Параллельный инвертор тока на транзисторах

[Килиманджаро]

"Вся сила в плавках" - как говорят сталевары))).

Как говорил Остап Бендер - "Договоренность есть продукт полного непротивлееия сторон"))))).

Схема вашей установки где? Здесь собираются не аквариумисты по пропусканию количества воды через катушку - а электрики.

[An1969]

Ток с трансформатора тока

Добавлено after 1 minute 52 seconds:
Последовательный LC контур

Добавлено after 1 minute 12 seconds:
Сам параллельный резонансный контур

Добавлено after 2 minutes 11 seconds:
Плата управления на ATMEGA 128

Добавлено after 32 minutes 2 seconds:
Плата управления и индикации. Реализована центрированная ШИМ, быстрые и медленные защиты по току и перегреву ключей и трубки индуктора.

Добавлено after 1 minute 11 seconds:
Плата управления и индикации.

Добавлено after 1 hour 28 minutes 40 seconds:
u37, у меня случай потяжелее-у меня типа контура 4 порядка, извините. Я почитал про llC преобразователи. Не все пока дошло.Рекомендуют работать на частоте переключения около последовательного резонанса. а эта частота не всегда резонансна для моего параллельного контура! Мне же нужна максимальная мощность, а она будет при равенстве резонансных частот. Или я не прав?

[jonpim]

Все проекты такой мощности имеют коммерческое направление и поэтому
описания полной разработки не найдете .
А с такими знаниями предмета кончится сгоранием игбт сборок . Я подобные покупал , они дорогие

[An1969]

jonpim, мне сдается, что я владею данным предметом немного лучше Вас.Самое смешное, это не позволит мне избежать взрыва ключей из-за какой-либо упущенной детали! Я знаю, что любой шаг влево-вправо дорого обходится, но не дороже 150к на заводскую плавильню!. В каком месте, по-вашему, у меня пробелы в знаниях по преобразовательной и силовой технике? Да, практики у меня маловато, но я своим самодельным частотником крутил движок 11 кВт с нагрузкой и 30 кВт вхолостую.

[Телекот]

Собрать частотник по проверенной и отработанной схеме не чего сложного нет. А вот разработать и рассчитать схему, тем более для такой мощности это не простая задача. Разработать монтаж для такой мощности тоже очень сложно.

[>TEHb<]

Так тем более приделайте автоматическую регулировку. Частота контура будет меняться постоянно. Даже будет слегка зависеть от конкретного сплава. Не говоря уже о прочих переменных.

[An1969]

Господа. я всем благодарен безмерно уже хотя бы тем, что Вы откликнулись и подсказываете. Если интересен результат, то я расскажу о результатах по повышения мощности. Электроника и силовая техника не основное мое занятие, а больше хобби, которое иногда позволяет экономить деньги.

[u37]

Вы не (совсем) правы. ))
Берем ВАШУ схему, у вас связка не из L + C, а из L + C1+C2. Зачем вы это сделали? С1+С2 работают как делитель трансформатор (совместно с L), в результате на L приходит напряжение в несколько раз меньше того, что было-бы, если бы вы поставили только один С. Альтернативный вариант - вы можете убрать второй С, оставив только первый, и увеличив число витков L, и это ни к чему не приведет, пользы никакой не будет - мощность останется той-же, а напряжение на L станет 'невсебенной'. К чему я, собственно - у вас LC контур, в который закачивается энергия. В идеальном варианте, это давало бы бесконечное напряжение на реактивных элементах. Но, у реактивностей есть последовательное сопротивление и при протекании тока на этом тратится энергия (в тепло). Для _индукционной_печки_ есть еще один источник поглотитель энергии - тот самый металл, который вы плавите. Перевожу - вы закачиваете энергию в LC контур, а она расходуется на собственные потери и на полезный нагрев тигля (что в нём).
Закачали - вытекло.
Так вот, закачивать энергию (именно так - Закачивать Энергию) в контур можно разными способами. Можно регулировать напряжение питания выходного каскада, который ключует контур. А можно дать на том-же инвертере максимальное напряжение и выставить частоту чуть-чуть отличающуюся от резонансной. Как показывает практика, выше резонансной. При этом, чем дальше частота от резонанса, тем меньше энергии идет в контур. Ваш контур довольно высокодобротный, если я правильно понимаю, значит напряжение на LC получается в Q раз больше, чем в него пихнуль меандр (упрощенно). Что будет, если в этой ситуации резонанс станет другим, или частота генератора сдвинется? Упадет напряжение на LC. Причем, т.к. Q большая, то и напряжение изменится существенно. Ну, что у вас и происходит. Это негативный момент и вы стараетесь его устранить, так ведь? Хорошо, а если сделать наоборот - вы считаете контур, положим, на х1.5 раза мощнее, но заранее себе задаете, что настолько "далеко" никогда не полезите, не больше "номинала". При этом получится, что вы будете ставить частоту не совсем точно на резонанс (а какая разница, полный резонас это или почти полный резонас, по LC гуляет мощность, что и надо). Ставите контроллер LLC и дальше он сам будет так выбирать частоту, которая будет немного выше резонанса и через реактивности будет ходить та мощность, что вам нужна.
Вообще, в толмутах по LLC значение Q выбирают порядка 1-2, поэтому изменение частоты на графиках выходит весьма протяженным. При высоком Q, как у вас, он будет плясать практически на резонансе, т.к. небольшое изменение частоты крайне резко влияет на напряжение в контуре (из-за высокого Q).
И еще, в любом случае, для любой схемы резонансного преобразователя, старательно бойтесь работы на частоте ниже резонансной. Черезвычайно плохой режим для ключей. Можете сами проверить померьте нагрев транзисторов для одной и той-же мощности потребления, но с частотой чуть выше и чуть ниже резонансной.

