Полумост, мост с конденсаторным балластом Опции

[qaki]

Cделал печатную плату с использованием smd, без детектора поджига. Вроде работает, но на макете, питающемся от 36V через ограничительное сопротивление, не видно паузы между срабатыванием ключей.

Есть встречные вопросы. IR2112 на схеме не опечатка? Если нет, то она
слаба для наших ключей. По выходу TL-ки все в норме? Т.е. максимальная
длительность меньше половины периода? Питание драйвера бутстреп. А
средняя точка между ключами физически присутствует? Т.е. сами ключи
к схемке подвешены? Если нет, то заряд емкости, питающий верхний
выход не происходит. Нижний выход драйвера должен повторять выход
TL-ки, чуть укорачивая фронты.

[8pin]

2112 не опечатка. 2110 не было, а 2112 как я счёл, типа лучше. Ну и не пропадать же добру - пусть лучше послужит делу жестоких экспериментов. Бустреп это так, для пробы. Можно и блок питания подключить. Даже и блок питания на 12V, сделанный из зарядного от сотового (не влезло в его трансформатор провода на большее напряжение) и бутстреп, конденсатор в таком случае поставить побольше. Средняя точка присутствовала, то есть всё было подключено как положено, только без нагрузки, к 36V трансформатору и с балластным резистором (лампочкой на киловатт) до выпрямителя, хоть это и не гарантирует полностью сохранности ключей, ведь их при сквозном токе и напряжении повыше вполне может убить из конденсаторов, если дать зарядиться.
Сигнал с датчика тока не подавался, также как и его эквивалент, так что длительность была максимальной, на глаз примерно равна паузе, или хотя нет - импульс одно крупное деление (10мкс), пауза 1,2 деления или типа того. Я просто глянул на сигнал с трансформатора и не увидел ступеньки, что вызвало некоторые опасения. Надо наверно подать на 4 вывод 0,7в с диода и посмотреть что получится. Но позже.

2110 кстати сдохла - я случайно затвор с эмиттером перепутал, заметил только по тому что сигнал на затворе приобрёл форму иголок вместо "П". А при следующем включении из микры пошёл дымок и отрубилась защита бп.
Кстати, отличных бп с Viper-ом можно наковырять из неисправных DVD-шников, у нас на радиорынке по 100 руб. Там правда 5V, но трансформатор доматывается до 27 ).

[qaki]

[quote] name='8pin' date='7.11.2010, 22:53' post='156099']
[quote] 2112 не опечатка. 2110 не было, а 2112 как я счёл, типа лучше. Ну и не пропадать же добру - пусть лучше послужит делу жестоких экспериментов.[quote/]
Можно и поплатиться ключами. Слабоватый ток 2112 приведет к
затягиванию фронтов и росту коммутационных потерь с соответствующим
разогревом кристалла. М.б. в продаже есть 2113? По току они аналог 2110.
По напряжению немного выше.
[quote] Средняя точка присутствовала, то есть всё было подключено как положено, только без нагрузки, к 36V трансформатору и с балластным резистором (лампочкой на киловатт) до выпрямителя..... длительность была максимальной, на глаз примерно равна паузе, или хотя нет - импульс одно крупное деление (10мкс), пауза 1,2 деления или типа того. Я просто глянул на сигнал с трансформатора и не увидел ступеньки, что вызвало некоторые опасения.[quote/]
Так и должно быть. Контур толком не нагружен. Киловаттная лампочка на
сколько вольт? Если на 12, то это нагрузка, если на 220 - это пустяк. С
окончанием импульса в контуре возникает режим свободных колебаний.
Период их значительно превышает период коммутации. Вы видите
маленький кусочек, примыкающий к заднему фронту и обрывающийся с
началом следующего импульса. Зрительно картина воспринимается как
меандр со слегка закругленным задним фронтом.

