Импульсный источник питания на 50А

Список разделов РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Источники питания и цифровая техника

Описание: Конструкции любых блоков питания, источников тока для любых назначений. Микроконтроллеры и все, что с ними связано
Модераторы: Алаев Ян, poty

#21 poty » 3 августа 2017, 20:55

Нет, это T16,D7,D8,R5-R9,D6,D9. Эта цепь должна замыкать первичку трансформатора Т2 для того, чтобы блокировать колебания в интервалы времени, когда ни одно плечо не активно. Она со своим назначением не справляется.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#22 Aleksandr » 4 августа 2017, 17:38

Спасибо, Владислав. Буду разбираться
Aleksandr
Автор темы, Наблюдатель
Наблюдатель
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Минск
Репутация: 2 (+2/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 16
Темы: 1
С нами: 19 дней 11 часов

  • 1

#23 poty » 4 августа 2017, 18:32

Просто хочу по-быстрому сделать симуляцию Вашего драйвера:
Безымянный.png
Как ведёт себя драйвер

Рисунок большой, чтобы хорошо просматривать нужно предварительно сохранить.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#24 Aleksandr » 5 августа 2017, 17:19

Похоже, в LTspice? А сам файл можно? А то не очень то и разглядишь. В любом случае спасибо за труд.
Aleksandr
Автор темы, Наблюдатель
Наблюдатель
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Минск
Репутация: 2 (+2/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 16
Темы: 1
С нами: 19 дней 11 часов

#25 poty » 8 августа 2017, 1:15

Да мне не жалко модели! :-)
ШИМ.zip
LTSPice Simulation
Размер: 5.51 КБ
Скачиваний: 1

Не думал, что кто-то в LTSpice работает. :-)
Модель, как всегда, когда не хватает данных, очень приблизительна. Особенно это касается моточных данных (индуктивностей). Часть БП (например, 12В для питания ШИМ) заменена просто блоком питания. Выпрямитель сети - также заменён двумя блоками питания. Оптрон - комбинацией потребителя в виде светодиода и управляемого напряжением генератора тока. Имейте в виду - в схеме могут быть ошибки! Я предлагаю отключить большую часть схемы и посмотреть, как работает ШИМ, как это передаётся на затворы драйверов (я считаю, что не совсем правильно), как это потом превращается в напряжение на выходе.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#26 Aleksandr » 8 августа 2017, 21:44

Спасибо. Этот симулятор не учитывает также обратное напряжение база-эмиттер транзистора. Однажды сделал две платы драйверов и все зря. В симуляторе работает отлично, в железе нет. Только потом выяснилось. Строю иногда маленькие блоки и смотрю на реакцию при расчете. Так уж чтоб я работал это громко сказано. Но иногда получаю большую помощь от этой проги. Даже радуюсь, когда разработчик схемы приводит пояснения в работе с помощью симулятора. Очень хорошая практика я скажу.
Aleksandr
Автор темы, Наблюдатель
Наблюдатель
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Минск
Репутация: 2 (+2/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 16
Темы: 1
С нами: 19 дней 11 часов

#27 poty » 8 августа 2017, 22:27

Александр, а можно поточнее? Что за обратное напряжение база-эмиттер? У меня результаты весьма точные получаются. Иногда, правда, модели шалят.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#28 Aleksandr » 9 августа 2017, 20:16

Владислав, ничего нового. Прямое напряжение около 0,7 в. Обратное 6-8 вольт, потом лавинный пробой без повреждения кристалла при разумном токе конечно. Тоесть похоже, что переход становится стабилитроном на 6-8 в. В той схеме при работе плеча в диагонали прога показывала ожидаемые 12 вольт. В железе было 8 вольт из-за того, что закрытый транзистор начинал пропускать ток как стабилитрон.. Не найду тот файл для конкретного примера.
Aleksandr
Автор темы, Наблюдатель
Наблюдатель
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Минск
Репутация: 2 (+2/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 16
Темы: 1
С нами: 19 дней 11 часов

#29 poty » 10 августа 2017, 10:36

Я, в данном случае, не вижу здесь ничего неправильного. Есть гарантированные параметры и границы их применимости. Ну, например, в Вашем случае, наверняка отсутствует информация о безопасном уровне такого состояния, как и о границе его возникновения. А это значит, что даже если ввести данные знания в модель, их использование не будет приносить определенность.
С другой стороны, если Вы точно знаете, что такой эффект существует и хотите его использовать, можно создать собственную модель.