[>TEHb<]

Так там же ещё добротность меняется сильно в зависимости от того, что в индукторе.

[An1969]

У меня.видимо .и идет работа чуть выше резонансной последовательного контура. Я еще понаблюдаю за осциллограммами при плавке и приду к алгоритму управления Вы скажите логику.а я ее контроллером реализую. Что будет являться критерием ,например, увеличения задающей частоты? Что мне мерять-ток.длительность или напряжение? Или схемка порыщет вправо-влево и пойдет на изменение частоты.приводящее к увеличению напряжения в нагрузке?

[u37]

Возьмите конкретную микросхему (LLC), скажем ST или onsemi, там приводятся методы регулирования как от датчика тока, так и через отдельный конденсатор. В вашем случае можно вообще "стабилизировать" напряжение на резонансном индукторе. "Стабилизатор" тоже простой, ГУН. Чем больше на его входе ошибка, в виде напряжения (редко) или тока, тем выше его частота.
Поменяйте контроллер, в-ручную вы защиту от сар. режима не сделаете, а он здесь нужен. Если нужен контроллер без высоковольтного драйвера, можно взять убожество типа UCC25600. )) Всяко лучше, чем делать ГУН на рассыпухе.

[An1969]

Спасибо, буду изучать контроллеры.Не понимаю один момент. u37, Вы говорили, что нельзя частоту переключения ключей делать ниже резонансной частоты, если я правильно понимаю, последовательного lC контура. Ссылку на эпюру можете дать? Я давал частоту и выше, и ниже, ничего фатального не происходило. Ниже резонансной-это же просто режим управления в режиме разрывных токов, или я что-то путаю? И еще вопрос. У меня на входе 3-х фазный выпрямитель по схеме Ларионова, затем блок конденсаторов. Пойдет вариант регулировки при питании от однофазной сети при включении в цепь выпрямителя симистора с фазным управлением с защитным дросселем?

[u37]

Порог F=Fres важен направлением тока в момент переключения. Если частота выше резонанса, то в момент паузы (DT) напряжение относительно спокойно (из-за ощутимой выходной емкости транзистора) поднимается до уровня питания и последующий цикл открывает противоположный транзистор при 0 напряжении на нём. Т.е. есть потери только на выключение.
Если частота меньше резонансной, меньше даже на чуть-чуть, ток в реактивности меняет знак и всё протекает с точностью до наоборот, происходит резкий удар большим током с активныи перезарядом выходной емкости транзисторов. Вообще, для резонансной схемы крайне важны как время выключения, так и, неожиданно, выходная (и проходная) емкость транзистора. Причем очень важны. Современные транзисторы научились делать довольно шустрыми, но тяжелая задница, внутренняя емкость, так и остаются большими. Увы, это неизбежно - чем больше активная площадь, тем больше емкость. А емкость для резонансника = зло.
Как это оценить, я уже говорил - померьте ТТХ ниже и выше Fres.

Remark.
Речь не о большей или меньшей мощности потерь, это мелочи, тепло. Речь о том, что через транзисторы идет очень большая импульсная мощность. К тому-же, в момент переключения (когда эта огромная мощность приходится на небольшой процент кристалла).
С эффектом шнурования знакомы, когда в транзисторе прожигает дырку? ... Короче, это не просто "нагрев", а "надежность". Поэтому его так "боятся".

[An1969]

Посмотрите, эта моя эпюра для частоты выше резонансной?

[u37]

У меня складывается ощущение, что я зря ...
Посмотрите http://www.ti.com/seclit/ml/slup263/slup263.pdf (http://valvol.xyz/articles/slup263_ru.pdf), там есть картинки.
Смотреть надо не напряжение на реактивностях, которое может принести только одно - горелый щуп (*), а ток через транзистор.

По поводу (*) - в форуме rigol читал обсуждение, что их собственный щуп сгорел на 1:10 при измерении не такого уж и большого напряжения (вольт 20-40) ВЧ. Сгорел в дым, с выжиганием делителя. Постарадал ли сам осц., не помню.
Так что, я вовсе не фучу, когда говорю 'не столь очевидные вещи'.

[An1969]

U37, ну я хоть и туповат, но не совсем. Эпюра снята с трансформатора нагрузочной диагонали моста, т е ток через транзисторы. Найдите отличия из скана книги Томашевский. Автономные инверторы.Режим неприрывных токов.

Добавлено after 2 minutes 11 seconds:
Трансформатора тока, пардон.

[An1969]

U37, внял я Вашим советам, переделал на последовательный контур с трансформатором по схеме Кухтецкого, Прикозлоумил ФАПЧ, переключение почти в 0 тока происходит. Буду смотреть, до какой мощности эта система будет работать.

[u37]

То, что не при 0, это хорошо - у IGBT большой хвост выключения, в отличии от MOSFET. А то, что ток плавно снижается к моменту выключения, тоже хорошо - уходит излишний заряд из транзистора и выключение происходит мягче.
Надеюсь, ОС ФАПЧ вы сделали "выше" резонансной (ОС отодвигает частоту выше). Это означает что транзисторы не будут переходит в "cap." режим переключения.

[An1969]

Да ,чуть выше. Теперь нужно смотреть, сколько феррит вытянет. Сейчас стоит 11 см2. 3000 НМС. 16 кГц. Надеюсь на 4-5 кВт.Были опасения при нагреве феррита в витке индуктора, но вроде не греется.

[jonpim]

Видео в тему , но без схем )
https://www.youtube.com/watch?v=SZEJJjYy7N4