Чтение |
На главную |
|
GYGY 14-02-2006
15:34
[339] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
По идее, для того чтобы резонасный процесс
завершался к началу следующего цикла, надо чтобы период колебаний
системы "первичка - С28" равнялся Т-tи. Но индуктивность
первички меняется от подмагничивания,и как с этим
бороться?
|
Правка
| Удалить |
|
Multik
14-02-2006 17:21
[469] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
GYGY
индуктивность первички меняется от
подмагничивания,и как с этим бороться? Она меняется и от
температуры сердечника. Я сначала попробую без резонансного сброса.
Оставлю второй диод. Конденсаторы все поставлю порядка 6800 пФ,
выключение силовых транзисторов будет мягким, (в импортных статьях
есть такое понятие - "около нуля напряжения"). Включение и
выключение дополнительного транзистора - при нулевом напряжении,
включение нижнего силового - при нулевом напряжении, останется
поработать с включением верхнего транзистора при нулевом напряжении.
Но есть много вариантов, надо пробовать. |
Правка
| Удалить |
|
Multik
20-02-2006 01:04
[469] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Обнаружил ещё один патент по теме: 1/6191960.pdf
Картинка: 1/ebbdce1c7726.jpg
Уменьшает потери в выпрямительных диодах и устраняет выброс на
них, позволяя ставить более низковольтные. Увеличивает КПД
схемы. |
Правка
| Удалить |
|
GYGY 20-02-2006
15:35
[339] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Multik Похоже к буржуям все таки
просочилась информация
если не ошибаюсь, то в книге Баса, все это уже было еще лет 20
назад. Кстати, она кажись где-то здесь попадалась, перелистай,
там много интересных решений. |
Правка
| Удалить |
|
Димка 22-02-2006
11:54
[69] Участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Похоже к буржуям все таки просочилась информация
если не ошибаюсь, то в книге Баса, все это уже было еще лет 20
назад. Кстати, она кажись где-то здесь попадалась, перелистай,
там много интересных решений. А видел кто соавтор ?
Поликарпов Анатолий - похоже несовсем буржуй :-) |
Правка
| Удалить |
|
Балбес 27-02-2006
10:04 [133] Участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Multik'у & GYGY: ну и как
успехи?
|
Правка
| Удалить |
|
Балбес 01-03-2006
23:41 [133] Участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Это я к тому, что я лично (возможно, неправ)
отношусь к идее использовать [псевдо]резонансные схемы для
сварочников несколько скептически. Почему? Почти все они сильно
зависят от и от паразитной индуктивности силового транформатора
(требуют нетривиальной индивидуальной настройки -- повторяемость
моточных изделий даже в промышленных масштабах дело нелегкое), и от
индуктивности первички (сильно зависит от нагрузки). Подвешиванием
дополнительной индуктивности можно убрать зависимость от паразитной
индуктивности, но от зависимости от нагрузки избавиться сложно, с
высокой вероятностью будут проблемы на холостом ходу (необходима
мин. нагрузка) и проч.
Кроме того, нужно учесть, что,
вообще-то, у косого моста проблем с потерями включения, в общем-то,
почти нет -- по определению, там на включение 0 напряжения. Бороться
надо с потерями выключения, которые отягощяются у IGBT хвостом тока
при выключении -- ключ нужно затягивать в 0 на 200-300 нс минимум
(не зря во всех вышеприведенных ссылках используются MOSFETы, а не
IGBT).
Решение номер раз -- лобовое -- параллелить IGBT с
MOSFET-ом, последний включать только на время выключения IGBT,
держать 1 мкс (чтобы IGBT успел закрыться) и потом резво вырубать.
Решение номер два -- [active] turn-off snubber, фактически
-- здоровенный конденсатор с диодом в параллель с ключом; во время
выключния кондер заряжается и сильно уменьшает потери выключения, а
во время паузы, через несколко мс после выключения ключа, энергия
конденсатора рекуперируется куда-нибудь -- или в источник, или в
нагрузку. Такая поделка практически не зависит от силовой части и
нагрузки, проще в наладке и надежней ввиду твердолобости.