Добавлено 10 августа 2017, 10:00:
Гораздо серьёзнее проблема разброса ключевых параметров отдельного элемента. Например, усиление пентода может изменяться на пару порядков от экземпляра к экземпляру, оставаясь в рамках нормы. Или, динамические свойства MOSFET могут изменяться в процессе работы, реагируя на заряды отдельных элементов транзистора. Поэтому моделирование схем с такими элементами требует достаточно больших "запасов" фазовой характеристики, овердрайвинга, схем разрядов потенциалов и прочего.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#30 poty » 10 августа 2017, 19:20

Я немного причесал схему и привёл её к более реальному виду.
ШИМ.zip
Рабочая модель
Размер: 7.21 КБ
Скачиваний: 2

Мои наблюдения.
- Выходной трансформатор имеет недостаточное соотношение обмоток. Фактически, снижение напряжения в сети приводит к резкому падению напряжения на выходе.
- Фильтрация выпрямленного сетевого напряжения недостаточна (я увеличил ёмкость конденсаторов фильтра втрое и всё равно я бы для себя увеличил и больше).
- Катушка фильтра - вещь критическая, ограничивающая (снизу) допустимое значение тока в нагрузку, так что имейте в виду.
- Параметры динамики достаточно хорошие: выходное сопротивление 14мОм на 100Гц, ВЧ пульсации 1,5мВ, но подавление пульсаций сети невысокое - 14-15дБ (это уже при утроенных ёмкостях фильтра). На практике, боюсь, оптрон не сможет обеспечить такого динамического диапазона регулировки, но здесь могу ошибаться.

Хотелось бы спросить, а где будет применяться такой блок питания? И почему именно такая конструкция? Мне кажется она очень сильно переусложнена, кроме того, я обнаружил, что демпфер в цепи обратной связи не очень хорошо справляется со своими обязанностями, примерно на частоте 300-400Гц идут переходные процессы.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#31 Aleksandr » 10 августа 2017, 20:31

Это блок питания для экспериментов с самодельным серводвигателем. Некоторые элементы, скажем, сердечник для дросселя не соответствуют требованиям разработчика. Мне их тяжело раздобыть. На дискретной элементной базе решил делать потому, что захотел попробовать разобраться в работе блоков вживую. Разработчик очень хорошо мне объяснил в видео и так-же по скайпу много общались. На счет конструкции там не нахожу ни одной лишней детали. Можете считать это моим своеобразием. Можно все сделать на микросхемах. То же самое и самодельный серводвигатель. Можно ведь купить и нет вопросов. Тут вот что. Приятель забрал осциллограф, и все, приехали. Полез в схему что-то измерить и сгорел блок первичного питания. Похоже, и задающий генератор тоже, или одно плечо. Приехали, короче. Что я вынес из этой разработки: с небольшим опытом лучше сразу мощный блок питания не делать самостоятельно, на мощность более 600 ватт лучше делать квазирезонансный или резонансный. У них переключения силовых ключей проходят в момент перехода тока через ноль. Это облегчает режимы ключей и снижает выбросы напряжения. Так же научился определять пригодность сердечника и трансформатора в целом под определенные цели. Раньше не связывался с СМД компонентами, теперь есть определенная сноровка. Ну и познания схемотехники, конечно. Как появится в руках осцил починю блок и использую его для меньшей мощности. Прошу прощения за не законченное дело. Задвину пока все в долгий ящик. Огромное спасибо за участие и отзывчивость. Владислав, последний файл ШИМ программа не запускает. Не знаю почему.
Aleksandr
Автор темы, Наблюдатель
Наблюдатель
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Минск
Репутация: 2 (+2/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 16
Темы: 1
С нами: 19 дней 11 часов

#32 poty » 10 августа 2017, 20:48

Не открывает? Или не запускает? Какое-либо сообщение о причинах выдаёт?
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#33 poty » 11 августа 2017, 18:32

