Поэтому ограничился 50p и 100k, выделение на одном резисторе 953mW, терпимо.

В общем, вот. Надо перерисовать схему более лаконично и сделать оставшиеся 5 контроллеров. И интересно услышать нет ли здесь каких вопиющих дуростей :crazy:


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 08-01, 00:59 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7240
Откуда: Burbach
BBR писал(а):
И интересно услышать нет ли здесь каких вопиющих дуростей :crazy:

А где модель?

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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 08-01, 01:07 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
Прошу пардону, вот:

AC-Выпрямитель 3ф 04.7g4.asc
AC-Выпрямитель 3ф 04.7g4.plt


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 08-01, 01:26 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
Кстати, а ларчик с MOT просто открывается: он у них 310-410ns, а у меня - неспешные ленивые волны, сегменты синусоиды 50Гц!
При таких длительностях про MOT можно забыть, он "заканчивается не начавшись" и мне нельзя допускать чтобы пик достигал Voffset - чип решает что цикл закончился. Этот Voffset должен управляться резистором на Drain, но убив на него минимум час я убедился: проще пики сгладить, чем с этим Voffset связываться.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 08-01, 18:05 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
Кажется нашел одну дурость: падение напряжения на C4 - 488V, а высоковольтный конденсатор на 20uF это не совсем то, чего я хотел :nea: Схему питания пришлось еще раз переделывать...

Сделал не кондер, а шунт на транзисторе как у Максима - работает!
Вот так:
Изображение
Линию Drain таким же образом сделать не могу: злосчастный пик выброса поднимается выше +18mV и чип отрубает Gate :(
Поэтому Drain оставил с резистором.

Общее тепловыделение (при 5кВт нагрузки) D2+D3+R5+Q1+R4=82.31+49.48+530.94+231.54+953.77=1848.04mW, ×6 = 11.09W, эхххх...

Модель на гуглдиске обновил: AC-Выпрямитель 3ф 04.7g4.asc


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 09:39 
Не в сети
Участник

Зарегистрирован: 31-10, 16:02
Сообщения: 74
Откуда: Подмосквье
Уперся рогом. Вот ситуация: есть модель микросхемы от TI в формате Pspice. В Микрокап работает нормально. Пробую запустить в LTspice - пишет: "Could not open library file "****.lib", т.е. не хочет открывать библиотечный файл модели. Вроде бы LTspice должен легко переваривать формат Pspice. Но тут какой-то стопор. Пробовал менять расширения на .cir, .sub с соответствующим изменением атрибутов символа, но безрезультатно. Где искать затык?

_________________
qaki


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 12:57 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7240
Откуда: Burbach
BBR писал(а):
Модель на гуглдиске обновил: AC-Выпрямитель 3ф 04.7g4.asc

Отложил до следующих выходных.
По своей сути LT8309 является компаратором с гистерезисом. Хорошая штука для высокочастотных импульсных БП, но явно избыточная для синхронного выпрямителя, работающего на частоте промышленной сети.
Есть множество решений, позволяющих непосредственно (без делителя) наблюдать низкие перепады напряжения в высоковольтных приложениях.

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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 12:58 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7240
Откуда: Burbach
qaki писал(а):
Уперся рогом. Вот ситуация: есть модель микросхемы от TI в формате Pspice.

А где модель?

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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 13:27 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
valvol писал(а):
Отложил до следующих выходных.

ОК, с нетерпением буду ждать :)
valvol писал(а):
По своей сути LT8309 является компаратором с гистерезисом. Хорошая штука для высокочастотных импульсных БП, но явно избыточная для синхронного выпрямителя, работающего на частоте промышленной сети.
Есть множество решений, позволяющих непосредственно (без делителя) наблюдать низкие перепады напряжения в высоковольтных приложениях.