Сообщение отредактировал qaki - 7.11.2010, 23:36

[Alant6262]

Попытка с чего-то начать. Блок питания по схеме Электровоза. Малость доделаный для получения еще одного канала 15В. Добавлен Step-Down Converter из шиита на 34063 и еще одна обмотка на трансе. БП совсем безпроблемный. Собраный по этой печатке настройки не потребовал.
Ну и полытка нарисовать плату блока управления  1.ZIP ( 203.75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1006

[gokar]

quaki, если не затруднит, покритикуйте платки. Компоновка под УПС-овый корпус. IR2110 на плату ключей вынесена. Изолированные 15В с DC-DC (гдето на плате ключей повешу. Подвод питания к плате ключе прим. 10 см выходит, а вот управление на 2110 наверное 15-18 см получится. Может и не гуд это?

Сообщение отредактировал gokar - 10.11.2010, 0:35

Прикрепленные файлы

 Vyp_tp_bu.lay ( 105.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 883
 pl_ALLl.pdf ( 116 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1125
 Sila_2.lay ( 40.35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 762
 hot_start.lay ( 42.15 килобайт ) Кол-во скачиваний: 692

 

[qaki]

quaki, если не затруднит, покритикуйте платки. Компоновка под УПС-овый корпус. IR2110 на плату ключей вынесена. Изолированные 15В с DC-DC (гдето на плате ключей повешу. Подвод питания к плате ключе прим. 10 см выходит, а вот управление на 2110 наверное 15-18 см получится. Может и не гуд это?

Думаю, что все будет нормально. Емкостные паразитные свзи из-за
низкого вхдного сопротивления каскадов будут незначительны, а
магнитные благодаря кольцевым сердечникам также не должны сильно
влиять на работу схемы. Главный принцип отсутствия участков
одновременного протекания токов силы и сигналов у Вас соблюден
правильно. А это залог спокойной работы девайса. Схему горячего
старта сейчас дорабатываю. Основная идея - иметь одиночный импульс
поджига амплитудой 350 В и длительностью 5мксек с включением
подхватывающего тока на хвосте импульса. Новых деталей немного.
Дроссель поджига с насыщением на кольце К32 из 2000НМ1. Кое-что
меняется и в самом маломощном инверторе. Если затея удастся, схемку
выложу.

[gokar]

Думаю, что все будет нормально.

Благодарю. У меня, правда, транс на кольце 80х40х15 (Космоферит) намотан. Не было 63-го епкоса. Сечение то же, но длинна магнитной линии побольше. Не знаю как это повлияет на результат. Будем смотреть.

[qaki]

Благодарю. У меня, правда, транс на кольце 80х40х15 (Космоферит) намотан. Не было 63-го епкоса. Сечение то же, но длинна магнитной линии побольше. Не знаю как это повлияет на результат.

Витков пропорционально отношению длин добавить, если мю примерно
равны. Если и по мю расхождение, то плюс аналогичную коррекцию
числа витков для мю. И все будет ОК.

[gokar]

Витков пропорционально отношению длин добавить, если мю примерно
равны. Если и по мю расхождение, то плюс аналогичную коррекцию
числа витков для мю. И все будет ОК.

Вот параметры: Т8015- мю=2100, Le= 174 mm, Ae =288 mm²

R63 - mu=2200, Le=134 mm, Ae = 230 mm²
сечение у Т8015 в 1,25 раза больше и магнитная линия в 1,29 раза длиннее.
Таки надо увеличивать витки в 1,29 раза или можно попробовать в исходном варианте?
Я намотал вторичку по 5 витков

Сообщение отредактировал gokar - 10.11.2010, 15:37

[qaki]

Таки надо увеличивать витки в 1,29 раза или можно попробовать в исходном варианте?

Индуктивность первички, определяющаяя ток намагничивания и
соответственно индукцию, пропорциональна отношению площади
сечения магнитопровода к длине магнитной линии. Учитывая, что это
отношение, также как и мю, в обоих сердечниках различается в сотых
долях, витки первички можно было бы не менять. Но если вторичка уже
возникла о 5 витках, лучше бы сделать в первичке 14. Дело в том, что
соотношение обмоток 3/1+1 в полумостах близко к оптимальному по
критерию минимума потерь в ключах. Его уменьшение дает небольшое
увеличение максимального тока и повышает устойчивость горения дуги, но
начинает давить на ключи, требуя лучшего их охлаждения.