Aleksandr писал(а):На дискретной элементной базе решил делать потому, что захотел попробовать разобраться в работе блоков вживую. Разработчик очень хорошо мне объяснил в видео и так-же по скайпу много общались... Можете считать это моим своеобразием. Можно все сделать на микросхемах. То же самое и самодельный серводвигатель. Можно ведь купить и нет вопросов.
На форуме самодельщиков убеждать кого-то в том, что не стоит делать что-то самому?... :-)
Aleksandr писал(а):квазирезонансный или резонансный. У них переключения силовых ключей проходят в момент перехода тока через ноль. Это облегчает режимы ключей и снижает выбросы напряжения.
Не совсем понятно, что за ток должен переходить через ноль?
Aleksandr писал(а):На счет конструкции там не нахожу ни одной лишней детали.
Здесь у меня другое мнение. Вопрос не в применении интегрированных решений. Вопрос в прямолинейном подходе к конструированию. Допустим, получилась оригинальная схема формирования ШИМ. Сразу возникает вопрос, а зачем создана нелинейность при параллельном включении источника управляемого тока (T14R10 и T15R12) со смещающими резисторами R16? R21? С моей точки зрения, нужно просто заменить эти резисторы источником тока - это возможно, посмотрите многие наши конструкции, там именно так и сделано.
Далее, Т5 (Т8) усиливает сигнал и служит для формирования фронта, Т3Т4 (Т8.1Т9) - формирует низкоомный выходной сигнал, но зачем тогда Т2 (Т11)? Мощной нагрузки у нас нет, для чего этот каскад? Опущу на данном этапе рассуждения по поводу обоснованности T3T4 (T8.1T9) в принципе - решение неплохое, пусть работает и так.
Второй момент, который на видео вызвал у разработчика трудности - бланкирующая цепь D6(D9)R7-9T16D7D8R5-6. После нескольких неудачных попыток объяснить как это работает, он бросил это дело, за кадром осталось то, что обратный диод Т2(Т10) на срезах импульса будет открытым независимо от работы бланкирующей цепи, правда, ограниченное время. Сама бланкирующая цепь может быть легко устранена, просто разделением трансформатора Т2 на два одинаковых изолирующих трансформатора (затраты - лишнее ферритовое кольцо; недостатки - появление подмагничивания сердечника и потенциальное снижение амплитуды напряжения на затворе). В этом случае в каждом трансформаторе будет лишь импульс одной полярности, артефакты обратного хода которого можно отсечь обычным одиночным диодом. Кстати, в этом случае убирается и громоздкая конструкция T20D12-13 (T18D10-11): затвор Т19(Т17) оказывается нагружен на к.з. вторички "своей версии" Т2. Возможно, для лучшей динамики стоило бы параллельно R29 в обратном направлении поставить один диод. Это, так сказать, если мы остаёмся-таки приверженцами двухтактного управления выходным трансформатором. Кстати, надёжность этой цепи, при неаккуратной намотке Т2, может оказаться под вопросом, потому что отрицательный импульс альтернативного плеча будет подаваться непосредственно на этот самый затвор через открытый переход база эмиттер Т20 (Т18), а индуктивность рассеяния может давать импульсы, в несколько раз по напряжению превышающие номинальное.
Возможно, последнее: для чего мы применяем VD2? На выходе у нас - 12В. На задающей схеме - 12В. Схема защиты от к.з. имеет напряжение едва превышающее несколько вольт (уж точно меньше 12). Эти три цепи гальванически развязаны с сетью. Смысл оптрона? А ведь он значительно ухудшает динамику компенсаций изменений сетевого напряжения. В этом смысле прямое управление было бы в несколько раз эффективнее! Так как у нас уже имеется усилитель ошибки (Т11-Т13), то смысла в Т21 с его обвязкой не вижу вообще никакого. Более того, скорее всего демпфирование излишнего усиления (C11, C11.1R33.1) также не понадобилось бы, но здесь я больше консервативен, хоть и пересчитанную, её надо было бы оставить всё равно.
Всё вышеописанное - лишь моё мнение. Понятно, что без практического тестирования это - лишь слова. Но ведь у Вас есть возможность протестировать это - конструкция уже собрана ведь! Либо посмотреть на это сначала в симуляторе, а потом - реализовать.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#34 Aleksandr » 12 августа 2017, 12:15

