Power Electronics

http://i082.radikal.ru/1007/d6/9b68b8363c7e.jpg Это схема.
Картинка в тексте.
Я не силовик. Просьба не пинать. Обращаюсь за помощью в доводке этой схемы. Года два назад у меня возникла необходимость в промывочной ультразвуковой ванне. Все делал исключительно на экспериментах. Получилось то что получилось. На выходе где то 50 ватт, большие габариты, подстройка частоты вручную, ванна круглая диаметр 200 мм высота 150мм. Работает стабильно. Теперь появилась необходимость в больших габаритах и большей мощности. Как сделать излучатели на основе пьезокерамики на нужную резонансную частоту приемлемо к габаритам ванны я знаю и уже сделал. 400х200х300 частота резонанса 24кгц. Но мощность нужна не меньше 400 ватт на емкостную нагрузку. Что применять и каких габаритов в качестве дросселя и трансформатора я даже не представляю. А тем более как правильно сделать резонансный выходной трансформатор. И фазовая подстройка частоты тоже нужна. Просьба направить в русло.

Для начала управление. Вот схема. http://s55.radikal.ru/i147/1007/1c/cf1dab742359.jpgБудет работать или нет?

Есть хорошая книжка Ультразвуковые электротехнологические установки
Если есть какая-то информация о пьезоизлучателе (параметры эквивалентной схемы), то можно попытаться промоделировать генератор в LTspice.

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

Книга хорошая. Я по ней учился делать излучатели. На практике все гораздо сложнее. И я больше практик чем теоретик. Но теоретически с выбором железа для дросселя определился. Судя по форуму тут у многих есть практические наработки по выходным трансам. Поэтому просьба дать совет на каком железе лутше всего сделать вых транс частота 22-25кгц, мощность 500ватт. Всеравно надо сделать для начала практическую модель, посмотреть какие получились импедансы а потом уже их подгонять и согласовывать.

Для начала надо промерить сопротивления на последовательном и паралельном резонансах и их частоты (с нагрузкой и без).

Вот эквивалентная схема излучателя на последовательном и паралельном резонансах.

http://i058.radikal.ru/1008/c0/ec181b8084d7.jpg

Задающий генератор лучше делать с ФАПЧ(CD4046) т.к. резонансная частота СИЛЬНО зависит от нагрузки, температуры, и.т.д.

Генератор должен иметь характеристику источника тока т.к. сопротивление излучателя в зависимости от нагрузки может менятся на порядок.

В драйвер лучше ставить оптику.

Ну вроде усе.
javascript:emoticon(':prankster:')

2 valvol

Есть хорошая книга по ультразвуковым излучателям - Piezoelectric Converters Modelling and Characterization
Author Miodrag Prokic,
240 pages, Copyright ©2004 MPI.

Вот кусок оттуда http://flyfolder.ru/18876616

Но общую модель в LTspice создать я так и не смог. (у меня 2 раздельные для последовательного и паралельного резонансов.)javascript:emoticon(':blush:')

2 carworker

Какое ЖЕЛЕЗО???

Тут нужен феррит типа EPCOS N87, обмотку мотать литцем если нужен дроссель а не ПЕЧКА!

Транс и дроссель можно обьединить в один узел(транс с большой индуктивностью рассеяния)

Для полумоста Ктр~1.4(повышающий) серд. ЕРСОS ETD59 N87(~500W 20kHz совмещенный с дросселем)

Для ФАПЧ используется 2 сигнала: 1 с датчика тока в цепи излучателя через компаратор
на фазовый детектор. Второй с выхода ГУНа(ФД ловит нулеовй сдвиг) выход ФД-фильтр-вход ГУН(Петля ФАПЧ)

CD4046 - 2ФД + ГУН) далее формирование deadtime и драйвера.

Народ есть кто дома?

Возможно уже не актуально

Спасибо за ссылку, очень интересно. Буду иметь в виду на будущее

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

Я делал ультразвук без ФАПЧ. Для этого нужен преобразователь с ЧИМ и стабилизация мощности в нагрузке.

Это был ультразвуковой генератор(УЗГ)для пропитки тяговых двигателей электровозов.Мощность около 300Вт.Все в моей любимой мягкой коммутации.

Кажется заставил я эту штуку работать. Все оказалось довольно сложно. Осталось так сказать добавить один маленький штрих и можно будет хвастанутся. А дело вот в чем. На схеме в средней точке при работе устройства появляются опасные выбросы высокого напряжения. Это происходит из за того что инвертор работает на резонансный контур. По этой причине я отказался от резонансного инвертора. Схему собирал на ширпотребе. Поэтому ключи стоят IRF 840 у которых 500 вольт это совсем не рабочее напряжение. Удорожать не хочется высоковольтными ключами. Прошу посоветовать как обезопасить ключи от выбросов высокого напряжения?

В какой средней точке, С1,С2 или VT1,VT2?

Проблемы могут быть, если ёмкости C1 и C2 не достаточно велики. В этом случае они в самом деле могут станть элементами колебательного контура. Стоит попытаться увеличить их ёмкость в 10-100 раз.

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

При наладке в разрыв первички трансформатора или со стороны транзисторов, или со стороны конденсаторов (это без разницы) включен мощный резистор 0,5 ом к которому подключен осциллограф. При работе на активную нагрузку выбросов нет. Конденсаторы С1, С2 подобраны чтобы на частоте 22 кгц (резонанс излучателя) напряжение на первичке при работе на активную нагрузку имело форму близкую к пиле при максимальной длительности управляющего импульса на ключах. Повторюсь о том что все сделано на ширпотребе и удорожать это изделие нет смысла потому что такой способ возбуждения излучателя не есть оптимальным. Даже если навесить ФАПЧ или ЧИМ настроить все это дело будет очень сложно. Кстати есть простой способ слегка качать частоту на резонансном участке частотой сети что я и сделал в этом устройстве взамен ФАПЧ. По большому счету все это надо делать как автогенератор с возбуждением на резонансной частоте излучателя. Применять контроллер с АЦП для формирования импульсов управления чтобы не происходил срыв автоколебаний. И транс мотать на сердечнике марки МП 140 например. Вот тогда это будет дорого и сердито. А пока большая просьба подсказать ПРАКТИЧЕСКОЕ решение защиты ключей от выбросов высокого напряжения.

Из приведённой схемы не понятна причина возникновения выбросов.
Например, если напряжение питания фиксировано (блокирующая ёмкость по питанию), то в точке VT1,VT2 выбросов быть не может. Там или 0 или напряжение питания.
В точке C1,C2, при условии их достаточно высокой ёмкости, также не может быть выбросов.
Для большей наглядности стоило бы привести внешний вид силовой схемы генератора, осциллограммы в указанных точках, а также осциллограмму напряжения питания.