Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

[nHz]

Спойлер

больше доверия вызывают с короткими ногами. поработавшие, с распая.

Их и запаял пока, потом попробую поменять на IGBT и сравнить работу в схеме.

"Новые" точно не пустышка, очень похоже на перепил(следы абразива на корпусе). Уже хотел жаловаться, но замерил напряжение пробития внутреннего диода и сопротивление канала и не стал. Ноги и корпус не магнитятся. Может отбраковка какая, на обкатку схем пойдут. А в законченное изделие можно и разориться на оригиналы у надежного поставщика.


Уже не раз возвращал деньги за наглые подделки. Недавно попались подделки на чисто китайские транзисторы RU190N08Q. Не ожидал, что уже и их подделывают. Они и в оригинале недорогие. Сопротивление канала было 65мОм, вместо 4мОм и корпус сошкуренный на полмиллиметра.

У китайцев покупать всегда лотерея.

Проверил сегодня ток холостого хода этого конструктора.
Для испытаний "живьем" использовал прототип собранного ранее устройства
Домотал обмотку для питания логики EG8010. и драйверов
Так как собственное потребление платы DC/DC несколько миллиампер, то можно получить почти минимум мощности, которая нужна для работы нарезалки синуса, далее можно на нее ориентироваться.


Результаты такие: напряжение на входе 25.7 вольт, ток потребления 230мА. На выходе, естественно 220 вольт переменного напряжения. Т.е. для холостого хода требуется почти 6Вт и сильно снизить уже цифру не получится. По крайней мере для EG8010. Это собственные потери на перекачку энергии при формировании синусоиды. Если добавить на выход конденсатор 2uf, т.е. 30Вт реактивной мощности, то потребление возрастает всего на 10мА. Вполне неплохо.

Кпд моего DC/DC около 80%.

Применение IGBT вместо полевых транзисторов скорее всего увеличит ток XX, но я все равно попробую позже.
Если кто-то получил меньшую цифру для EG8010, поделитесь, может еще можно что-нибудь улучшить?

[nHz]

Не получается никак снизить мощность холостого хода менее 6Вт на EG8010. Менял дроссель и транзисторы - ничего. DC-DC преобразователь потребляет не более полуватта на свои нужды. Ну что-ж , приму эту величину за константу, так как не нашел никаких данных, что кто-то добился меньше на EG8010. Видимо только меня интересует этот показатель.

Зато более-менее вырисовывается схема дежурного блока, обеспечивающего минимальный ток холостого хода до мощности 100-200Вт. Далее в работу будет включаться основной DC-DC преобразователь, мощностью под 2кВт. Одновременно совместить в одной схеме мощность и малый ток холостого хода пока не получается.

Напряжения 15v_HV и 15V_LV формируются отдельным блоком. В дальнейшем от них же будут питаться цепи управления мощного преобразователя. От 15V_HV питается и плата нарезки синуса(питание драйверов и контроллера). Можно сильно упростить схему до банального обратнохода, но при мощности > 100Вт на том же сердечнике КПД сильно падает. В качестве сердечника мной применен чашечный феррит ч36 первичка 4 витка, вторичка около 80. Другие каркасы тоже нормально работают, но надо расчитывать(не забывая про зазор). Преимущество обратноходового включения в дополнение к прямоходовому в том, что при напряжении батареи в 2 раза меньше расчетного (1 аккумулятор вместо 2-х) можно снять около 40%мощности при том же выходном напряжении(380Вольт).

Мощный блок будет включаться в работу при напряжении меньше 370 вольт. Пока думаю пойти классическим путем пушш-пулла, но делать шим управление на нем не очень хочется. Ох и намучался я уже со свободными колебаниями и сложными и мощными снабберами.

Есть мысль сделать пушш-пулл с максимальным заполнением импульсов, а регулировку осуществлять уже на выходе по высокому напряжению обычным повышающим преобразователем. Тогда можно будет использовать тот же преобразователь и с 12 вольтовой батареей, но с падением мощности, естественно. Такое универсальное решение пока не знаю зачем мне нужно, но вдруг пригодится. КПД, конечно, пострадает, но как сильно? Может на фоне КПД синусного преобразователя и не существенно.
Кстати, о КПД синусного преобразования. Сравнил мощность, потребляемую от батареи при питании лампочки 200вт постоянкой от вышеописанного преобразователя и уже при питании синусом, нарезанным платой на EG8010 от того же преобразователя. Сначала подобрал постоянное напряжение на выходе преобразователя, чтобы было ровно 200Вт по постоянному току. Потребление от батареи составило 220Вт(9.2А при 24В). Далее выкрутил напряжение на преобразователе на 380В и подключил нарезалку синуса. Регулировкой выходного синусоидального напряжения добился 200Вт на выходе по переменке. Потребление от батареи составило 250Вт(10.5А при 24В). Можно сделать вывод о КПД нарезалки синуса на мощности 200Вт. Посмотрим как будет дальше, следующая цель киловатт .

