Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Аватара пользователя
константин_KoSS_89
Вымогатель припоя
Сообщения: 602
Зарегистрирован: Пн дек 29, 2008 01:40:28
Откуда: (Украина, г. Стаханов, Луганская обл.) теперь Кемерово :)

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение константин_KoSS_89 »

BigallS Транзисторы установлены на штатный радиатор от бесперебойника (от него и трансформатор) Полевики IRFZ44N на время изготовления других не было. Полностью закончить сборку неуспел, остались мелочи, прикрутить к корпусу транс и радиатор вместе с платой. Обстановка в городе накалялась и теперь я в подмосковье, испытания проводились на точиле 300W недолго и по сей день, когда у тестя свет вырубают (а вырубают несколько раз в сутки) лампочки по всему дому питает.
Вообще все задумывалось для бесперебойной работы насоса индивидуального отопления, поэтому больших мощьностей не приследовал. Насос + несколько ламп.
lalafau прав, можно добавить простенькую защиту по входу (по низкой) от максимальных токов. Как и в высокой чати поставить шунт и оптрон 1,3V / 50A шунт 0,026 Ом (правдо 65W кудато деть нужно :kill: ) Да ну нах... :wink:
fiksx
Встал на лапы
Сообщения: 85
Зарегистрирован: Сб май 01, 2010 23:09:26
Откуда: Одесса

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение fiksx »

lalafau писал(а):Скоростная "железная" защита от насыщения транса съэкономит много полупроводников (и денег) за годы эксплуатации.

А можете привести схему?
lalafau
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 910
Зарегистрирован: Вт дек 04, 2012 00:24:07

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение lalafau »

fiksx писал(а):А можете привести схему?

Texas instruments, микросхема UCD8220, её нога CS (current sense) берёт сигнал тока с измерительного шунта на резисторах R23-R25 (2Вт, 20 мОм, 3 параллельно) и успеет вырубить ключи в течение 1 такта в случае перегрузок:
http://www.ti.com/lit/ug/slva578/slva578.pdf
и снабберы у полевиков присутствуют (которыми тут мало кто заморачивался).
Как 200Вт смасштабировать до 1 кВт без трансформатора тока или 5-кратного роста числа мелкосхем и полевиков - сам не знаю, в поисках.

Кто-то на других форумах вообще советовал не делать мощные симметричные (двухтактные, стабилизированные) ВЧ схемы повышения напряжения из-за их горючести.
А 100-ваттные однотактники на микрухе UC3842 + 1 полевик + транс с зазором - легче повторить 10 раз и суммировать их токи на вых. шине.
Аватара пользователя
константин_KoSS_89
Вымогатель припоя
Сообщения: 602
Зарегистрирован: Пн дек 29, 2008 01:40:28
Откуда: (Украина, г. Стаханов, Луганская обл.) теперь Кемерово :)

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение константин_KoSS_89 »

Ну так для киловатника всё куда проще, мотаем толстым медным проводом около пяти витков (при настройке подобрать кол.во) в нутрь катушки помещяем датчик холла с порогом срабатывания (применяется много где, старые мобилки "раскладушки" ноуты итд.) и вся кухня. Большой ток создаёт сильное магнитное поле и срабатывает датчик подавая например сигнал на вывод RESET МК - моментальная защита, никаких шунтов а значит и лишних потерь и тепла! :idea:
Думаю для моего случая тоже можно применить, всётаки 400W_12V = 33А такие токи даже якорь в автоматах втягивают, холл сработает точно!
AVE
Прорезались зубы
Сообщения: 246
Зарегистрирован: Пн дек 01, 2008 10:14:10

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение AVE »

Ну, есть ещё вот такие штуки http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/533468/ALLEGRO/ACS758.html Правда, чувствительны к внешним магнитным полям, поэтому нужно ставить в соответствующем месте.
lalafau
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 910
Зарегистрирован: Вт дек 04, 2012 00:24:07

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение lalafau »

константин_KoSS_89 писал(а):в нутрь катушки помещяем датчик холла с порогом срабатывания
Они тормозные слишком, как и аллегровские микросхемы. При частоте преобразователя ~100 кГц не будут успевать спасти мощные полевики. Разбаланс несимметрично намагниченного пуш-пулльного транса при его ШИМ-регулировании или подключении питания - очень частая вещь.
Обычно в кач-ве датчика тока используют резисторы (фольгу печ. платы) или трансформатор тока на феррите, чтобы получить ширину полосы ООС в мегагерцы.
Аватара пользователя
BigallS
Опытный кот
Сообщения: 752
Зарегистрирован: Пт апр 15, 2011 21:11:22
Откуда: Россия

