Делаем резонансный сварочный инвертор Vadne1'я. Часть 2-я. Опции

[ig3757]

Если правильно понял- при макс. токе у нас непрерывная последовательность импульсов с неизменным периодом и длительностью. Пропуская н-периодов мы уменьшаем ток, т.е делаем пачки импульсов, при этом не уходя с резонанса- вроде как включаем и выключаем ШИМ на макс. токе?
И ещё-где можно почитать о мягкой и жёсткой коммутации (у Лисова, например, стоит ёмкость последовательно с трансом, тоже для мягкости?). Теоретики, просветите!

[RV3BJ]

Если правильно понял- при макс. токе у нас непрерывная последовательность импульсов с неизменным периодом и длительностью.

да именно так.

Пропуская н-периодов мы уменьшаем ток, т.е делаем пачки импульсов, при этом не уходя с резонанса- вроде как включаем и выключаем ШИМ на макс. токе?

Так можно делать, но это не тот режим о ктр. я говорил. Его тоже можно назвать ЧИМ, если под этим подразумевается Число-Импульсная-Модуляция.

Тот режим, ктр. я упоминал ранее, называется тоже ЧИМ, но это Частотно-Импульсная-Модуляция.

Но вобще говоря, в обоих режимах можно соблюсти режим переключения ключей при нуле.

[Skif]

Алекс_НСкиф.
Не спеши пока с ЧИМ. Надо все обкатать. Подключил второй канал и все разъехалось...

Я не спешу , просто разрабатываю экспериментальную плату, и хочу учесть на ней все, чтоб она была обкаточная. Поставлю там 3 вещи: стандартное управление на TL494, сервисный проц, и проц для ЧИМ, ШИМ и еще каких угодно управлений, какие сочтем тут уместными.

В остальное время контроллер выполняет опрос положения задатчиков и обслуживает индикацию.

Хорошо написали, согласен почти со всем. Есть нюансы. Тут к сожалению могут быть конфликты. Я б не стал рисковать, а сделал бы двухпроцессорную систему. А то что вы написали выше, именно так и предполагал делать (единственное частоту резонанса собирался определять одиночным импульсом и мерять частоту затухающих колебаний, а из них считать длительность импульса) Но наверно способ по максимуму будет предпочтительнее. Единственное делать наверно буду без без таймеров и прерываний
Поясню почему. С прерываниями от таймеров были неясные проблемы, было например такое. программа написана четко, но на разных партиях процов бывали с ними чудеса - начинали ни с того ни с сего возникать эти прерывания с большой частотой (по переполнению, хотя в таймер ничего не записывалось, от тупо считал переполнения поделенной тактовой частотой), мигали цифры, работа была хаотична. А вот убрав прерывания от таймеров и заменив подпрограммкой простого счета импульсов, программа заработала стабильно на всех процах.

Сообщение отредактировал Skif - 11.12.2008, 15:01

[RV3BJ]

Единственное делать наверно буду без без таймеров и прерываний

Да это право каждого автора делать так как ему удобнее. Я тоже сторонник разделения задач. Особенно на этапе создания прототипа. Эта топология как раз хорошо подходит для использования процессора, как задающего генератора. Дело в том что здесь нет необходимости следить и ограничивать в реальном времени ток. Эти функции берет на себя дроссель. Данный дроссель, столь нелюбимый Гиратором (кстати во многом оправданно нелюбимый), освобождает от необходимости введения обратной связи по току. Так что вполне можно применить любой маленький АВР или ПИК, возложив все сервисные функции, включая и АЦП, на другой процессор. Особенно это оправдано при использовании для программирования языка ассемблера.
Использование прерываний - это уже шаг в сторону многозадачности, и такой путь требует при программировании больших затрат...