Так, мысли вслух.
|
Правка
| Удалить |
|
GYGY 02-03-2006
08:47
[339] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес
Решение номер раз -- лобовое -- параллелить IGBT с
MOSFET-ом, последний включать только на время выключения IGBT,
держать 1 мкс (чтобы IGBT успел закрыться) и потом резво вырубать.
А зачем тогда IGBT вообще нужен? Оставьте только полевик,
тем более,что в косом можно применять приборы от 400В. наличие
снабера тем не менее это не исключает.
Решение номер два -- [active] turn-off snubber,
фактически -- здоровенный конденсатор с диодом в параллель с ключом;
во время выключния кондер заряжается и сильно уменьшает потери
выключения, а во время паузы, через несколко мс после выключения
ключа, энергия конденсатора рекуперируется
куда-нибудь Тогда уж не куда нибудь а на перемагничивание
сердечника в обратную сторону чтоб заодно и транс использовать по
полной (не правда ли что-то очень знакомое. ). |
Правка
| Удалить |
|
psnsergey 02-03-2006
12:44
[157] Активный участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
|
Правка
| Удалить |
|
Multik
02-03-2006 13:18
[469] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес
вообще-то, у косого моста проблем с потерями
включения, в общем-то, почти нет -- по определению,
Интересная мысль! А можно ссылку на источник определения?
А то я как-раз с потерями при включении бороться собираюсь. Может,
не надо? - сам себе думаю... . |
Правка
| Удалить |
|
GYGY 02-03-2006
21:39
[339] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Ежели индуктивность рассеяния не большая, то
желательно бороться. А чем думаешь ее мочить?
|
Правка
| Удалить |
|
Балбес 02-03-2006
21:55 [133] Участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Мультику: да, конечно, был неправ, вспылил.
Включение не на нуле напряжения, а на нуле тока, причем рост тока
ограничен как минимум индуктивностью рассеяния. Скажем, Vcc=300V,
Lleakage=1uH (очень хороший трансформатор) => di/dt=300 A/us
максимум, скорее всего в разы меньше -- я сильно сомневаюсь, что для
"типичного" выходного трансформатора можно перешагнуть 100 А/us.
Хорошему IGBT (Warp2 от IRF, Stealth II from Fairchild) на включение
надо 10-20 нс, ток через транзистор при включении растет от 0 до
единиц ампер; потери на включение нужно под микроскопом разглядывать
(потери на перезаряд паразитной емкости антипараллельного диода --
если таковой имеется -- заметно превысят собственно потери на
включение). Примечание: вышесказанное верно только для случая, где
никаких емкостей (кроме паразитных) по началу импульса заряжать не
нужно.
Гланул я на Димкин снаббер, но, убей бог, не могу
понять, коим образом он уменьшает потери на ключе при выключении --
ввиду той же индуктивности рассеяния спад тока при выключении, как
ни выделывайся на вторичке, будет на порядок меньше макс. тока в
импульсе, и весь этот ток придется разрывать ключом. В данном случае
[сравнительно небольшое] di/dt на первичке уже не помогает (как при
включении), а сильно мешает.
GYGY: сочетание "IGBT,
подпертый мосфетом" -- это дело не новое. Все-таки потери
проводимости на IGBT (Pcond=Vce*Isw) существенно меньше, чем на
мосфете (Pcond=Rds*Isw^2) эквивалентной мощности, пусть и на 400
вольт; может, мне правильные мосфеты не попадались (чтоб на 50А и
Rds<40-60 мОм)? И если исходить из этого предположения, то
происходит следующее. Мосфет включается непосредственно перед
выключением IGBT. Ток через мосфет в этот момент -- не более
половины тока импульса. Затем IGBT выключается, а еще через
некоторое время, достаточное для рассасывания "хвоста тока" IGBT,
выключается и мосфет (и только в это время через него течет полный
ток). Поскольку скважность включения мосфета очень низкая, можно
взять менее мощный (и, соответственно, более резвый) мосфет, выбирая
его по в основном импульсному прямому току. Как правило, этот прием
c современными IGBT не сильно работает и КПД не
улучшает.