[ps60]

привет всем.Изготовил поджигалку по схеме qaki.Выходные транзисторы холодные.поставил irf740-чуть тёплые.Сильно греется дроссель в цепи первички,использовал SMD индуктивность ,греется феррит.Намотал миллиметровым проводом на стержне от компового БП, греется но меньше.Намотал фольгой 0,1*7мм не греется.Дуга мощная,По опыту работы с резонансником , будет мешать при отрыве электрода .Уменьшил ёмкости с 0.22 до 0.01мкф результатом доволен.Жду ферриты на силовой транс.Qaki,благодарю за схему и за статью о трансформаторах и прочих прелестях резонансных источников.

[ivanov]

Пока не было кольцевого сердечника, изготовил аппарат на Е65 с повышеным напряжением ХХ. Устройство работает хорошо, практически без настроек, кроме как подгонки ООС по току, но и соответственно безукоризненое изготовление матчасти. Приобрету кольца, буду на них делать.

[gokar]

Пока не было кольцевого сердечника, изготовил аппарат на Е65 с повышеным напряжением ХХ. Устройство работает хорошо, практически без настроек, кроме как подгонки ООС по току, но и соответственно безукоризненое изготовление матчасти. Приобрету кольца, буду на них делать.

Прикольно... а система намотки какая? И какой ток на баласте получился? И частота?
У меня есть 3 комплекта чашет (с приемкой 5) СБ-48 2000НМ1 называються (если память не отшибло) У трансов на них неплохая добротность получается и потери, вроде, не высокие. Надо попробовать на одной СБ-ке мотнуть. Сечение у нее 245 мм2 не густо, конечно, но может 120А и отдаст?

Сообщение отредактировал gokar - 12.11.2010, 18:34

[qaki]

Пока не было кольцевого сердечника, изготовил аппарат на Е65 с повышеным напряжением ХХ. Устройство работает хорошо, практически без настроек, кроме как подгонки ООС по току, но и соответственно безукоризненое изготовление матчасти. Приобрету кольца, буду на них делать.

Результаты радуют. Посмотрел фото швов. ХорошО! Что по чистому, что по
ржавому металлу. Если на повышенном ХХ нет проблем с поджигом, то
поджигалку можно и не делать. Я ее прилепил с прицелом на рядовых,
то бишь сварных- необученных вроде меня. Коэф. трансформации
выбирался по критерию минимума разогрева ключей с использованием
Володинской модели дуги Uд = 20 + 0,04*Iд, что как теперь мне
представляется не вполне корректно. Думаю, более верно считать
напряжение не зависящим от тока и равным 25- 27 В для нормальной
длины дуги и ограничить разрывное напряжение где-то на уровне 35-38 В.
Повышение напряжения ХХ за счет коэф. трансформации силовика
несколько подымет потери в ключах, но при соответствующем теплоотводе
не приведет к трагедии. Увеличение сечения сердечника мне кажется
излишним. На частотах около 40 кГц и индуктивности первичной обмотки
порядка 1 мГн для полумоста и соответственно 4 мГн для моста ток
намагничивания оставляет достаточный запас по индукции, позволяющий
в легкую выходить из перекосов в динамике без дополнительных мер
принудительного размагничивания. Есть еще одно соображение по
повышению устойчивости к слабине сети. Добавив дроссель
индуктивностью ~1,5 мГн между выходом диодного моста сетевого
выпрямителя и электролитом, мы повысим выходное напряжение вольт
на 10 за счет растягивания импульсов тока индуктивной реакцией
нагрузки. При этом увеличение емкости электролитов свыше 1500 мкФ
не имеет смысла, а можно с небольшой потерей обойтись и 1000 мкФ.
В целом меня радуют Ваши успехи и то, что независимым путем получено
подтверждение целесообразности использования топологии с емкостным
балластом в самопальных девайсах.
Кстати, хочу показать Вам две картинки, на которых показано как
проседает напряжение на электролитах в зависимости от тока,
потребляемого инвертором, при разных сопротивлениях подводки от
источника 220 В с нулевым выходным сопротивлением.