Владислав, хочу поблагодарить Вас за внимательное отношение к моей теме и за конкретику. Я занимаю позицию ученика и так грамотно и обоснованно не отвечу. Вопрос о прямолинейном подходе к конструированию понятие относительное. Думаю, этот подход основывается на теории и выражается в практике. Практический опыт у людей разный, и видение вопросов схемотехники может различаться. Вышеупомянутые узлы проектировались в высоковольтном драйвере и тестировались в железе. Тоесть это опробовано и выбрано как лучшее. При наличии осцилла займусь детальным изучением. В основном, эти цепи служат для формирования фронта и спада, ускорения работы оптопары. Автор просил не распространяться по поводу улучшения/ускорения работы дешевой оптопары. Сам я такого опыта не имею. Цепи бланкирования. Если можно, ткните ссылкой, где что поизучать по вопросу применения двух трансформаторов (на каждый полевик свой), плюсы и минусы примения. Хотя, при нынешней схеме, сигналы на затворах силовых полевиков были красивые, пока не стал ковыряться в плате. :oops: При неимении осцилла учу матчасть. Да, применение оптопары обосновано проникновением помех из силовой части. Трансформаторная развязка в этом смысле не дает хорошего результата. Напишите, что еще не нравится, может, получится заострить на этом внимание.
Aleksandr
Автор темы, Наблюдатель
Наблюдатель
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Минск
Репутация: 2 (+2/−0)
Лояльность: 0 (+0/−0)
Сообщения: 16
Темы: 1
С нами: 19 дней 11 часов

#35 poty » 12 августа 2017, 12:49

Александр, я потому и написал в предыдущем сообщении, что это - лишь мои мысли. Очевидно, что не все высказанные идеи имеют под собой почву, возможно, какие-то и неверны: я не являюсь специалистом в импульсных источниках питания, хоть и получил книгу по LTSpice на курсах автора этой программы, посвященных именно импульсным блокам питания. :-)
У меня больше классический подход к электронным цепям, можно сказать - аналоговый, хоть это и не соответствует общепринятой классификации в полной мере. Но я бы не стал подходить к схемам с полным доверием, что по другому сделать нельзя.
Теперь по поводу дальнейших действий. Я считаю, что если уж Вы взялись за построение мощного БП, отступать от этого не стоит. Возможно, это и не самый эффективный БП будет, но по крайней мере окупит временные затраты. И, кстати, осциллограф - не единственное средство отладки! Можно попробовать провести диагностику и без него.
Теперь о том, с чего бы я начал доработку. Первое - избавился бы от оптрона. Как будет время, я попробую что-то более конкретное предложить.
Второе - (включая "аналоговое мышление") перевел бы драйверный трансформатор в управление дифкаскадом (у нас уже имеются импульсы противоположной полярности на выходах мультивибратора), осталось придумать, как осуществить "третье состояние" (нестандарт для дифкаскада) и обеспечить подавление остаточных колебаний.

Добавлено спустя 2 минуты 45 секунд:
Кстати, не помню точно, но у Яна был на сайте в продаже электронный осциллограф достаточно низкой стоимости. В таких схемах точность не нужна, реально можно было бы использовать.
Владислав
poty
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 49 (+49/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2118
Темы: 1
С нами: 3 года 4 месяца

#36 Алаев Ян » 12 августа 2017, 15:50

poty писал(а):Кстати, не помню точно, но у Яна был на сайте в продаже электронный осциллограф достаточно низкой стоимости. В таких схемах точность не нужна, реально можно было бы использовать.
Владислав говорит про осциллографы этой серии http://www.hantek.ru/products/usb.html
Было время, когда мы их продавали. У меня до сих пор в работе один из них, но я бы не рекомендовал их к использованию в данной ситуации.
При рассмотрении подобных процессов важно видеть фронты и выбросы на них, а полоса пропускания младших моделей USB-осциллографов будет недостаточной, чтобы их увидеть достоверно. Если хотите от меня рекомендации, то я бы советовал найти, хотя бы, RIGOL с полосой пропускания 40 МГц.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян
Основатель
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 36 (+36/−0)
Лояльность: 106 (+107/−1)
Сообщения: 1518
Темы: 14
С нами: 3 года 4 месяца

Пред.

Вернуться в Источники питания и цифровая техника



Кто сейчас на форуме (по активности за 5 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость