©2004 Валентин Володин
Архив старого форума
Сайт Валентина Володина
Главная Справочник Схемы и описания Статьи Книги и журналы
Гостевая книга Старый Форум Программы Ссылки http://valvol.nightmail.ru/index.html
О себе Форум
Чтение
На главную
GYGY
08-06-2006 10:24

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
ArcWeld
Одобрям!
Правка | Удалить
simpson

08-06-2006 10:31
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
ArcWeld
Еще вариант как заснабить транзюки в косом прямоходе. Критикуем.

Ещё зимой моделировал этот вариант. Обозвал его LCD. Только у меня рекуперационный трансформатор был один и имел 3 обмотки - 2 на ключах +1 для сброса в источник, ессно через диод, даже два (сильно плевался) с мелкими снабберами. Эффективность его была на уровне 89%. И, по крайней мере у меня на компе, он показал лучшие результаты по сравнению с RCD,регенераторами и прочими клампами.
Правка | Удалить
ArcWeld
08-06-2006 11:10

[109]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
simpson
Я предложил "сырой" вариант, так как, возможно, потребуется что-нибудь добавить для гарантированного размагничивания сердечника снабберного транса. Транс должен бы получаться мелким, с зазором, на глаз что-то порядка "Ш8х8". А эффективность должна бы быть высокой (снабберной примочки)... Может "симуляторы" просимулируют?
Правка | Удалить
simpson

09-06-2006 13:06
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Последняя схемка Multikа, первые 5 минут игры в симулятор с рекуперационным (размагничивающим) трансформатором и разделёнными обмотками.
Эскиз CADa при выключении ключей:
12/c763c2e11693.gif
Видно не ахти,но красиво, не правда ли? :)
А вот всё остальное пока никак…. :( Средний ток контура рекуперационного трансформатора достаточно велик даже на ХХ (~16-18А), этот ток выплёвывается в снабберную ёмкость, которую ключи потом разряжают, и потери на включение на порядки больше потерь на выключение (33кВт против 2кВт в импульсе - в разных вариантах, ессно по разному). Диодам пока тоже несладко. Пока ничего не изменял, только поставил последовательно со снабберной ёмкостью диодик, мешающий закачке энергии с трансформатора в конденсатор и последующий разряд ёмкости при включении. Стало легче , но... исчезла мягкая коммутация ;( и потери поменялись местами.
Правка | Удалить
simpson

09-06-2006 15:05
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Добавлю по картинке: V(N006)-затвор ключа,Ix(U2:C)-ток через ключ,V(N007)-напряжение на ключе.
Правка | Удалить
Multik

09-06-2006 15:09

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
simpson
А я упростил схему до предела:


Дроссель должен быть рассчитан на ток до 15 А. При индуктивности 30 мкГн вполне реально, и не очень большой.
При входном напряжении 300 В,
сопротивлении нагрузки 0,15 Ом,
периоде 20 мкс,
длительности импульса 8 мкс,
коэффициенте трансформации 4:1,
получил:
средний ток в контуре не превышает 10 А,
выходная мощность 4, 87 кВт (180 А х 27 В),
Потери на транзисторах 2 х 42,5 = 85 Вт,
потери на диодах 2 х 10 = 20 Вт,
потери на выходных диодах 65 Вт + 95 Вт = 160 Вт.
Потери на трансформаторе не считал, но уже очевидно, что общий КПД под 95 %.

Если в снабберной обмотке намотать больше витков, чем в силовой, трансформатор будет работать с подмагничиванием в обратную сторону. Теоретически можно увеличить размах индукции, но практически это можно делать только на низких частотах, так что пока не знаю, что с этим делать, потому, что собираюсь как раз увеличить частоту, чтобы из трансформатора выжать больше мощности.
Правка | Удалить
simpson

09-06-2006 16:14
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Multik
А я упростил схему до предела:

Я чуть по другому пути пошёл, но подобная в списке фигурировала. Считаю, что пока это не предел, поэтому во вяко-разных вариантах мучаю - может какой интересный эффект вылезет?! :) Ессно и эту попробую.
Потери на трансформаторе не считал, но уже очевидно, что общий КПД под 95 %.