[Dedan]

RV3BJ,
Сорри. Я видимо неправильно задал вопрос не хватает знания терминов.
Попробую пояснить вопрос.
Сейчас длительность импульса на рез в 33,3 кГц = 14мкс. Значит для сохранения полной мощности аппарата, суммарная длительность импульсов на высокой частоте, должна соответствовать этой величине? Регулировка мощности осуществляется частотой, у меня получилось ( от 20 до 150 кГц) лишь в 7,5 раз. 14мкс разделить на 7,5 менее 2 мкс, а у нас мертвое время 1,5 мкс минимум!
Поскольку повышать до бесконечности частоту не удастся, я и хотел знать где та золотая середина, между фиксированной длительностью импульса и частотой для нашего случая? Поэтому и спрашивал, при какой частоте и длительности импульса, транзисторы 50UD будут еще работать? И хватит ли нам динамического диапазона регулировок? Скорее всего в моих подсчетах есть ошибка. Но вопрос актуален, потому как прямо сейчас все моделирую... Хочется разобраться. Как бы не пришлось делать ЧИМ+ШИМ...
И второй вопрос. При повышении частоты, видимо будет справедливым, перерасчет выходного трансформатора в сторону уменьшения числа витков?

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 18:47

[Гость_pank_*]

1. Резонанс не надо уводить никуда. Его надо просто определить и вычислить необходимую длительность импульса. Насчет изменения рабочий частоты могу только посоветовать не делать неверных выводов на ночь.
Повторяю для ясности:
Для уменьшения отдаваемого в нагрузку тока следует не увеличивать, а уменьшать рабочую частоту. Причем это надо делать увеличением паузы между импульсами, сохраняя их длительность постоянной.

И транс войдёт в насыщение и плучится замечательный бум...

[RV3BJ]

И транс войдёт в насыщение и плучится замечательный бум...

Ну только не надо голословных утверждений.
Все-таки было бы полезно изучить внимательно тему, а потом заявлять что-нибудь подобное.
Бум действительно может случиться при уменьшении рабочей частоты, но только при условии что при этом будет увеличиваться длительность рабочего хода импульса.
Мы же уменьшая частоту, сохраняем длит. импульса постоянной.

[Гость_Гостьдроссель_*]

Может моя идея покажется не совсем правильной ,но почему нельзя мотать дроссель обычным монтажным проводом соответствующего диаметра в изоляции.

[Dedan]

,
Почему нельзя?
Нужно обеспечить хорошую изоляцию и термостойкость.
А ТГР тоже мотают по разному.
Половина народа мотает именно так. Делают жгутик из тонких цветных проводов и мотают. У каждого из проводов свои недостатки. У фторопласта плохая влагостойкость, поскольку изоляция не монолитная, а из ленты. Ну а у винила свои.

ЗЫ.
Не очень то формируется нужный импульс ЧИМ БУ на 3846. Или схлопывается до иголки, или длительность гуляет вместе с частотой. Две штуки и работают одинаково. При регулировке порога на ножке 1, сначала схлопывается импульс по 11 ноге, потом по 14. Может транзисторы 2SC945 не годятся? ..

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 20:39

[Гость_pank_*]

Ну только не надо голословных утверждений.
Все-таки было бы полезно изучить внимательно тему, а потом заявлять что-нибудь подобное.
Бум действительно может случиться при уменьшении рабочей частоты, но только при условии что при этом будет увеличиваться длительность рабочего хода импульса.
Мы же уменьшая частоту, сохраняем длит. импульса постоянной.

При таком подходе это уже будет квазирезонансный аппарат, но он требует совершенно другого подхода. Контур должен расчитываться на порядок выш и масса других проблем....

[RV3BJ]

При таком подходе это уже будет квазирезонансный аппарат, но он требует совершенно другого подхода. Контур должен расчитываться на порядок выш и масса других проблем....

О прекрасно! Коллега так научите нас какой подход надо использовать.
Мы здесь собрались и проблем не боимся...

[RV3BJ]

,
Не очень то формируется нужный импульс ЧИМ БУ на 3846. Или схлопывается до иголки, или длительность гуляет вместе с частотой. Две штуки и работают одинаково. При регулировке порога на ножке 1, сначала схлопывается импульс по 11 ноге, потом по 14. Может транзисторы 2SC945 не годятся? ..