Сообщение отредактировал qaki - 12.11.2010, 18:53

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ivanov]

Результаты радуют. Посмотрел фото швов. ХорошО! Что по чистому, что по
ржавому металлу.

В целом меня радуют Ваши успехи и то, что независимым путем получено
подтверждение целесообразности использования топологии с емкостным
балластом в самопальных девайсах.

Чистый металл- это нержавейка, электрод идет мягко, без перегрева,( как бывает часто, на половине электрод уже красный), ржавый металл-это ржавый метал, напряжением около 70в пробивантся
Я бы не сказал независимым путем получено, топологию практически начал рассматривать после Вашей публикации на этом форуме. Я считаю для самопальщиков чем проще, тем надежней, и нетолько...
Для экстремальных испытаний пока нет фронта работы, весной начну варить банную печь из 4,5мм нержавейки, а за зиму попробую на кольцах собрать и соответственно экспериментиравать.

[alexlo13]

qaki А можно поинтересоваться когда будет второй том? Или хоть скажите какими ферритами и ключами запасаться, т.к. очень хочется собрать этот аппарат, но хочу дождаться второй редакции издания. А то не ключей не феррита в наличии нет, все надо заказывать!

[vova111]

Пока не было кольцевого сердечника, изготовил аппарат на Е65 с повышеным напряжением ХХ. Устройство работает хорошо, практически без настроек, кроме как подгонки ООС по току, но и соответственно безукоризненое изготовление матчасти. Приобрету кольца, буду на них делать.

Будьте добры поподробнее про транс: Витки, диаметр, чем мотали.

[qaki]

qaki ...какими ферритами и ключами запасаться...

Топология с конденсаторным балластом отличается повышенной
всеядностью к ключам, но требует хороших обратных диодов. Дело в том,
что ток в первичном контуре несколько опережает напряжение и к моменту
закрытия ключей при максимальном токе нагрузки он уже успевает упасть
до нуля. Поэтому наиболее тяжелая часть коммутационного цикла -
выключение проходит без потерь. Это позволяет применять даже
тихоходные IGBT на повышенных частотах. Но включение происходит на
больших токах с переходом тока от обратного диода на IGBT. Поэтому
диоды должны быть достаточно быстрыми. Встроенные диоды не у всех
IGBT отвечают этим требованиям. Положение можно исправить применением
внешних диодов. Из бюджетных вариантов для сварочника на 3 мм
электрод можно использовать IRG4PC50UD, сдвоенные IRG4BC30UD или
IRG4PC30UD (первые лучше). Те же ключи могут быть использованы и в
мостовом варианте при необходимости создания девайса на 4 мм электрод.
Более мощные ключи заметно подорожали, да и применение их не имеет
особого смысла. Что касается ферритов, то очень интересные сообщения
ivanov показывают, что возможно использование как кольцевых,
так и Ш-сердечников. Марки ферритов: Эпкос N87, 2000НМ1, 2500НМС1,
2500НМС2. Думаю большой разницы между ними не будет при правильном
выборе числа витков.

[8pin]

Есть irgp50b60PD1 (двести рублей), с диодом. Вроде бы его качества позволяют обойтись без дополнительного внешнего.

Но небольшая загвоздка - IRGP4063D по документации допускают до 20V на затворе, а большинство прочих только 15 и к ним вероятно придётся ставить на всякий случай стабилитроны.

[qaki]

Есть irgp50b60PD1 (двести рублей), с диодом.... Но небольшая загвоздка - IRGP4063D по документации допускают до 20V на затворе, а большинство прочих только 15 и к ним вероятно придётся ставить на всякий случай стабилитроны.

Ну почему Вы так решили? Вот коллажик, надерганный из того же
даташита. Предельное значение напряжения между затвором и эммитером
+- 20 В. А 15 В, упомянутые в шапке, это рекомендуемое значение, при
котором реализуются номинальные параметры.

Сообщение отредактировал qaki - 13.11.2010, 15:58

Эскизы прикрепленных изображений