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  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"
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
Лишь бы логику проверить:
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
- 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!
Включение контроллера крупным планом:
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
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 
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:
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:
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  :
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:
Пик недопустммых параметров и - импульс обрывается 
Стало ясно что схему питания чипа нужно полностью пересматривать. Я долго трахался и в итоге сделал так:
Схема "правильная, рабочая":
- 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:
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:
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 
|
