Power Electronics

Я тут по мурате полазил . Некоторые картинки сильно пугают.

Не знаю как к этому относиться, это ведь для DC страшилка.

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

Пугают не то слово. Что ж это за конденсатор такой, круто-переменной емкости? Надо бы аналогичные картинки для К78-2 или К73-17 для сравнилова. Теперь ясно че это в звукотехнике керамику в тракте не жалуют.

Может быть на графиках проценты не от номинала конденсатора, а от максимального отклонения.( 20% по температуре и 80% по напряжению.)

Вот http://www.cliftonlaboratories.com/capa ... change.htm

_________________
В составе организованной группы, из хулиганских побуждений, по мотиву национальной ненависти, с особым цинизмом и дерзостью нарушал третий закон термодинамики.

Провёл сегодня лабораторку. Взял конденсаторы мурата X7R 3,3nх630В . На упаковке написано + - 10%. Запараллелил 3 шт. и последовательно им припаял 200КОм. Оссцилографом смотрел напряжение на конденсаторах. Синус подавал на RC-цепочку от ЛАТРа. Пока напряжение на кондёрах не превышало 100В был синус, далее пошли искажения, при полной напруге получилась почти идеальная пила. Жаль не было с собой флешки. Куда только японовоенпреды смотрят.
Но для нелинейного снаббера возможно подойдут.

Правильный снаббер с помогалкой. Дополнительные ключи открываются одновременно с основными, на короткое время. Сначала они разряжают снабберные ёмкости, а потом, разгоняют ток в снабберной индуктивности. Результат- полный заряд снабберных емкостей до напряжения питания.

Psnsergey
По поводу снабберов в схемах мостов/полумостов имею сказать следующее.
Во-первых, по сравнению симметричного (с двумя снабберными конденсаторами) и несимметричного (с одним конденсатором) регенеративных снабберов. Симметричный, хотя в нём чуть больше деталей, предпочтителен. При одновременном закрывании транзисторов снабберы полностью эквивалентны, несимметричный ещё и получше будет из-за того, что у него такой же ток перезаряда емкостей идёт через один транзистор, а не через оба. Но из-за различия ключей и их драйверов транзисторы диагонали (хоть единственной диагонали «косого», хоть двух диагоналей полного моста; далее я под диагональю понимаю два транзистора, проводящих в данный такт ШИМ одновременно, а под ногой двухтактного инвертора – два транзистора, проводящих в разные такты и соединённых сток-с-истоком-и-со-своим-выводом-первички-трансформатора, не считая всяких мелких деталек типа датчиков тока и т.п.), как правило, закрываются неодновременно, в пределе – друг за другом (например, время рассасывания первого - 300 нс, а второго - 400, а время спада – по 100 нс), т.е. имеется время «одиночного плавания» транзисторов (замечание в сторону: именно поэтому мне ограниченно нравятся «баяны» из IGBT). При этом в несимметричном снаббере получается следующая бяка: каждый транзистор во время своего «одиночного плавания» практически снабится ёмкостью, равной ёмкости конденсатора, так как противоположный конец этого конденсатора находится под не изменяющимся симметрично потенциалом; только тогда, когда они закрываются одновременно и с одинаковой скоростью, потери в них снижаются до уровня, гарантируемого в симметричном снаббере с той же эффективной ёмкостью. А эффективную ёмкость снаббера (она одинакова у несимметричного снаббера с одним конденсатором и у симметричного с двумя конденсаторами вдвое большей емкости!) задирать никак не желательно, ибо она ограничивает коэффициент заполнения (см. ниже).
Во-вторых, разделение обмоток полного моста, имеющее целью ограничить бросок сквозного тока при включении транзисторов в случае неполного заряда конденсаторов снабберов оппозитных транзисторов ноги (это явление особенно характерно на малой нагрузке при большом заполнении, при низкой индуктивности рассеяния и высокой индуктивности намагничивания) – не панацея. Оно «работает» на индуктивности рассеяния половин первички между собою, и имеет смысл только применительно к конкретным конструкциям трансформаторов для двухтактных инверторов с двухтактной (для выпрямителя со средней точкой и т.п.) вторичной обмоткой, когда такое разделение получается само собою, как результат стремления избавиться от нагрева «болтающейся не при деле» нерабочей половинки вторички за данный такт вихревыми токами, что приводит к разделению и первички на две параллельные ветви с целью максимальной интеграции соответствующих половин первички и вторички между собою по отдельности. Практически можно с не меньшим успехом поставить в ноги двухобмоточный дроссель с отводами от средних точек; крайние точки – к стоку и истоку транзисторов ноги, средняя – к нагрузке ноги (первичке трансформатора); при этом индуктивность дросселя для сквозного тока ноги будет вчетверо выше индуктивности для тока рабочего, а ведь этот эффект отсутствует при разделении обмоток. Фактически так можно имитировать трансформатор с разделением обмоток без привязки рабочих свойств схемы к конкретным конструкциям трансформаторов, для которых есть много иных критериев оптимизации, кроме индуктивности рассеяния между половинками первички. Это особенно оправдано в схемах с полностью двухтактными вторичками, например, с мостовым вторичным выпрямителем или в схеме выпрямителя с удвоением тока. В конце концов, ситуация с ХХ при полном Кзап – порочна сама по себе и может быть легко исключена схемой управления. А неполный заряд снабберов из-за малой добротности регенерирующего контура легко исключается «вольтодобавкой».