[manowar]

снабберы бывают и рекуперативными.
зачем делать тройное преобразование?
если стоит задача уменьшить хх, то используй 2 преобразователя в параллель: мелкий ох и мощный двухтакт(пуш или полный мост). ох настрой ос на вольт 390, ос двухтакта - на 380. пока нет (большой) нагрузки хх будет обеспечивать ох, появилась нагрузка, напруга на банках поползла вниз - включился мощный преобразователь(обратноходу, если что, при должном подходе, и кз выхода не страшно.)
первичный заряд банок - тоже озадачь ох преобразователь.
-----------
а что за рисунок во вложении? что за топология? если прямоходообратноход с активным клампом - то дроссель на выходе, у диодов, включён неправильно.

[nHz]

а что за рисунок во вложении? что за топология? если прямоходообратноход с активным клампом - то дроссель на выходе, у диодов, включён неправильно.

Да вроде правильно, точками обозначены положительные потенциалы катушек на прямом ходу, то есть дроссель L1 заряжается именно на прямом ходу через VD3 VD6, а обратный ход идет через vd4 vd5. Энергия в дросселе L1 сбрасывается через vd4 vd6. Пользы от обратного хода на прямоходе по энергии немного, даже вред небольшой есть в том, что выходная катушка зажимается на обратном ходу выходным напряжением, что вынуждает уменьшать максимальную ширину импульсов и снижая габаритную мощность трансформатора. Но и выигрыш от "зажатия" в том, что ограничивается энергия выброса на первичной обмотке, меньшая нагрузка на снаббер. Как только я включил эту схему в режим только прямого хода(выпаял VD5) сразу сгорел VT6 от перенапряжения при нагрузке 200Вт.

обратноходу, если что, при должном подходе, и кз выхода не страшно

Да, мне и самому нравится чистый обратноход. К сожаллению, на обычных ферритах при разумном зазоре запасенная энергия у меня получается около 2мДж. Максимальная мощность 100Вт при 50кГц. При увеличении зазора страдает КПД. Хочу попробовать на обратноход кольца из альсифера, в виде китайского сендаста. Может что и получится. Если хотя бы 300Вт на 1 сердечник выжать, то можно было бы заделать батарею из 5-10 обратноходов и получить чисто однотактное решение без пушш-пуллов и мостов.

[Starichok51]

если хочешь иметь максимальный кпд в обратноходе, делай транс на феррите с зазором. у сендастов частотные потери много больше, чем у ферритов. и при желаемых 300 Вт транс на сендасте будет работать печкой.

[nHz]

300 Вт транс на сендасте будет работать печкой

Ну что-же, придется распрощаться пока с идеей мощного многофазного OX. На моих ферритах более 150Вт не выжимается. И то при мощности более 100Вт КПД совсем плохой.

у сендастов частотные потери много больше, чем у ферритов

А вот это интересно. То есть если я заменю дроссель на сендастовом сердечнике ферритовым с зазором в схеме нарезалки синуса EG8010, то теоретически можно расчитывать на меньший ток ХХ?

[Starichok51]

На моих ферритах более 150Вт не выжимается.

я не знаю твоих ферритов. но при соответствующем размере сердечника и соответствующем зазором можно получить любое требуемое количество Ватт.

[nHz]

и соответствующем зазором можно получить любое требуемое количество Ватт.

Наверное, так и есть, но не нашел ни одной статьи или упоминания конкретной реализации обратнохода больше 250Вт долговременной мощности. В повышающих преобразователях это вообще редкость. Очень бы хотелось оттолкнуться от чужого опыта. А то кругом одна теория, а на практике 100-150 Вт максимум.

[Starichok51]

не нашел ни одной статьи или упоминания конкретной реализации обратнохода больше 250Вт долговременной мощности.

и не найдешь.
на счет любого количества Ватт я, конешно, пошутил, так как для простого обратнохода пределом считается 300 Вт.
но можно сделать косой мост обратноходовый, чтобы энергия индуктивности рассеяния сбрасывалась в питание (рекуперировалась), тогда мощность можно поднять в 3-5 раз.
ну и многофазность поможет увеличить мощность.
вообще-то, мощность обратнохода, главным образом, ограничивают конденсаторы выпрямителя, так как амплитуда тока через емкость выпрямителя может быть в 5-10 раз больше потребляемого тока. поэтому при большой мощности приходится набирать батарею конденсаторов в выпрямитель. но и количество конденсаторов в такой батарее тоже имеет разумный предел.