Помнится еще Негуляев писал в своем нетленном творении, что 384Х не очень удобна в работе, т.к. формирует импульс только при подаче на определенный вход пилообразного напряжения с выходного каскада. Я не знакомился с материалами, опубликованными здесь Гиратором, в котором, как я понял, предлагает использовать для формирования ЧИМ - 3846. Мне больше по душе подход Скифа, предлагающего использовать микроконтроллер для этих целей.

[Dedan]

RV3BJ,
Черновой вариант можно и на логике собрать. Как быть с диапазоном регулировок? Одной частоты для полной регулировки явно мало. Даже если 20-200 кГц всего 10 крат.. При 200 кГц = 5 мкс :2 = 2,5 - 1,5 dt = остается пшик... Да и минимальная длительность (быстродействие) ограничится параметрами 50UD. Или я неверно считаю?
Может быть поискать способ "подкручивания" частоты в штатной 494?

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 21:45

[dark_owl]

Можно на простой логике БУ соорудить imho... Хотя конечно сейчас мы избалованы спец-микрухами и контролерами... )))

2 Dedan

Синхронно выдали однако )))

[RV3BJ]

RV3BJ,
Сорри. Я видимо неправильно задал вопрос не хватает знания терминов.
Попробую пояснить вопрос.
Сейчас длительность импульса на рез в 33,3 кГц = 14мкс. Значит для сохранения полной мощности аппарата, суммарная длительность импульсов на высокой частоте, должна соответствовать этой величине? Регулировка мощности осуществляется частотой, у меня получилось ( от 20 до 150 кГц) лишь в 7,5 раз. 14мкс разделить на 7,5 менее 2 мкс, а у нас мертвое время 1,5 мкс минимум!
Поскольку повышать до бесконечности частоту не удастся, я и хотел знать где та золотая середина, между фиксированной длительностью импульса и частотой для нашего случая? Поэтому и спрашивал, при какой частоте и длительности импульса, транзисторы 50UD будут еще работать? И хватит ли нам динамического диапазона регулировок? Скорее всего в моих подсчетах есть ошибка. Но вопрос актуален, потому как прямо сейчас все моделирую... Хочется разобраться. Как бы не пришлось делать ЧИМ+ШИМ...
И второй вопрос. При повышении частоты, видимо будет справедливым, перерасчет выходного трансформатора в сторону уменьшения числа витков?

Все не так.

Длительность импульса на рез. частоте в 33.3кгц - 14 мкс - это правильно. При этом эти импульсы последовательно открывают сначала одну, потом другую диагонали моста. Только во время действия управляющих импульсов энергия из электрической сети передается в дугу. Это режим максимальной мощности.
Теперь наша задача уменьшить мощность, передаваемую нагрузке. Как мы можем этого достичь ?

Первый путь - это использование фазового способа регулирования, когда мы уменьшаем длительность управляющих импульсов, одновременно увеличивая паузу между ними, сохраняя неизменной рабочую частоту. Этот режим реализован в большинстве двухтактных преобразователях (например блок питания РС на TL494). Он позволяет регулировать выходную мощность в широких пределах, но использует режим жесткой коммутации транзисторов моста и требует использования обратной связи для ограничения выходного тока. Классический пример сварочника на этой основе - мост Bigson'a.
Негуляев же разместил в диагонали моста последовательно с первичной обмоткой трансформатора некую резонансную цепь. Это позволило ему решить две задачи.
Первая - снижение коммутационных потерь в транзисторах, но только в режиме максимальной отдаваемой мощности.
Вторая - параметрическое ограничение тока в нагрузке за счет использования режима насыщения сердечника дросселя.
Но как известно за все приходится платить и как результат появились как минимум две проблемы.
Первая - резкое повышение коммутационных потерь при попытке уменьшения отдаваемой мощности.
Вторая - Появление резких выбросов коллекторного тока ключей в моменты захода сердечника дросселя в режим насыщения.