|
Правка
| Удалить |
|
GYGY 02-03-2006
22:13
[339] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес Димкин снаббер... По моему его
назначение в начале импульса заткнуть обратный диод, т.к. пока тот
не закроется образуется маленький коротыш во вторичке который
подгружает ключики.
|
Правка
| Удалить |
|
psnsergey 03-03-2006
11:48
[157] Активный участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес ///Мосфет включается
непосредственно перед выключением IGBT. Ток через мосфет в этот
момент -- не более половины тока импульса. В принципе, никто не
мешает включать его всю дорогу, а вот выключать позже. Потери
проводимости уменьшатся.
|
Правка
| Удалить |
|
Балбес 05-03-2006
08:22 [133] Участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
ОК, прицепил регенеративный снаббер на первичку.
Работает заметно лучше RCD на ключе. Поскольку картинки прицеплять
невозможно, вот netlist:
L4 N005 N000 3µ C1 N007 N004
68n D6 N004 N006 DSEI60-06A R4 N005 N003 100 C2 N004
N003 510p D5 N005 N004 DSEI60-06A
N000=GROUND
N004="нижняя" обмотка трансформатора = коллектор "нижнего"
транзистора N006="верхняя" обмотка трансформатора = эмиттер
"верхнего" транзистора
При выключении ключа снабберный к-р
С1 начинает перезаряжаться через диод D6 с напряжения питания Vcc до
(-Vcc) током первички в конце импульса Ip в течение времени Tcharge.
Из любимого закона сохранения энергии 0.5*(2*Vcc)^2*C1 = 0.5 *
(2*Vcc) * Ip * Tcharge, откуда емкость к-ра C1 = Ip * Tcharge / (2 *
Vcc). Выбрав Tcharge в 2-3 раза больше времени рассасывания хвоста
тока для IGBT, примем Tcharge=0.75 мс, Vcc = 300V, Ip=50А =>
C1=0.0625 uF.
При включении ключа снабберный к-р снова
перезарядится через нижний ключ, диод D5, и индуктивность L4,
которая равна L4 = (Treset)^2 / (C1 * PI^2), где Treset -- время
перезаряда конденсатора C1, во время которого через него (и, что
самое неприятное, нижний ключ) течет ток, меняющийся по
синусоидальному закону от нуля до ILmax=Vcc*sqrt(C1/L4) и затем
спадает опять к нулю, после чего начинаются осцилляции с участием L4
и, в основном, паразитной емкости диода D5. Эти осцилляции
демпрферируются цепочкой C2-R4 и ограничивают броски напряжения на
D5 значением, чуть большим Vcc. Потери на R4 -- раза в полтора выше
ожидаемых потерь в 0.5*С2*(Vcc)^2*Fsw (в полтора -- из-за осцилляций
и небольшого превышения напряжения на C2 больше Vcc). Можно
посчитать точно, но лениво.
С одной стороны, Treset должно
быть достаточным, чтобы конденсатор C1 успел полностью
перезарядиться за время включения. Скажем, 1.5-2.5 us =>
L4=3..10uH. Меньшая индуктивность (до некоторого предела), как ни
странно, работает чуть лучше, т.к. перезаряд C2 укладывается на
время медленного роста тока через ключ из-за индуктивности
рассеивания трансформатора -- нужно только следить за тем, чтобы
ILmax не превысило Ip.
Диод D5 -- на полуторное напряжение
питания (лучше на 600 вольт), будет рассеивать
2*Vf_D5*ILmax*Treset*Fsw / pi ватт (реально -- 2-5 ватт), самый
быстрый и с наименьшим Qrr, до какого руки только доберутся. Ввиду
рассеиваемой мощности придется брать что-нибудь в плоском корпусе,
чтобы поставить на радиатор -- теоретически,
Диод D6 --
самый важный, на двойное напряжения питания + 20% запас (т.е. на
800+ вольт), способный выдержать импульсы в Ip ампер длительностью в
1 мкс на частоте переключения, максимально быстрый, с минимально
возможным Qrr, и, желательно, малым прямым падением напряжения (все,
что не упадет на диоде, уйдет на . Потери на нем тоже кот наплакал
-- Vf_D6 * Ip * Tcharge * Fsw, так что его тоже можно чуть
перегрузить.