Добавлю свои три копейки из практики про разделенный мост.
Подопытный: Сварка, 4 ключа мосфеты 47N60, 4 диода 15ETH06. Транс Е65 Ктр=6, выходной ток 150А, на высоковольтной части снабберов НЕТ вообще, есть только RC снабберы во вторичной цепи на диодах, которые гасят и оффлайновый звон транса (во время dt). Диоды и ключи прикручены на кулер, как обычно. У выходных диодов охладитель от пня 4, у ключей от целерона 1300. в работе месяц, 8 электродов 4-ки на макс. токе до тепловой отсечки.

А теперь посмотрим почему так получилось. В этой теме обсуждалась разгадка бесснаббероной жизни благодаря свойствам самого ключа
http://valvol.ru/topic1246-225.html

А теперь про разделение.
Кроме снижения сквозняков, мы имеем две половинки первички, по которым бежит ток с Постоянной составляющей, а это существенно снижает паразитный скин-эффект. Где-то здесь на форуме были выкладки о том, почему в прямоходе при чуть большей нагрузке по току провод греется так же как в двухтакте. Но в разделенном мосту мы получаем двойное преимущество, т.к. половинки две, и большого мертвого времени нет. То же касается и половинок вторички.
Да, можно поставить два дросселя перед обмоткой, но это устранит только сквозняки и не более. По моим экспериментальным данным, на прогоне сварочника на КЗ(Uвх=25В, D=max), есть отличия в нагреве транса когда половинки первички замкнуты меж собой и когда свободны, разница в нагреве составляла 5-6 градусов при общем перегреве 25 градусов. Не мало согласитесь? И это всего-лишь на 55 кГц. Обмотки намотаны единым жгутом.

Ну да, но она справедлива для скорости мосфетов, но не для IGBT, у которых и ёмкости поменее, и время спада поболее. Хотя если взять обычный низкочастотный мощный выпрямительный диод, даже не давая ему ток в прямом направлении для использования рассасывания носителей (как в книжных демпферах; я, однако, не видел примеров работающих конструкций с такими демпферами; попробовать, что ли?), то должно получиться нечто похожее, он же тоже "варикап"...


Я на Мастерсити как раз такие выкладки и делал. Поправка: при чуть меньшей.


Факт. Начиная с частот 5-50 кГц (оченно зависит от исполнения транса и крутизны фронтов тока) основной вклад в нагрев обмоток в однотакте начинают давать основная и высшие гармоники тока первички, а не постоянный ток. В "элементарном однотакте" оные имеют амплитуду, грубо говоря, вдвое меньше, а сопротивление обмоток вдвое выше, хотя обмоток две, и мощность потерь в обмотках получается практически равной, так что такое решение по сравнению с традиционным двутактом с выпрямителем со средней точкой имеет право на жизнь. Однако выигрыш в однотакте по сравнению с двутактом с упомянутыми мной выпрямителями (мостом и удвоителем тока) всё же не получается, получается существенный проигрыш из-за того самого постоянного тока, которого в двутакте просто не было, а также из-за меньшей доли ВЧ гармоник в форме тока двутакта из-за ненулевого времени заполнения (ВЧ гармоники - самые злые при нагреве меди).


Этот эффект не показывает преимущества сдвоенного однотакта, он всего лишь демонстрирует, что транс обычно наиболее эффективен в применении, для которого разрабатывался. Дополнительный нагрев объясняется появлением вихревых токов в нерабочей половинке первички (да-да, в каждом полупериоде работала только одна половинка первички, та, которая была теснее всего связана с соответствующей половинкой вторички, а вторая болталась балластом, и включение её параллельно первой только способствовало повышению потерь из-за эффекта близости).

Где то ошибка. Или это ХХ или цифры другие и "вх" ли это.