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение BigallS »

константин_KoSS_89 писал(а):BigallS ...
Вообще все задумывалось для бесперебойной работы насоса индивидуального отопления, поэтому больших мощьностей не приследовал. Насос + несколько ламп.
lalafau прав, можно добавить простенькую защиту по входу (по низкой) от максимальных токов. Как и в высокой чати поставить шунт и оптрон 1,3V / 50A шунт 0,026 Ом (правдо 65W кудато деть нужно :kill: ) Да ну нах... :wink:

Спасибо "константин_KoSS_89", мне примерно так и надо как и вам. На счёт защиты по высокой поясните, если сделать защиту возможно будет срабатывать при включении насоса т.к. в первый момент времени это просто КЗ.
Antech
Грызет канифоль
Сообщения: 285
Зарегистрирован: Пн дек 31, 2012 15:29:31

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение Antech »

lalafau
нагрев и помирание плохих снижают КПД и срок службы всего устройства (в том числе ведра полевиков)
А в чем угроза для ведра полевиков при плохих кондерах? Напряжение исток-затвор?

местные эстремалы не делают защиту по вх. току
В моем девайсе на 50 Вт есть электронные защиты по входному току, входному напряжению, переполюсовке, выходному напряжению и стрелочный индикатор температуры дросселя :) Но при токе в 100 А делать электронную защиту... Я вообще не знаю что кроме плавкого предохранителя туда можно поставить из неэкзотичных деталей... Ну, кому не принципиально собирать из "универсальных компонентов" (ОУ+рассыпуха) могут, наверное, использовать интегральные датчики тока и ШИМ-контроллеры, занюхивающие напряжение на открытом канале.
lalafau
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 910
Зарегистрирован: Вт дек 04, 2012 00:24:07

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение lalafau »

Antech писал(а):А в чем угроза для ведра полевиков при плохих кондерах? Напряжение исток-затвор?
И это и зависоны voltage-mode пуш-пулльного контроллера (без ноги CS)
с одновременным открытием обоих плеч или влёт трансформатора в насыщение.

Antech писал(а):В моем девайсе на 50 Вт есть электронные защиты по входному току
За сколько мкс срабатывает? В ОБР полевиков укладывается?
Искрение входных клемм по аккумулятору должно инвертор с медленной защитой гарантированно выжигать.
А сухие входные "электролиты" дают подобие этой напасти, но повторяющееся с частотой преобразования (десятки кГц).

Antech писал(а):Но при токе в 100 А делать электронную защиту... Я вообще не знаю что кроме плавкого предохранителя туда можно поставить из неэкзотичных деталей...
Предохранитель сгорит последним.
Вот тут при мощности 1600Вт датчиком на токи около 30А служит трансформатор (1 виток первичка и 200 - вторичка).
http://www.ti.com/lit/pdf/slura08
и вообще оцените серьёзность подхода:
http://www.ti.com/tool/pmp6712 (test results)

КПД 96%, 3 ревизии платы, 10 слоёв, 3 опторазвязки, тепловизорные фото работы,
Oscilloscopes LeCroy WaveSurfer 434, LeCroy WaveSurfer 64MXs-B и т.д.
Аватара пользователя
константин_KoSS_89
Вымогатель припоя
Сообщения: 602
Зарегистрирован: Пн дек 29, 2008 01:40:28
Откуда: (Украина, г. Стаханов, Луганская обл.) теперь Кемерово :)

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение константин_KoSS_89 »

На счёт защиты по высокой, срабатывает когда втыкаем в розетку инвертора нагрузку с ёмкостью (ибп) с двигателями такого не замечалось, но если всё подключить а после нажать кнопку "пуск" на инверторе, то плавный старт делает своё дело и ничего в защиту не уходит. Инвертор уходит в защиту если напряжение АКБ ниже 10 или выше 28 вольт, и если на токовом шунте, по высокой, около двух ампер (~400W)
BigallS если повторите инвертор, буду помогать в программе т.к. собранное железо осталось далеко а здесь нет ни времени на сборку ни денег лишних... В общем в программе всё подкорректируем и доведём до нужного уровня.
Программа спокойно влезет в тини 45 , без изменений. Могу сбросить начальную версию платы в 5 лайоуте. там немного переразвести. По задумке транзисторы крепятся к радиатору, плата ложится на корпуса транзисторов и фиксируется припаянными ножками. Контуры платы размечены слоем "Ф" ; "М1" - шина выполненная толстым многожильным проводом без изоляции и полностью пролужен оловом.
Вложения
1.lay
(83.25 КБ) 792 скачивания
fiksx
Встал на лапы
Сообщения: 85
Зарегистрирован: Сб май 01, 2010 23:09:26
Откуда: Одесса