SWC как-то необычно считает потери в трансе - у меня при активном сопротивлении обмоток 0,0001Ом,индуктивностях 2х1,5мГн+0,5мГн,Ксвязи первичек 0,995; Ксвязи первички-вторичка 0,99 получается 700-900Вт потери на тр-ре. Так что по-простому с помощью CADa КПД сосчитать не могу.
потому, что собираюсь как раз увеличить частоту, чтобы из трансформатора выжать больше мощности.

И я для этого. Чувствую,однако,что это не предел топологии... Удачи!
Правка | Удалить
simpson

09-06-2006 16:58
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Multik
Последняя схема. Всё совпадает, кроме:
В момент включения картинка вот такая:
12/9fd96dfbc072.jpg
V(N005)-затвор (с маштабом, чтобы наглядней было), V(N001,N003)-напряжение на ключе, ну а Iх(U1:C) - ток через ключ.
Явно виден чудовищный выброс тока со снабберной ёмкости. Через это и потери по 86Вт поштучно. Как у Вас по 45??? Это вручную посчитано, или CADом? Может картинку положите...
Правка | Удалить
Multik

09-06-2006 17:17

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
simpson
А момент включения всё равно будет не такой. Каждая нормальная схема имеет плавный пуск.
Или это момент включения транзистора7 Тогда чего-то не понятно.
Картинки попробую. Пришлите своего мыла на моё, я файлы сброшу.

А, вот оно!
у меня при активном сопротивлении обмоток 0,0001Ом,индуктивностях 2х1,5мГн+0,5мГн

Так у Вас коэффициент трансформации равен корню квадратному из трёх?
При коэффициенте трансформации 3 отношение индуктивностей обмоток (первичной и вторичной) должно быть равно 9. Потому, что индуктивность пропорциональна квадрату числа витков.

P.S. Я внимательно посмотрел, и заметил, что у меня коэффициент трансформации был не 3, а 4. Уже исправил.

А вот и картинки созрели.
Схема модели:
12/81ff098fed72.gif
Полная диаграмма:
12/cc4a6c795f2e.gif
Включение транзистора:
12/68768e9b32a4.gif
Выключение транзистора:
12/f21943ce0766.gif
Жёлтая - ток коллектора нижнего транзистора, красная - напряжение на коллекторе, синяя - мощность в транзисторе. На диаграмме включения транзистора хорошо виден выброс тока и мощности в момент закрывания снабберного диода. Большой, но очень короткий.
Он больше пугает, мощности добавляет мало.

А вот картинки при тех же условиях, но коэффициент трансформатора равен 3.
Полная диаграмма:
12/b2c857ed60ea.gif
Включение транзистора:
12/b8cc8440afcc.gif
Выключение транзистора:
12/debf18c02938.gif
при этом получилось:
выходная мощность 7,9 кВт (230 А х 34,5 В),
Потери на транзисторах выросли вдвое 2 х 82 = 164 Вт,
потери на диодах остались прежними 2 х 10 = 20 Вт,
Видно, что выброс мощности при включении остался таким же. Оно и понятно: заряд закрывания диода зависит только от самого диода.

При увеличении снабберной ёмкости в два раза, ничего не изменилось, кроме того, что в два раза выросли потери на снабберных диодах.
Правка | Удалить
Балбес
11-06-2006 10:59
[133]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Почитывая литературу на сон грядущий, наткнулся на забавную статью: http://powerelectronics.com/mag/507PET21.pdf Она вообще-то о новомодных ФЕТах, но в конце есть сравнение ZVS моста с парой "сдвинутых по фазе" косых мощностью 1100 ватт (жесткое переключение или RCD снабберы, насколько я понимаю).

