Power Electronics

Доброго времени суток, господа! Возникла задача хорошо подходящая под данную тематику и позволяющая довольно кратко и просто прилюдно-показательно скрестить тему БлокоПитанияСтроения с МикроКонтроллероЮзаньем. Собственно задача: Сделать преобразователь из "примерно" 24 постоянного в 24 переменное с выходной мощностью ватт 20. Нагрузка не требовательная - асинхронный низковольный моторчик в приводе воздушной заслонки.
Что видится структурно: Взять микроконтроллер (я традиционно по PICам), сделать повышающий стабилизированный, за ним полный мост: снизу - N (ШИМ), сверху - P (переключение полуволн).
Сейчас рисую схемку. Завтра собираюсь по-паять. Собственно что хотелось-бы спросить у общественности: "Делайте ваши ставки: "Взлетит"/"Не взлетит"? :)) Ну и какие проблемы Вы предвидите в этом неблагодарном мероприятии?

_________________
Приближаю нашествие машин.

Моторчик что делает, заслонку открывает/закрывает? Сколько фаз у двигателя? Требуется ли регулировка оборотов?

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

Моторчик заслонку только открывает. Возврат по пружине. Подключение двигателя двухпроводное. Открытие прекращается по собственному концевику. Вообщем, имеем четырехполюсник: На входе - 24 постоянное, на выходе - 24 переменное.

_________________
Приближаю нашествие машин.

Вот что вырисовывается.
Блин, файлы тут на прямую не крепятся. :(
Тут заложена пдф-ка со схемой: https://intas.bitrix24.ru/~jmchs

_________________
Приближаю нашествие машин.

О том как на прямую крепить картинки можно почитать здесь.

Похоже, что верхние транзисторы моста ни когда не закроются. И затворные резисторы у них великоваты для формирования ШИМ синусоиды.
Для надежности имеет смысл смотреть поведение схемы в каком-то симуляторе.

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

Посимулировал в протеусе мостовую часть.

Чего-то с разделом фото на форуме не получается работать. Выскакивает белый прямоугольник и все.




В целом выглядит правдоподобно, но почему-то на обратном ходу тока проваливается напряжение на затворе верхнего транзистора. Из-за этого появляется сквозной ток в начале открывающего импульса. Если сопротивления цепи затвора уменьшить до 1к/2к то эффект усиливается на порядок.
Природа сего явления не ясна. :(

Модель в протеусе: https://intas.bitrix24.ru/~WzmAc

_________________
Приближаю нашествие машин.

Только сейчас обратил внимание, что верхние транзисторы с p-каналом.

Затвор Q6 ни куда не подключен. Это так и задумывалось?
Проваливается куда?
Сквозные токи, скорей всего, вызываются несогласованностью процессов отпирания-запирания нижних и верхних транзисторов.
Proteus у меня на компьютере не установлен и вряд ли я его буду покупать, чтобы посмотреть эту модельку. Может быть лучше в LTspice?

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

Алгоритм следующий задумывается: Верхний транзистор открывается на полсинусоиды, нижний - с помощью ШИМ "нарезает" кривую. Затем открывается другой верхний на полпериода и другой нижний работает в режиме ШИМ.
На модели для простоты рассматривается только одна половина синусоиды, вторая пара транзисторов принудительно закрыта.
LT-Space - да, надо ставить в паралель протеусу. Чуть позже. Может раньше спаяю и реальные осциллограммы посмотрю.
ПС: Про затвор забыл. Нижний график, красная линия - напряжение на затворе верхнего левого транзистора. Теоретически там напряжение меняться не должно. А если должно, то я не понимаю почему. :)
ППС: И с днем рождения, конечно же! Всех благ! :)

_________________
Приближаю нашествие машин.

Скачки напряжение на стоке транзистора, через проходную ёмкость (Миллера), транслируются в затвор. Соответственно, чем больше сопротивление затворного резистора, тем явственнее это проявляется. Кроме прочего, MOSFET имеет значительную выходную ёмкость. И если даже верхний транзистор закрыт, нижнему всё равно приходится перезаряжать эту ёмкость. Поэтому желательно выбирать верхние транзисторы исходя из требования минимальной выходной ёмкости.
Если требуется моделировать аналоговые процессы, то Протеус не совсем подходящий и удобный для этой цели симулятор.
Теперь касательно общего принципа. Двигатель является активно-реактивной нагрузкой, подразумевающей то, что в одни моменты времени он ведёт себя как нагрузка, а в другие как генератор. Поэтому питающий его генератор должен обеспечивать двухстороннее протекание тока. Рассматриваемый генератор этого не обеспечивает.
Я бы на вашем месте посмотрел в сторону фильтра Отто. Самый подходящий для него случай. Ну или использовать полноценный мост. Он обеспечивает двухстороннее протекание тока.

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

Нда... Задумка с верхним P-транзистором оказалась неподходящим решением.
Обратное протекание реактивного тока (когда нижний транзистор закрывается) происходит по пути: нагрузка->обратный диод верхнего транзистора->открытый канал второго верхнего транзистора->нагрузка. В модели это работает.
Фильтр Отто - решение хорошее на конкретно взятую нагрузку с конкретными характеристиками. Тут-же и 1А ток может быть, и 0.1А может быть, а может и вообще не быть. И с индуктивностью нагрузки тоже неопределенность.
Сейчас ухожу на нормальный полный мост с драйверами (IR2110). Но в протеусе нифига моделироваться не хочет.

_________________
Приближаю нашествие машин.

Отож! Это ему не лампочками моргать.

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