Power Electronics

Попробую модельку погонять, если в библиотеке найду этот драйвер...

Вполне пригодную для экспериментов модель можно собрать из 555-таймера и драйвера IR2104, которые присутствуют в библиотеке. Первый в стандартной библиотеке, а второй в EXTRA.
В своих архивах нашел очень подходящую для этого модельку.

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

Посмотрите в теме про библиотеки, модель IR2153 была точно

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

нашел модельку на форуме факельников.
Погонял модель. Так и не увидел признаков регулировки и (или) стабилизации. Работает как обычный полумост с внешним генератором...




Я так понимаю, тут стабилизация за счет прерывания питания? Где то уже попадалась яростная критика такого решения...
Сейчас погоняю, спасибо!

P.S. ее и запустить то целая история.... Тормозит нереально.

Модель демонстрирует указанный выше способ имитации IR2153.
Что касается самой модели, то она, так же как и источник

использует частотную модуляцию, без каких-то "прерываний питания".
Запускается без всяких проблем. Однако, чтобы не тратить память данных на процесс зарядки выходных конденсаторов, начало вывода диаграмм задержано на 30мс при помощи директивы .tran 0 80m 30m . Процесс можно ускорить, если сразу "зарядить" конденсаторы до требуемого напряжения (С7 до 20, а С8 до 10 вольт).
Что касается времени симуляции, то, если хотите пользоваться симулятором, то привыкайте к тому, что в модели процессы идут гораздо медленнее, чем в реальности. Ну, или приобретайте мощный компьютер
Ниже изображен процесс стабилизации выходного напряжения источника

Зелёный график, напряжение на С7, красный на С8 и синий на С10 (напряжение управления). При старте, частота преобразования 27кГц, после выхода в режим 32кГц.

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

Валентин, я что-то не понял как в иммитаторе IR2153 осуществлятеся ЧИМ. В приведенной мной схеме понятно, при открывании оптопары закрывается транзистор Т1 отключая частотозадающий конденсатор С1, остается С2, генератор работает на более высокой частоте.

Сделал старт с нуля, так удобнее отслеживать работу схемы.
В иммитаторе, судя по логике, при превышении выходного напряжения открывается Q3 и шунтирует Uпит поступающее через R7, обесточивая обе микросхемы. Получаются пачки импульсов, но внутри пачки наполнение имеет одну и ту же частоту.
Тогда принцип все же разный - в первой схеме меняется частота импульсов при их непрерывности, во второй, меняется длительность пачки импульсов. Или при изменении напряжения питания (снижении) меняется частота таймера 555 и это и есть ЧИМ?
Вариант управления с прерыванием генерации по питанию тоже видел, правда не знаю, только ли это схема, или кто-то обкатывал. Вот


На графиках все хорошо, но такую схему можно сделать именно на двух микросхемах, не на одной IR2153. Потому что прерывать можно только питание таймера, ни в коем случае не драйвера. Иначе на определенном участке снижения Uпит можно вывести полевики на линейный режим вместо ключевого, со всеми вытекающими.

Это видно по графика. Зеленый выходное напряжение, красный - напряжение питания на микросхемах, синий, амплитуда на затворе полевика.

Смотрите Variable Frequency Drive using IR215x Self-Oscillating IC’s, Fig 3c. На сайте есть русская версия этих советов Управление переменной частотой при использовании автогенераторных микросхем драйверов серии IR215x

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

Разделил питание. Такой вариант намного лучше в смысле вышесказанного. При управляется только таймер, поэтому амплитуда на затворах не меняется.

Графика напряжения питания 555 не видно за зеленью, не знаю как его поверх вытащить, но он такой же как на предыдущем скрине, а вот амплитуда не затворах ровная.

Вообще тут уже сомнительна сама ценность схемы. Две микросхемы, плюс обвязка... Применение IR2153 тем и хорошо, что упрощает донельзя схему, тут уже проще обычный ШИМ контроллер поставить.

Кстати, чтобы не менять амплитуду вместе с частотой уже на выходе таймера, проще вместо 555 применить любой готовый однокристальный ГУН и получить ЧИМ в чистейшем виде.

Пока писал, Вы ответили. Что то не открывается pdf, народ глючит что ли...

P.S. Ок, почитал. как раз оба варианта мы тут и просмотрели - управление частотозадающими конденсаторами и управление напряжением питания.
Первый вариант безопасен, но обеспечивает лишь две фиксированные выходные частоты. Не делать же набор ключей...
Второй вариант, управление питанием, имеет упомянутый минус в виде изменения амплитуды выходных импульсов. В принципе, можно обезопасить этот вариант, ограничив нижний порог снижения напряжения на уровне гарантирующем надежное открывание полевиков. Это не сложно...
А вот регулировка Vos - практически безопасный ГУН. Простая и прикольная вещь.
Спасибо за чтиво, полезное.

Смотрите внимательнее. Частота изменяется в указанном выше диапазоне.

Не обязательно.
IRF7452 прекрасно открывается, если напряжение на затворе равно или более 7В. В данном применении, такое напряжение гарантируется условиями эксплуатации. Однако, существуют полевики, рассчитанные на логические уровни управления, которые полностью открываются напряжением 5В и менее.