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение fiksx »

Думаю вашу конструкцию многие повторят. Она довольно таки простая. На неделе закажу детали и начну делать. Мое мнение что нужно изменить.
1 Просто поставить повышающий DCDC повысить напряжение питания до 15в.
2 Питание от 12В, для такой мощности достаточно.
3 Поставить защиту по току(низкоомный шунт + ОУ и завести на прерывание).
4 Если можно поставить Atmega8 - у нее больше выводов и она дешевле.
5 Заменил бы драйвера, чтобы помощнее, но таких не нашел. Все что помощнее имеют два входа верхнее и нижнее плече и без дед тайма.
Аватара пользователя
константин_KoSS_89
Вымогатель припоя
Сообщения: 602
Зарегистрирован: Пн дек 29, 2008 01:40:28
Откуда: (Украина, г. Стаханов, Луганская обл.) теперь Кемерово :)

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение константин_KoSS_89 »

Мощности драйверов вполне хватает, тянут норм два IRF44N в параллель, по крайней мере хамелеон не заметил провалов на выходе драйверов, небольшая дуга на самих затворах, но можно подобрать резисторы.
Всё ост полностью реализуемо.
Аватара пользователя
BigallS
Опытный кот
Сообщения: 752
Зарегистрирован: Пт апр 15, 2011 21:11:22
Откуда: Россия

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение BigallS »

константин_KoSS_89 писал(а):Мощности драйверов вполне хватает, тянут норм два IRF44N в параллель ...
Всё ост полностью реализуемо.


Да повторять буду но процесс будет не быстрый ввиду занятости на работе (приезжаю уже за 20.00 и остаются только выходные), сейчас ищу трансформатор от УПСа, драйвера у меня есть IR2184. Теперь о применении транзисторов... в наличии имеются много порядка более 100 (от фирмы NXP которая рассылала "сэплы") таких типов PSMN013-100(P,ES,XS,BS), PSMN015-110(P), PSMN016-110(P,ES,XS,BS), PSMN5R6-100(PS,XS,BS), PSMN7R0-100(PS,ES,XS,BS), PSMN9R5-100(PS,XS,BS). Посмотрел я их даташиты например PSMN5R6-100BS - (N-channel 100 V, 100A, 306W, 5.6 mOm standard level MOSFET in D2PAK ) я так понимаю по паре транзисторов (4-ре) хватит вместо восьми IRF44N? Ещё сомнения в том что для PSMN5R6- 100PS указана в даташите входная ёмкость 8061pF которая больше ёмкости IRF44N в 5.4 раза. Смогут ли IR2184 работать с такими транзисторами?
lalafau
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 910
Зарегистрирован: Вт дек 04, 2012 00:24:07

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение lalafau »

константин_KoSS_89 писал(а):Всё ост полностью реализуемо.
А сколько ток хол. хода у вас получился?
Такие железные трансы должны от ВЧ модуляции греться нехило. Про фильтр НЧ перед первичкой думали?
Antech
Грызет канифоль
Сообщения: 285
Зарегистрирован: Пн дек 31, 2012 15:29:31

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение Antech »

lalafau
зависоны voltage-mode пуш-пулльного контроллера
Ну, я делаю на "ОУ+рассыпуха" (хобби такое) и, вроде, не зависало. Оно же аналоговое и простое по принципу работы. Но то 50 Вт.