Поскольку ток в импульсе через нижний ключ
искажен током перезаряда C1, самое лучшее место для токового
трансформатора на первичке -- на верхнем ключе (на мой взгляд, в
сварочнике имеет смысл мерять ток именно по первичке -- и токовый
транс чуть поменьше, и можно защиту ключей от КЗ сразу же
приделать).
Монтаж -- как всегда. Провода между снаббером,
ключами и трансформатором чем короче, тем лучше, в особенности по
пути "коллектор нижнего ключа" - C2 - D6 - эмиттер верхнего ключа -
транформатор - снова "коллектор нижнего ключа", а вот от выноса D5 и
L4 "подальше" ничего не случится. Также можно отвезти подальше и
размагничивающие диоды, поставив на них простенький и чахленький RC
снаббер, типа 220..510pf + 100 ом на 1 ватт; впрочем, эти диоды не
должны рассеивать больше 5-10 ватт, так что имеет смысл их ставить
на один радиатор с ключами.
Ну вот вроде и все.
Устал.
|
Правка
| Удалить |
|
psnsergey 05-03-2006
09:23
[157] Активный участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес Ну шо это за нетлист... :)
//D6 N004 N006 //N004="нижняя" обмотка трансформатора =
коллектор "нижнего" транзистора //N006="верхняя" обмотка
трансформатора = эмиттер "верхнего" транзистора
Круто,
полная регенерация мозга! ;)
|
Правка
| Удалить |
|
Multik
05-03-2006 11:02
[469] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес Что-то не склеивается твой
нетлист: цепь N007 висит в воздухе, непонятно, какими концами и
зачем диоды так стоят. Нарисуй лучше картинку, пожалуйста.
Посмотри на верх, там под шапкой есть строка "Разместить
рисунок". Нажми на неё, покажи, где этот рисунок на твоём компьютере
взять, и получишь ссылку, где в интернете твой рисунок будет лежать.
Копируешь её, нажимаешь внизу поля, в котором ты пишешь ответ,
кнопку "IМG" и в появившуюся строку вставляешь эту ссылку. Или
редактируешь своё сообщение, и вместо нетлиста вставляешь
рисунок.
|
Правка
| Удалить |
|
GYGY 05-03-2006
14:55
[339] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес А нет ли вашем нетлисте ошибочки?
получается, что диод D6 включен параллельно
первичке?
|
Правка
| Удалить |
|
Балбес 05-03-2006
21:58 [133] Участник |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Несколько counterintuitive, но чудо случилось. Чудо
здесь: 1/03e448046c35.gif
GIF в 20 кб, 1276 x 904. |
Правка
| Удалить |
|
Multik
05-03-2006 23:37
[469] Завсегдатай |
Re: Повышение
эффективности Косого Моста |
Балбес
ОК, прицепил регенеративный снаббер на первичку.
Работает заметно лучше RCD на ключе. А в чём конкретно
выражается улучшение? С таким снаббером, наверное, выбросы
на выходных диодах совсем маленькие? Можно ставить более медленные.
И мощность, которая рассеивалась на RCD снаббере, в большей части
возвращается в источник. Ватт 50 как минимум сэкономить можно.
Полагаю, что для тех транзисторов, что на схеме нарисованы, С1 можно
раза в два уменьшить, будет меньше реактивной энергии гоняться через
нижний транзистор. Вообще существует некоторая оптимальная величина,
при которой суммарные потери на выключение транзисторов, на
перезаряд ёмкости С1 и на восстановление выходных диодов имеют
минимальное значение. |
Правка
| Удалить |
На главную |
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
|