Второй путь Для снижения отдаваемой в нагрузку мощности можно просто увеличивать паузу между импульсами, сохраняя их длительность. При этом суммарный период колебаний, определяемый как (Тимп+Тпаузы+Тмертвого времени) * 2 , будет соответственно расти. Рост периода будет вызывать снижение рабочей частоты.

Так что ни о каких 150 кгц не может быть и речи. Грубо говоря, для снижения выходного тока в 5 раз надо увеличить период запускающих импульсов в 5 раз, обязательно сохранив длительность самих импульсов. Частота конечно в этом случая будет в 5 раз ниже. Вместо 33.3кгц будет ~6кгц.

Ну уж не знаю как можно более подробно описать этот процесс.

Можно на простой логике БУ соорудить imho... Хотя конечно сейчас мы избалованы спец-микрухами и контролерами... )))

Да на логике конечно можно.

[Zond]

Кто с талкивался с такой проблемой резонанс получается на частоте 22 кгц ток на выходе 170А напряжение 23-25 В
Дросель ш20-28 конденсаторы к72-6 0.15 *100 шесть штук. транс на е 65 зазор в дроселе 3 слоя скотча.??

Как выйти на частоту 28-30 Кгц где хоть искать причину.
До этого собрал апарат таких проблем не было.

Пробывал менять ферит на дроселе результат тот же

Если уменьшать кол витков дроселя до 9 тогда резонанс выходит на 29-30 Кгц.

Но чем черевато уменьшение витков в дроселе.

Или может проблемы с силовымтрансом но он залит не разборный.

Два дня ломаю голову так и не мого ничего придумать.

[Dedan]

RV3BJ,
Еще раз спасибо.
Ага. Я же говорил, что счетовод из меня фиговый.)) Каша в голове, Гиратор говорил про частоту резонанса в 100 кГц... Вот меня в туЮ сторону и потянуло...)))
Тогда тем более нам желательно повышать чатоту резонанса, до разумного предела.. А где рамки разумного в нашем конкретном случае? По данным в нашей ветке, аппараты нормально работают на резонансе от 22 до 40 кГц.

И еще. А если использовать "прелести дросселя" лишь частично? Падающую характеристику для дуги, а самый критичный момент захода в насыщение с нагревом, отсекать ТТ?

Сообщение отредактировал Dedan - 11.12.2008, 22:32

[Dedan]

Zond,
А зазор пробовал менять? У меня в расчетах, измерениях на приборе, измерении индуктивности тоже несоответствие. Пока не выяснил в чем дело... Нет возможности поварить..

[RV3BJ]

RV3BJ,
И еще. А если использовать "прелести дросселя" лишь частично? Падающую характеристику для дуги, а самый критичный момент захода в насыщение с нагревом, отсекать ТТ?

Тогда дроссель не должен насыщаться и надо вводить ТТ и обратную связь. Это конечно можно. Но это приведет к усложнению схемы. Хотя конечно что считать усложнением...
В общем это на любителя. Мне совсем не хочется пытаться разрабатывать новый народный резонансник. Я просто пытаюсь помочь коллегам осмыслить процессы, происходящие в этой топологии. И конечно я не претендую на роль провидца, декларирующего "истину в последней инстанции". Я просто излагаю свою точку зрения. Она может быть и ошибочна. Только в споре и обсуждении можно приблизиться к истине.

[gyrator]

При таком подходе это уже будет квазирезонансный аппарат

В квазирезонансном инверторе длительность импульса управления
равна полупериоду коммутации. Поэтому трансформатор нужно считать
на минимальную частоту, которая будет при минимальной нагрузке.
А если длительность упр. импульсов const, то транс считается на резонансную частоту. Например, если резонанс 100кГц, а кратность тока 5, то для квазирезо транс нужно считать на 20кГц, а при постоянной длительности упр. импульсов транс считается на 100кГц.

Сообщение отредактировал gyrator - 12.12.2008, 8:02