За сколько мкс срабатывает?
Эти защиты медленные и срабатывают скорее за десятки миллисекунд, чем за микросекунды. Но транзисторы там стоят с огромным запасом по току (70...80 А). Я испытывал девайс с выведенной защитой по току (она регулируется до 10 А примерно). Подключал дрель на 600 Вт. Понятно, что на холостом ходу там не было 600 Вт, к тому же мотор дрели коллекторный и мощности девайса не хватило даже чтобы его нормально покрутить, однако ток от аккума подскакивал до 10 А (девайс снабжен амперметром). Я так несколько раз повторил и ничего не сломалось. Нормальный ток по низкой стороне на лампе 40 Вт - около 2 А (питание от 2 акков 12 В 12 Ач).
Защита по входному напряжению при включении срабатывает до того, как напряжение взлетит выше допускаемого (схема на это рассчитана и я тщательно осциллографом проверял). Защита от переполюсовки - аналогично.

Искрение входных клемм по аккумулятору должно инвертор с медленной защитой гарантированно выжигать
Искрение на клеммах происходит очень часто :) Подключаю кое-как... Я девайсом-то по назначению особо не пользовался, но много раз проверял. И включался он при этом с искрением пару раз за каждую проверку. Наверное, сыграл свою роль запас по току транзисторов и входной электролит 10000 мкф, который сейчас еще новый.
А накрыта эта схема была из-за переполюсовки при отладке. По запарке неправильно к аккуму подключил... Менял половину транзисторов и ОУ... После этого сразу появилась защита от переполюсовки.

Допустим, "ШИМ-контроллер" на ОУ и без хитростей, зависнуть не может. В затворах - стабилитроны на нормальный ток (типа КС510, КС515), затворы включены через ограничительные резисторы. Какие возможны проблемы при больших мощностях? Нужна ли автобалансировка постоянного тока в первичке двухтакта?

Спасибо.
jeelman
Мучитель микросхем
Сообщения: 458
Зарегистрирован: Ср май 02, 2012 09:13:11

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение jeelman »

похоже, получить dead-тайм несложно и на tiny13 - ценой снижения частоты pwm вдвое из за использования phase correct pwm.
Вложения
t13_fb_dtg_c&hex&proteus.zip
(95.36 КБ) 509 скачиваний
t13_fb_dtg.GIF
(79.85 КБ) 1478 скачиваний
dt_tiny13.zip
(1.09 КБ) 389 скачиваний
osc.gif
(15.91 КБ) 1269 скачиваний
lalafau
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 910
Зарегистрирован: Вт дек 04, 2012 00:24:07

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение lalafau »

Antech писал(а):Какие возможны проблемы при больших мощностях? Нужна ли автобалансировка постоянного тока в первичке двухтакта?
Нужна балансировка магнитного потока в трансф-ре.
При попытках ШИМ-стабилизации вых. напряжения мощного пуш-пулла на ВЧ трансе без возд. зазора (gap) легко загнать его сердечник (core) в несимметричную петлю намагничивания, а значит аварийное насыщение (saturation).

http://www.diyaudio.com/forums/power-su ... ology.html
"You cannot design a reliable push-pull converter with pure voltage-mode control." - понятна мысля финна, что контроллеры с ООС по вых. напряжению в чистом виде не годятся для двухтактных симметричных неустойчивых систем и не спасут их от аварий?

http://forum.vegalab.ru/showthread.php? ... ost1957242 - если через жаргон продерётесь (например нямконтроль=контроль тока потребления)
там эта проблема неубиваемого симметричного стабилизированного повышателя лет 10 стоит и ещё стоять будет, т.к. простых и дешёвых средств против дыма из полевиков нет - или много мелких однотактов или другие усложнения.

Тут настоятельно рекомендуется воздушный зазор в трансе и микросхема с current-mode принципом работы:
http://powerelectronics.com/site-files/ ... 2_0309.pdf

А тут доп. обмотка на трансе, дающая сигнал о насыщении: http://powerelectronics.com/print/power ... saturation

Законченных, вылизанных, теоретически неубиваемых конструкций я не видел. Стою в стороне от "набивания шишек".
Коплю силовые трансы из ЭЛТ (ТВ, мониторов) и наблюдаю чужой опыт, т.к. киловаттного глубинного насоса пока нет, а для остального постоянки хватает.
Аватара пользователя
Seriyvolk
Друг Кота
Сообщения: 4961
Зарегистрирован: Сб май 05, 2012 20:19:55
Откуда: Минск

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение Seriyvolk »

lalafau писал(а): если через жаргон продерётесь (например нямконтроль=контроль тока потребления)
Ну вот и первая жертва, которая не пробралась. :)) Это контроль тока намагничивания сердечника СТ.
Прибор, защищённый предохранителем, сгорает первым, защитив предохранитель. Закон Мерфи.
Antech
Грызет канифоль
Сообщения: 285
Зарегистрирован: Пн дек 31, 2012 15:29:31