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

Вы трактуете все наоборот. Я говорю об эксперименте, который подтверждает, что разделенная обмотка греется меньше классической, при прочих равных. Обмотка была намотана единым жгутом, чтобы соединить или разомкнуть, достаточно капнуть припоя на плату между полигонами.
При прочих равных, не разделяя классический мост слишком сложно, или даже невозможно, добиться такой же эффективности как у разделенного. Если литц скручен правильно, у свободно летающей обмотки вихряков быть не должно. А правильно - это строго симметричная косичка из скрутки 4Х4 жилок по 0.5 мм, получается равновероятное распределение всех жилок по сечению и абсолютно равная длинна всех жил.

Трибун: Сварочник гоняется на закоротку не от сети, а от постоянного напряжения, при котором на максимальном токе заполнение ШИМ остается максимальным. Если еще хоть вольтом больше, ШИМ уже начинает уменьшатся при том же выходном токе на закоротке (150А). Такой тест позволяет определить нагрев проводов т.к. это полная загрузка по току, но не по мощности. Зато не надо иметь крутых балластов. На балласт конечно все будет хуже т.к. там еще и феррит добавит, но он добавит не криминально.

Правильно! Слишком толстый пучок проводов приводит к бОльшим потерям на ВЧ. Даже если провода вообще никак не разделялись в жгуте, и тогда из-за соединения концов жгута появлялся дополнительный уравнивающий ток, который грел транс. Если бы транс делался изначально с неразделёнными обмотками и оптимально рассчитывался, там не было бы такого толстого пучка, который Вы получили, соединяя две полуобмотки параллельно. Зависимость нагрева транса от толщины пучка проводов первички (при прочих равных) не монотонна, а имеет минимум, его Вы и проскочили вверх.


Это всё-таки неполная загрузка по току, т.к. его фронта не имеют полной крутизны и не так греют транс из-за гораздо менее богатого ВЧ гармониками спектра.

Утверждение спорно с точки зрения как закона Ома, так и природы вихревых токов. Не правильнее ли будет допустить, что переход от разделенного моста к простому включает все "негативы" классического моста. ПМСМ, не стоит так яростно отстаивать свое собственное мнение... Следует искать истину и слышать опонента.
Вопрос бесснаберного включения меня интересует... Ваше изложение по одно и двуконденсаторным снабберам вполне разделяю. Что касается баяна, то об этом и производители пишут, рекомендуя максимально термически связывать ключи. Но этот эффект становится значительным при применении скоростных IGBT с большим дедтаймом и быстрым закрытием. И затем и ставятся снабберы.
Но время дед у FCH47N60 около 1 мкСек в пределе- вот где разница в ключах разгуляется на полную... Ясно, что выручает площадь кристалла полевика. Но, думаю обойтись без снаббера, не совсем корректно- время отключения ок 200нСек. А чем обеспечивается траектория? Ведь емкость при текущем напряжении на ключе свыше 10В резко падает. Т.е. мощность будет лезть в ключ практически все эти 200( пусть даже 100) мксек. И все это долбит скорее всего только один ключ в плече косого. Отличные транзисторы, но сколь долго выдержат такое издевательство- не знаю. В шите не приведены энергии переключения в хардсвичевом режиме- а очень жаль. Если есть инфа на эту тему- поделитесь

_________________
К людям надо помягше... А на вопросы глядеть поширше!

У этих мосфетов емкость все-равно значительна, даже на напряжении 200 вольт. Ну а выше.. уже и ток спадет.
Тут вопрос тонкий.
Вот мы видим траекторию выключения на осцилле. Но ведь одна и та же картинка может быть создана как медленным закрытием ключа с чисто активными потерями на нем, так и чисто емкостным ростом напряжения на ключе без активных потерь(в пределе). На картинке мы видим наличие тока через ключ при значительном напряжении, но в одном случае эта мощность идет в тепло, во втором случае эта "мощность" имеет реактивный характер т.к. просто заряжается емкость ключа.
И как это разграничить? В жизни скорее всего некий промежуточный вариант. Симуляторы ведь рисуют тупо первый, активный, вариант, а что за этим кроется на самом деле не всегда прозрачно.

Имхо, плохой режим ключей должен вырождаться в нагрев корпуса по любому. Но в данном сварочнике они тупо стоят на номаконе, который сам по себе в лучшем случае 1 градус/ватт да + еще кристалл-корпус итого была бы постоянно отсечка по теплу.

В классическом мосту стоит 8 ключей 50B60 на номаконе, стоят RC снабберы, но перегрев корпуса ключей случается быстрее и чаще чем в выше упомянутом разделеннике. Правда мосфеты и жибиты равнять некорректно, но в некоторых даташитах они заявлены как эквиваленты по коммутируемой моще. Только привыкши к перегреву баяна из 8 ключей, осознать "холодность" всего 4 ключей - как то в голове не укладывается. А моточные и частоты те же.