[igorka]

Наверное, так и есть, но не нашел ни одной статьи или упоминания конкретной реализации обратнохода больше 250Вт долговременной мощности.

Ну прям таки и и не одной...

и не найдешь.
для простого обратнохода пределом считается 300 Вт.

Видать не предел...
http://valvol.ru/topic2416.html
http://valvol.ru/topic2488.html

[nHz]

Видать не предел...

Можно поконкретнее, а то всю ветку читать нет времени, желательно с конкретной схемой.


Скорее всего при мощности > 100Вт простота схемного решения пропадет.

Пока я остановился на такой схеме.


Минимум деталей, максимум эффективности, работает на 100Вт уже непрерывно в течение двух часов, греется только транзистор, естественно установлен на радиатор. КПД не мерял, но точно больше 80%, если судить по КПД всей системы DC-DC-синус.

[Starichok51]

Видать не предел...

тот человек, видимо, не читал умных и хороших книг. например, Марти Брауна, где четко описаны РАЗУМНЫЕ пределы для каждоы топологии.

[manowar]

не нашел ни одной статьи или упоминания конкретной реализации обратнохода больше 250Вт долговременной мощности.

питальники от лабгруппен, мануалы доступны. погуглите fp3400, fp6400 sp80fa, sp80fp - мало того, что обратноход, так ещё и 8киловатт от одной фазы.
зы: у них есть 13кВт ох..только название не вспомню.
а зачем вам 250вт обратноход от 24вольт? и так дурные токи гулять начинают. выше писал - делайте двухтакт с запасом по мощности, если хх выйдет неудовлетворительным - дополните его маломощным(до 15-20вт) ох преобазователем.

[Tantra Yog]

кто нибудь встречал описание как шимить синусоиду на микроконтроллере синхронизированную с сетью ?

[vlasovzloy]

Подозреваю нужно при появлении уверенных импульсов синхросигнала сети, уменьшать или увеличивать частоту генератора 50герц на 1-2 герца. В момент совпадения делать переход на сеть через быстрые реле, в момент перехода синуса через ноль. Потом поддерживать синхронизм до пропадания сети

Упд по обратнохоу достаточно поддерживать банки конденсаторов заряженными для работы преобразователя синуса на хх. Как только напряжение на них упало на 10 вольт, моментально включился двухтакт. Обратноход работает с небольшой просчитанной перегрузкой. Пропала нагрузка, ох поднял на 10 вольт выше порога двухтакта, двухтакт отключился.

[nHz]

Продолжая свои опыты по тестированию возможностей EG8010 и накапливая опыт и материалы перед сборкой мощного дс-дс блока решил провести ряд тестов на околокиловатной мощности. Для этого собрал такой стенд.

Спойлер

Выход взял с высоковольтного конденсатора, подключив дополнительно 1000uF тремя банками по 330uF. Питание драйверов и контроллера взял с тех же банок через АС-ДС блок 220 в 5в700ма(обратноход), к выходу которого подключил модуль mt3608 настроенный на 13 вольт. Немного извращенно, но ничего под рукой не оказалось другого. Основной тестовой нагрузкой планировалась такая лампочка.

Спойлер

1КВт при 220 вольтах. Рядом обычная на 60Вт.
Но сперва замерил напряжение на банках(постоянное) и напряжение на выходе(переменное). Получилось 320В DC - 215В AC. Под нагрузкой 600Вт(чайник) напряжение просело до 280 Вольт и на выходе закономерно 190Вольт. Видать совсем китайский инвертор не вытягивает. Ну ладно, ему простительно, ведь у него внутри нарушены все возможные правила построения ИИП(нет выходного дросселя, длинные линии управления мощными полевиками, спараллеленные диоды выпрямителя без выравнивающих резисторов, нет нормальных снабберов). Но ранее я его нагружал 1КВт по выходу мод.синуса и он тянул без проблем. Настало время подключить лампу 1КВт. Тест с такой лампой интересен в первую очередь тем, что холодная нить имеет очень низкое сопротивление и при включении создается почти КЗ. Короче, воткнул я 2-3 раза такую лампу и схема перестала работать. Причем коротнула сама плата управления по 12В. Скорее всего драйвер.
Заменил я родную(зеленую) плату на синюю, заказанную как запасную. Зеленая мне сразу не понравилась, очень уж подозрительные драйвера IR2110, заклееные наклейкой с иероглифами, под которой невнятная маркировка.