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение Antech »

lalafau
Спасибо. В чем основная проблема? В слишком длительном несимметричном намагничивании, т.е. сравнительно длительном времени с несимметричными импульсами ШИМа? Если да, то насколько быстрой должна быть реакция схемы? Я так чувствую, она должна быть "Faster than seatbelt" :)
Устраняется ли проблема при постоянном соблюдении условия равенства дилтельностей включения "полуобмоток" двухтакта, или небольшая неизбежная разность в этих длительностях (за счет неидеальности элементов) все равно слишком велика?
Блин, при таких токах и отключать-то нечем. Допустим, защита умудрилась сработать, но чем эти 100 А быстро выключить? Еще 4 полевика в ТО247 и на радиаторе? Их и так 8 нужно... А кондеры 100000 мкф? Если они будут после этих фетов, то сразу оно не выключится, а если до, то они не защищены от переполюсовки, ну и не только в этом дело...
Я поэтому тоже не спешу сразу делать. Думаю есть ли смысл и что необходимо обеспечить в алгоритме схемы управления. Возможно, попробую сделать просто на мощность поменьше.
lalafau
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 910
Зарегистрирован: Вт дек 04, 2012 00:24:07

Re: Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

Сообщение lalafau »

Antech писал(а):В чем основная проблема?
нутром чую, что от неё горят все коммерческие (для извлечения прибыли) TL494-based инверторы.
а объяснить своими словами и без графиков не могу.
ненужное подмагничивание транса вызывает его залёт в неправильную петлю гистерезиса.

http://pwrelectronic.files.wordpress.co ... ss-com.pdf

"However, if the volt-second products on alternate half cycles are unequal, core operation is not centered on the origin of the hysteresis
loop."

"This is a dangerous and imminent failure situation."

Antech писал(а):В слишком длительном несимметричном намагничивании, т.е. сравнительно длительном времени с несимметричными импульсами ШИМа?
разница в скоростях транзисторов может влиять, мелкие отклонения в длине дорожек и паразитных индуктивностей, скачки тока нагрузки - и БУМ!!! случится.

Antech писал(а):Если да, то насколько быстрой должна быть реакция схемы? Я так чувствую, она должна быть "Faster than seatbelt" :)
В ОБР (SOA) полевиков она должна укладываться, навскидку за 5% времени такта полевики нужно успеть выключить при выходе тока за бережно установленный нами предел. Основные ключи, а не внешние предохранительные от переполюсовки.

В случае медленных TL494/SG3525 можно после них драйверы использовать, их гасить отдельной схемой с наносекундным быстродействием.
Зачем тут люди в низковольтных (12-30В) цепях ставят высоковольтные (600В) IR21xx драйверы с малым вых. током (1А) - загадка.
На б/у системных платах компов (Pentium-3 и выше) встречаются более подходящие драйверы наподобие SC1211, HIP6601 и т.д., у которых 15-30 нс время реакции, они "заточены" от 12В раскачивать 3нФ затворы с частотами порядка 500кГц.

Antech писал(а):Устраняется ли проблема при постоянном соблюдении условия равенства дилтельностей включения "полуобмоток" двухтакта, или небольшая неизбежная разность в этих длительностях (за счет неидеальности элементов) все равно слишком велика?
Устраняется, но могут быть всякие переходные процессы, которые её добавят.

Гуглите "current mode vs. voltage mode control".
Стабилизировать только напряжение, которое медленно меняется на вых. кондюке, идеологически неправильно.
Хорошая схема приложена. Но для высоких токов её нужно усложнять дополнительным скоростным ОУ для миллиомного шунта Ri.
Изображение

Зазор в сердечнике увеличит время на безопасное гашение ключей при аварийном насыщении, но уменьшает мощность трансов.
Также помогает разделительный кондёр в полумостовой и мостовой схеме (туча керамики), он автоматически симметрирует транс и не даёт вырасти аварийному току при зависании открытого драйвера или контроллера.
Кто-то где-то советовал рост частоты ШИМ-контроллера до 2МГц допустим, но тогда вылезут проблемы с разводкой плат и током холостого хода.
Вложения
UC1846_push-pull.png
(42.03 КБ) 5240 скачиваний
Ответить

Вернуться в «Питание»