©2004 Валентин Володин
Сайт Валентина Володина
Главная Статьи Книги и журналы Справочник Программы Ссылки
О себе RytmArc Схемы и описания Резервный форум Разное valvolodin.narod.ru
Калькуляторы Файловый архив Архив форума Форум ГОСТы Измерительные приборы
turbobit mega.co.nz fex.net files.dp.ua ... imageup ... ... ... ...

Power Electronics

Посвящается различным источникам электропитания
Текущее время: 29-03, 13:23

Часовой пояс: UTC + 4 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2338 ]  На страницу Пред.  1 ... 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 ... 156  След.
Автор Сообщение
СообщениеДобавлено: 06-01, 00:17 
Не в сети
Новичок
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02-01, 19:58
Сообщения: 38
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: 38
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: 9335
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: 38
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: 9579
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: 38
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: 38
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: 38
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: 76
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: 9579
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: 9579
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: 38
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: 9579
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: 38
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: 9579
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: 2338 ]  На страницу Пред.  1 ... 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 ... 156  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

Перейти:  
Powered by Forumenko © 2006–2014
Русская поддержка phpBB
turbobit mega.co.nz fex.net files.dp.ua ... imageup ... ... ... ...
Рейтинг@Mail.ru