Интересные результаты. Размер БП совершенно одинаков (ZVS дроссель у моста заменился трансформатором второго косого примерно того же размера). Косые по эффективности сильно лучше при 700 ваттах и меньше, а на участке 700-1100 ватт КПД моста лучше всего на 1%. А сложность разработки и доведения до ума просто несравнима.
Правка | Удалить
gyrator

11-06-2006 12:09

[139]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Если внимательно проанализировать схемы предлагаемых демпферов, то станет очевидным, что в них нет рекуперации энергии.Энергия демферных конденсаторов
просто "загоняется" в дроссель, а затем рассеивается на развязывающих диодах и
активном сопротивлении доп. обмотки. Чтобы сбрасывать энергию дросселя в источник
нужен доп. ключ. Повышение эффективности преобразователей, ИМХО, можно достигнуть
за счёт параллельной работы нескольких преобразователей на обшую нагрузку с обязательным контролем тока намагничивания сердечников трансформаторов в
двухтактных и однотактных схемах. Это позволяет "размазявать" тепло и не гонять огромные токи по ключам и диодам, а также исключить "необъяснимые" отказы в отра
ботанных схемах, происходящие из за насыщения сердечника силового тр-ра. Насыщение
возможно и в резонансных и в однотактных схемах!!!.Не забывайте об этом и будет
Вам Счастье .
Правка | Удалить
Nik
11-06-2006 17:20
[208]
Активный участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
gyrator
Чтобы сбрасывать энергию дросселя в источник нужен доп. ключ

Да ,конечно же, пусть будет счастье, но что такое тогда диод?
Правка | Удалить
Multik

11-06-2006 17:47

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
gyrator
Если внимательно проанализировать схемы предлагаемых демпферов, то станет очевидным, что в них нет рекуперации энергии.

Мне что-то кажется, что об этом уже все догадались. Лучше бы вместо совета прочитать предложение, как эту энергию рекуперировать.

Не забывайте об этом и будет Вам Счастье .

Это Счастье скорее будет Вам.
Я убеждён, что если мы сами себя сообща не вытащим, никто нам не поможет.
Если мы раздолбаем эти схемы, никакие резонансные и фазосдвигающие будут не нужны.
Правка | Удалить
gyrator

11-06-2006 21:06

[139]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Мне кажется, что от "долбания" толку не будет. Просто сделать рекуперацию не получиться, а сложная схема не оправдает себя. Использование однотактника для сварки не оправдано энергетически и с точки зрения конструкции тр-ра. Материал сердечника используется плохо, так как энергия передаётся максимум половину периода, а остальное время тратиться на перемагничивание т.е обслуживание самого сердечника. Поэтому считаю оправданным использование многячеиковой конструкции с двухтактными самовозбуждающимися преобразователями, работающими параллельно на общую нагрузку. Токоограничивающим элементом в пр-телях является дроссель, включённый последовательно с первичной обмоткой тр-ра. При одинаковой частоте коммутации каждая ячейка будет источником тока, а величина общего тока регулируется количеством одновременно работающих ячеек. В данном случае наличие демпферов становиться неактуальным, так как мощность одной ячейки не более 600вт.
Схема ячейки на картинке.
12/e2af14ed3931.jpg
Суммирование мощности для получения сварочного тока 100А реально проверялось на шести ячейках выполненных на биполярных транзисторах. Работа схемы с IGBT проверялась только на модели в Micro-Cap 8.
Правка | Удалить
Nik
11-06-2006 23:33
[208]
Активный участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
gyrator
Использование однотактника для сварки не оправдано энергетически и с точки зрения конструкции тр-ра. Материал сердечника используется плохо, так как энергия передаётся максимум половину периода, а остальное время тратиться на перемагничивание т.е обслуживание самого сердечника.