Спойлер

Ну сейчас, думаю, все должно быть хорошо. Погонял на чайнике, попил чайку, добавил плавно мощность до киловатта, все работает, ничего не перегревается. Самое время включить киловаттный "ночничок". 2-3 раза чиркнул и схема потухла, причем потух и китайский инвертор. Все это сопровождалось пиротехническими эффектами. По факту коротнула высокочастотная стойка моста нарезки синуса, далее кз принял на себя китайский инвертор, героически спалив предохранители, естественно, после низковольтных транзисторов. Ущерб вполне поправимый, но чтобы продолжить эксперименты надо понять причину хлипкости конструкции.

У меня несколько версий:

1. Такая сумбурная схема питания драйверов ловит помехи от больших токов на высоковольтном конденсаторе и импульс помехи, проникая на драйвера коротит стойку моста.
2. Низкое напряжение на высоковольтном конденсаторе уменьшает надежность и стабильность схемы. Возможно, надо выставить dead time побольше.
3. Проблема принципиально неразрешима при данном схемотехническом решении(EG8010+ir2110). Ранее я встречал упоминания о нестабильной работе IR2110 в режиме полумоста. Ведь это все же драйвер раздельно нижнего и верхнего ключа, который, при помехах по питанию и управлению может себя повести неадекватно(пустить сквознячок).

После восстановления конструкции и переделки питания ЕГ8010 продолжу "чирканье" лампочкой. Но для начала неплохо бы было разобраться, в чем же причина. А то у меня не так много запасных деталек.


Пока, вместо сгоревших ВВ транзисторов поставлю IGBT и увеличу DT.

[As]

Столько трудов по получению этой самой синусоиды... Я, прям, завидую Вашей настойчивости!
А так ли уж нужна идеальная синусоида? В реальной сети 220 даже обычный осциллограф показывает видимые искажения синусоиды (обычно, в виде заметно приплюснутых вершин синусоиды...), а это значит, что уровень гармоник много более 3% (примерно столько составляет "порог заметности"...). И ни одна бытовая нагрузка от таких искажений не пострадала! А это значит, что уровень гармоник процентов в 10 вполне допустим... А 10 процентов можно получить и от простой схемки, формирующей ступенчатую аппроксимацию из пары постоянных напряжений... Думаю, без формирования "идеальной синусоиды" надёжность прибора будет много выше... Ну, а работать будет не хуже...

[vlasovzloy]

ег должна была в защиту уйти. или у тебя токовый резистор закорочен и не работает цепь

[ars781]

Еще возможно неправильно питать управу егешки от цепи высокого. При кз там напруга упадет и следом будет сбой и в питании управы. А это уже приведет к глюку ирки. И бах...

[nHz]

Столько трудов по получению этой самой синусоиды... Я, прям, завидую Вашей настойчивости!

Я уже пожег ведро лампочек - энергосберегаек от так называемой модифицированной синусоиды. Перегреваются выпрямители, элементарно не хватает охлаждения, они и от чистой синусоиды не в самых лучших условиях по охлаждению.
Импульсные питальники тоже ведут себя по разному. Иные так шумят входными фильтрами, пытаясь погасить неподъемную дозу ВЧ гармоник, что сразу отпадает желание пользоваться прибором.

Вообще, преобразователи не поддерживающие контроль выходного напряжения и выдающие фиксированные уровни на нагрузку по принципу жри че дают могут породить такие процессы в этой нагрузке , что она долго не протянет. Каждый раз задумываться не поплохеет ли твоему прибору от ступенчатого сигнала - слишком накладно. Никогда надо не забывать, что нагрузка-источник это система и если она расчитана на синус напряжения, то корректно она будет работать именно с синусом.

Например, реактивная нагрузка порождает протекание тока не только от источника, но и в источник(при синусоидальном напряжении). Если кормить такую нагрузку импульсами, угадайте во что превратится нереализованная реактивность такой нагрузки? Я уже нагадался.

Для себя я выбор сделал в пользу корректной работы приборов , на той форме напряжении на которое они рассчитаны . Кроме чайника ничего от "неправильной" синусоиды питать не стоит во избежании осложнений. Это мое мнение.

или у тебя токовый резистор закорочен и не работает цепь

Все детали из набора, только вместо резистора шунта китаец положил загогулину из неизвестного сплава, ее сопротивление я не мерял, но вряд ли дело в ней.

неправильно питать управу егешки от цепи высокого.

Питание переделаю, надеюсь поможет. А то совсем какая то нежная схема получается. Лампочкой киловаттной пощелкал и бабах.