А можете ткнуть носом что почитать? Собственно, сыр-бор от того, что я ничего не нашел кроме того обсуждения на Радиокоте, где Трибун предложил компаратор. Все остальные виденные мной статьи сводятся к двум вариантам:
1. Низковольтные схемы - LT4320 или "идеальные диоды"
2. Высоковольтные схемы - "На таких напряжениях нафигнужно - падение на мосфете почти такое же как на обычном диоде, овчинка того не стоит".
Подскажите плз чего почитать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 14:56 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7240
Откуда: Burbach
BBR писал(а):
2. Высоковольтные схемы - "На таких напряжениях нафигнужно - падение на мосфете почти такое же как на обычном диоде, овчинка того не стоит".

Сейчас существуют высоковольтные SiC MOSFET-ы с очень низким сопротивлением открытого канала, которые на рабочих токах могут обеспечить существенно более низкое падение напряжение, чем на антипараллельном диоде. Однако, учитывая высокие рабочие напряжения (применительно к данной теме), прирост эффективности за счёт экономии 1-го вольта получается мизерным. :live-14:
BBR писал(а):
Подскажите плз чего почитать.

О синхронных выпрямителях?

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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 16:00 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 22
Откуда: Пермь
valvol писал(а):
Сейчас существуют высоковольтные SiC MOSFET-ы с очень низким сопротивлением открытого канала, которые на рабочих токах могут обеспечить существенно более низкое падение напряжение, чем на антипараллельном диоде. Однако, учитывая высокие рабочие напряжения (применительно к данной теме), прирост эффективности за счёт экономии 1-го вольта получается мизерным. :live-14:

Ага, я даже находил уже пример: SPW55N80C3: 800.0V, 85.0mΩ, этот Rds(on) в 4.3 раз ниже чем у STW11NM80 (350mΩ), которые я вставил в схему. Сейчас на каждом мосфете я теряю 4.165W (на обычном диоде типа RFN30TS6D терял бы 4.75W), у SPW55N80C3 получается что потери будут около 0.95W. Это неплохо: на 6-и мосфетах я экономлю ~19W, правда теряю обратно 11W на управляющей логике :crazy:
Это все из расчета нагрузки 5кВт

valvol писал(а):
BBR писал(а):
Подскажите плз чего почитать.

О синхронных выпрямителях?

Вы написали выше "Есть множество решений, позволяющих непосредственно (без делителя) наблюдать низкие перепады напряжения в высоковольтных приложениях." По-сути, синхронный выпрямитель сводится к логике "как отследить момент, когда включать канал".


Вернуться к началу
 Профиль  
 
СообщениеДобавлено: 09-01, 16:55 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 7240
Откуда: Burbach
BBR писал(а):
Вы написали выше "Есть множество решений, позволяющих непосредственно (без делителя) наблюдать низкие перепады напряжения в высоковольтных приложениях."

Эти решения связаны с организацией токовой защиты с использованием падения напряжения на сопротивлении открытого канала транзистора. Я приводил какие-то собственные варианты здесь, но к сожалению пока отыскать их не получилось. Наверное проще нарисовать.
Изображение
Если диоды VD1 и VD2 аналогичны и находятся в одинаковых условиях, то напряжение на выходе Out с хорошей точностью соответствует напряжению на стоке MOSFET. Подключаем к Out обычный компаратор и отслеживаем 0 (можно с небольшим гистерезисом). Например, для случая +V=+4В; -V=-1В; R1=2.4кОм; R2=2кОм, схема будет "чувствовать" напряжение на стоке MOSFET в диапазоне от -1 до +1 Вольт (при условии, что на открытом диоде падает 0.6В).

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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 1920 ]  На страницу Пред.  1 ... 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128  След.

Часовой пояс: UTC + 4 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0


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

Найти:
Перейти:  
РейСРёРЅРі@Mail.ru
Создать форум

| |

cron
Powered by Forumenko © 2006–2014
Русская поддержка phpBB
ipfs mega.co.nz depositfiles f-bit.ru savepic radikal keep4u fotoifolder fastpic ipfs
Рейтинг@Mail.ru