Вот это напор!!! А "буржуины" видать не знают. Шлепают однотактники - "темнота.а.а.." Конечно всяко мнение может быть. Но кто однозначно знает - лучше "маленькие раки по три рубля или большие - по пять". Кстати, при попытке сохранить картинку я "вылетел" из сети и получил кучу сообщений об ошибках действий программ, такое впервые, это случайность ?
Правка | Удалить
gyrator

12-06-2006 00:04

[139]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Картинку для контроля качал без проблем.
А насчёт "буржуинов"-хорошее нужно заимствовть,
но думать самостоятельно. Буржуи стали лепить
однотактники так как не имели простой и эффек
тивной технологии контроля тока намагничивания
трансформатора. А без этого надёжных сетевых
блоков не построишь. Лом можно делать и из
алюминия-будет лёгкий, но толстый.
Правка | Удалить
Nik
12-06-2006 00:37
[208]
Активный участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
gyrator
хорошее нужно заимствовть, но думать самостоятельно.

Абсолютно согласен. Именно поэтому и обратил внимание на некоторую категоричность высказываний. Вполне допускаю ,что ошибся.
Правка | Удалить
Балбес
12-06-2006 01:57
[133]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Нда-с... "Буржуи стали лепить однотактники так как не имели простой и эффективной технологии контроля тока намагничивания трансформатора". А у не буржуев их, этих самых технологий, я так понимаю, было просто девать некуда, и именно поэтому эти самые не буржуи и завалили весь мир блоками питания и контроллерами для них -- любых размеров, форм и расцветок.

"Использование однотактника для сварки не оправдано энергетически и с точки зрения конструкции тр-ра. Материал сердечника используется плохо, так как энергия передаётся максимум половину периода, а остальное время тратиться на перемагничивание т.е обслуживание самого сердечника."

Что я могу сказать? -- ну и хрен с ним, с материалом сердечника. В готовом БП силовой транс без лупы не разглядишь. Чуть больше, чуть меньше, -- для штучного изделия без разницы.

Не лишне напомнить, что у двухтактных схем материал сердечника используется не сильно лучше -- нагрев феррита еще никто не отменял, а он зависит от полного размаха индукции кубически. Посмотрите на формулы/графики, посчитайте, и привлекательность двухтактных схем сразу же сильно снизится.

Я уж не говорю о том, что в двухтактную схему с индуктивностью на выходе нужно ставить не выпрямительный мост, а удвоитель тока (иначе ток на ключах бу в два раза больше, вдвое больше диодов на выходе -- вдвое больше потери на выпрямительных диодах), потребуется лишний дроссель на выходе -- вот и кранты всей экономии на массогабаритах транса.

Не вижу счастья.
Правка | Удалить
gyrator

12-06-2006 07:39

[139]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Ну и хрен с ним, с нагревом сердечника. Для этого есть радиатор охлаждения.
А если не лезть на 50Кгц то и нагрев не велик. Только сделать реактивный регуля
тор с регулирующим дросселем в первичной обмотке на однотактнике не получиться.
А дроссель во вторичной мизерный и нужен только для облегчения зажигания дуги
при разрыве цепи.
Лом можно сделать из титана, будет лёгким и тонким, но дорогим.
Правка | Удалить
Multik

12-06-2006 11:54

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
gyrator
Если внимательно проанализировать схемы предлагаемых демпферов, то станет очевидным, что в них нет рекуперации энергии.

Вот схема полумоста, в которой тоже нет рекуперации:
12/a1976dd213d7.gif

А вот картинка переключения транзистора:
12/d5f74b985f97.gif

Выходная мощность 4,4 КВт, потери на транзисторах по 40 Вт, на всех четырёх диодах- около 7 Вт.

А это та же схема с рекуперацией:
12/2b4f6aedbcc1.gif

И картинка переключения транзистора:
12/9d3ea6b05ce8.gif

Выходная мощность 4,0 КВт, потери на транзисторах по 52 Вт, на всех диодах- около 40 Вт.

Возникает вопрос: А всегда ли нужна рекуперация?
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]