Power Electronics

Кто может подсказать методику расчета ТГР.

В принципе, методика расчёта ТГР есть в моей статье Инверторный источник сварочного тока: опыт ремонта и расчёт электромагнитных элементов, которую можно найти в разделе Статьи. Конечно же методика зависит от типа драйвера, с которым ТГР будет использоваться.

Похоже сегодня было интересно, но я все пропустил :neutral: "Дырки" я поудаляю, но вроде удалить свой пост доступно (проверю).
Но ведь ориентир то должен быть, особенно если за 100% ПН гнаться. Остальное тоже не бесспорно, но как практика показывает допустимо.Щас буду врать В принципе от обычного транса не отличается. Особенно витки. А вот с габаритом сложно - характер потребления непростой, если нагружен через пассивный драйвер на затвор. Потому габарит выбрал из конструктивных соображений (в разумных пределах). В конце концов и с витками поступил так же. Чем не методика ?
ЗЫ. Много не читал, а в статье про RytmArc полноценная методика под однотактную раскачку ТГР есть.
опоздал чуток - затачивал глагол

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

Засунуть модель транса в симулятор и оптимизировать
методом научного тыка, разглядывая кривулю перемагничивания.
Потом добавить драйвер и "добить"в составе оного.
Проще не придумаешь. Остается только освоить сам прибор.

Для этого есть статья.


Вообще-то ферит заполучил с опозданием в полтора года, когда уже сделал что хотел. Но раз он есть, прийдётся делать ещё что-нибудь. Думаю на очень мощный транс, на частоту эдак 50кГ, два Е80 сгодятся.

Не есть гуд, но это так. Пошел в Технологии, модератор GYGY - старый мой пост не удаляется :neutral: , может еще не модерил тогда...

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

valvol
В этой методике не разобрался. Уточняю вопрос. Имеем пассивный драйвер. К примеру, как у "Бармалейника" - прямоход. Схема инвертора - полумост. Мощность преобразователя - 500 Вт. Транзисторы - IRFP360. ШИМ на TL494. Транзисторы выбраны с запасом , это не принципиально. Частота преобразования - 50 кГц.
ТГР - на каждый выход ШИМ по прямоходу на IRF540. Итого два ТГР по одному на каждый ключ. Схема выбрана из расчета дальнейшего повышения мощности до 1000Вт. Главное, методика расчета ТГР. Зависит от выбранных ключей ? От мощности преобразователя ?
Собрал данный девайс, пробовал разные ТГР. Витки менял в 3 раза.
Заметил , что когда ТГР насыщается, фронты уменьшаются. Где оптимум,как правильно ? Преобразователь работает, положенную мощность выдает,фатально не греется. А понимания нет. Работает с любым из намотанных ТГР.
Еще одно любопытное наблюдение, когда смотрю сигнал управления на затворе мощного ключа, без подачи высокого напряжения, передний фронт завален. При подаче высокого напряжения ,фронт исправляется. Время включения уменьшается раза в три.

борода
Не совсем четко. Понял так. Контроллер - 2 однотактных прямохода как раскачки 2-х ТГР - 2 ТГР - пассивные драйверы - двухтактный полумост.
Щас навру - как я это понимаю Та метода как раз под такую раскачку. Как результат - габарит сердечника и витки первички, обеспечивающие НЕнасыщение. С витками там проблем нет - сложнее с габаритом. Та метода описывает как нагрузку ТГР потребление входа TTL и шунтирующего резистора. С пассивным драйвером сложнее, т.е. легко учесть мощность на шунтирующих элементах драйвера, но сложнее с потреблением затвором. Для этого в характеристиках приводится заряд затвора, а мощность, видимо, составит P=VQf и зависит от типа применяемого ключа.
Практически, из-за требований к изоляции, сложно реализовать таким образом расчитанный ТГР - берется заведомо бОльший сердечник. А обмотки, в погоне за малой Ls, стремятся расположить в один слой - это часто меньше расчетной величины. Таково мое, как чайника, видение.
А вот про это и мне любопытно узнать версии от опытных товарищей

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

Поскольку пока никто не опротестовал – продолжу врать на своем примере: ТГР работает на два драйвера типа Кольт, нагружены на IRG4PC50U (Qg=180nC), частота 30кГц. Раскачка однотактная, прямоход, питание 15В, Ктр=1.
Активную часть импульса ТГР нагружен на резисторы Rкб=300, Rge=5К1 и затвор IGBT. С учетом скважности, мощности на резисторах и мощность передачи заряда в затвор:

Ркб=0,5*15^2/300=0,375Вт Рge=0,5*15^2/5100=0,022Вт Рg=15*180*10^-9*30*10^3=0,081Вт (вот куда все уходит!).
В сумме на два драйвера: Р=2(0,375+0,022+0,081)=0,956 пусть 1Вт.