Как говориться - "Не хлебом единым..." Различные решения имеют свои преимущества и недостатки. В данном случае, используемый алгоритм управления позволяет получить ZVS (при нулевом напряжении) режим коммутации транзисторов, что позволяет получить большую, чем при жесткой ШИМ коммутации, эффективность преобразователя, а также снизить уровень помех.

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

Да, я это уже понял. Просто при первом запуске Вашей модели у меня почему то транзистор управляющий напряжением открылся ПОЛНОСТЬЮ (на графике), обнулив питание. Поэтому я и решил что генерируются пачки импульсов. При последующих прогонах такого не видел уже.


Такой подход накладывает жесткие ограничения на подбор транзисторов, к тому же я имею ввиду конкретную (в моем случае) схему с высоким напряжением питания.

А вот это уже любопытно. Если можно, пару слов об этом. Никогда не интересовался ИИП в широком смысле, если что надо было, либо делал по готовым схемам, либо разрабатывал (в том числе и с помощью этого форума) и делал. Все что касается ИИП с ШИМ вопросов не вызывает, но вот интересно - а почему именно ШИМ, не ЧИМ? Еще в конце 80-х помню собирал простые однотактные автогенераторы как раз работающие с ЧИМ стабилизацией. Удивляло в каком широчайшем диапазоне Uпит они работали при стабильном выходе.

При ЧИМ сложнее обеспечить помехозащищенность из-за изменения основной частоты и частот гармоник (помеха "плавает) , меняется передаваемая сердечником мощность и т.д. Поэтому ЧИМ и не используется широко?

Ну и что, что плавает? Это где-то жестко оговаривается? Главное, чтобы уровень помехи не превышал допустимый. Что-же касается изменения частоты, то у ШИМ преобразователей частота тоже плавает. Например, естественный расброс и дрейф частотозадающих компанентов, приводит к разбросу частоты, который вполне соизмерим с указанным выше для конкретного ЧМ регулятора. Кроме этого, т.к. в ШИМ используются прямоугольные импулься, то гармоники генерируются в весьма широком диапазоне, который дополнительно расширяется за счёт модуляции ширины импульса.
Что касается ЧИМ, то этот принцип регулирования широко используется в резонансных топологиях, которые зачастую используются именно там, где требуется минимальный уровень помех. Кстати, для лабораторного источника питания этот параметр также весьма немаловажен.

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

Тем не менее, абсолютно подавляющее число реально применяемых схем (я уж не говорю о микросхемах-контроллерах) - это ШИМ. Хотя даже схемотехнически реализовать ЧИМ намного проще, как и защитные интервалы и прочее. Но ШИМ безоговорочно лидирует на практике, почему?

ШИМ 'лидирует' в относительно маломощных преобразователях. При повышении мощности ШИМ вытесняется ЧИМ-ом

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

Это смотря что понимать под "относительно маломощными" преобразователями. В профессиональном оборудовании используемом у меня на работе, все ИБП с ШИМ - средняя мощность единичного модуля 2кВт, в БП от 2 до 7 модулей. В основном это AC/DC 220>48V, хотя есть и обратное. Оборудование Eltek, Elteco, PowerOne, Delta, иногда российские ИБП 48.

Практически все я разбирал, контроллеры именно ШИМ. Из резонансных могу вспомнить только модули PowerOne с контроллером для моста UC2875либо 2895.

Ну ок, спасибо, это уже наверняка за рамками темы, сорри за флуд. Мне важнее что именно в моем случае этот вариант стоит рассмотреть безусловно.

Да, для кого-то может быть и 200Вт большая мощность. По крайней мере так было лет 30 назад. А по нынешним времена и 2 кВт мало. Понятие размера мощности источника питания привязано к используемой элементной базе, которая, в свою очередь, определяет топологию. Кроме этого играют значение условия применения. Например, специалисты по электросварке и индукционному нагреву, разве что, улыбнутся на заявление о том, что 2кВт большая мощность.
Меня больше устраивает классификация, связанная с элементной базой и топологией.
Так вот, режим классической ШИМ характеризуется большими скоростями изменения тока и напряжения. Поэтому, этот режим регулирования очень требователен к элементной базе на предмет её быстродействия. В настоящее время, необходимыми параметрами обладает сравнительно маломощная элементная база. Если говорить о полупроводниках, то эта элементная база, расположенная в корпусах до ТО-247 и ТО-264. Эта элементная база позволяет достигать мощности ~ 10 - 20 кВт. Далее частотные свойства всё более мощных полупроводников начинают падать. Кроме этого, при росте мощности, пропорционально увеличивается скорость исзменения тока в обмотках трансформаторов. Для коммутации таких быстрых токов нужно выбирать всё более тонкие обмоточные материалы, что конфликтует с требованием пропускания всё больших действующих токов. При мощностях более 20кВт становится всё более сложным использовать ШИМ способ регулирования. Поэтому на таких больших мощностях отказываются от прямоугольной формы тока и напряжения, характерных для классической ШИМ, в пользу синусоидальной формы, характерной для резонансных топологий. Такая форма снижает требования как ключевым, так и к обмоточным компонентам. Для резонансных же преобразователей более характерна не ШИМ, а ЧИМ.

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