По той методике габарит ТГР SS=100*1Вт/30000Гц*0,1Тл*0,05*1А/мм=0,666см4

Применил два кольца К20х12х6 Sс=0,48см2 SS=0,54см4, т.к. выше заложен явный запас по индукции, окну и плотности, не учтено влияние последовательных диодов.

Обмотки W1=W2=W3=15В/2*10^-4*30000Гц*0,1Тл*0,48см=52, фактически, в три провода в один слой поместилось 31виток. Т.е. dB=0,1*52/31=0,168Тл и при Br=0,1Тл сумма составит В=0,268Тл. Это уже на грани насыщения. Изготовленный ТГР без нагрузки проверен – намагничивание контролировалось на резисторе 1Ом и признаки насыщения (загиб пилы или начало ее насыщения) появились аж при двукратном снижении частоты. Так сделал я.
ЗЫ. Фактически намотано 31/34/34. На сечениях не загонялся - потерю в проводе можно учесть в последовательном Rg.

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

Мощности и действующие токи удобно определять при моделировании. Но остальные вычисления быстрее будет на бумажке, чем подбирать витки в симуляторе, как рекомендовал girator

valvol
А в результате все подводим под удобный конструктив. Т.е. нужна только грубая прикидка, чтобы не сильно провалиться. Выше обсчитал то, что сначала выполнил интуитивно и по аналогиям.

А вот вопросы от борода, что и меня интересуют - о влиянии насыщения ТГР и нагруженности ключа на форму фронтов в затворе - народ пока коментировать остерегается :wink:

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

Возможно народ молчит потому, что несколько необычно звучит вопрос.
Насыщение ТГР приведёт к тому, что управляющий импульс закончит своё существование ранее ожидаемого. Нагруженность ключа не отразится каким-то особенным образом на затворе IGBT. Это у биполярных транзисторов напряжение б-э является функцией тока коллектора. А вообще эти процессы достаточно хорошо моделируются.

При увеличении напряжения коллектор-эмиттер (Vce) уменьшаются ёмкости (Сies,Coes,Cres) - см. графики в даташитах типа "Typical Cap. vs Collector-to-Emitter Voltage". Соответственно мощи драйверу на перезаряд затворной и связанной емкостей нужно меньше, вот фронты и выравниваются.
При отсутствии Vсe ёмкости относительно велики и драйвер начинает напрягаться - фронты заваливаются.
Вывод - драйвер слабоват. :wink:

Но если он расчитан именно на нагруженый ключ, то видимо хватает. А так же красиво про насыщение ТГР смогёшь? Борода видит улучшение фронтов, Валентин предположил, что это просто укорочение импульса - думаю это возможно как крайняя и недопустимая степень насыщения. А что на подходе творится?
На полумостовой раскачке пытался загнать ТГР в насыщение снижением частоты. Вершины начинали горбатить и в пределе, полагаю, это охватило бы и фронты - помешал сильный рост тока в раскачку и ее нагрев. К сожалению качество фронтов не контролировал.

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

Лично мое мнение,по улучшению фронтов при насыщении ТГР,это уменьшение индуктивности и как следствие - уменьшение постоянной времени зарядной цепи затвора. Для ввода ТГР в режим насыщения мы уменьшаем число витков,за счет этого в квадрат от N уменьшается индуктивность рассеяния и вероятно, полное сопротивление со стороны первичной обмотки.
Трибун писал:
Обмотки W1=W2=W3=15В/2*10^-4*30000Гц*0,1Тл*0,48см=52,
Может я ошибаюсь , но W= V/4fBS ,следовательно = 26 витков.
Габаритная мощность двух сердечников К20х12х6 = 9 Вт. на 30 кГц.
За счет того,что Вы намотали 31 виток вместо 26 , то индукция меньше
0,1 Тл. Отсюда и полученные Вами результаты. Десяти кратный запас по мощности. Хватило бы одного кольца с пятикратным запасом.
Насколько я понимаю,это расчет для средней мощности. А нам надо зарядить емкость затвора за 05...1 мкс. , а значит передать в импульсе значительно большую мощность. Или я ошибаюсь?