Преобразователь 12/220В с синусом на выходе

[Antech]

lalafau
if the volt-second products on alternate half cycles are unequal, core operation is not centered on the origin of the hysteresis loop
Это понятно. Я не думал, что влиять могут даже столь малые неидеальности как отклонения в "скоростях" транзисторов... Значит нужно:
1. Обеспечить сверхбыстрое отключение основных ключей по сигналу токовой защиты.
2. Обеспечить автоматическую балансировку подмагничивания (нулевой постоянный ток через трансформатор), причем эта часть схемы должна быть очень надежной.

Насчет кондерной развязки - это я тоже знаю, но какие же тут кондеры нужны на 100 А среднего тока...

Я понимаю, что я Вам надоел, но... Можно ли сделать более/менее надежный девайс без автобаланса насыщения? Не без защиты, а без автобаланса, т.е. настроили один раз подстроечным потенциометром и не трогаем.
И еще этот токоизмерительный резистор защиты. Резистор в реале можно использовать на постоянные токи примеерно до 5 А. На пульсирующем токе в сотни ампер резистор кажется нереальным... Во-первых, это будет утюг по размерам и нагреву. Во-вторых, он должен быть безиндуктивным, т.е. такой еще найти надо... Поэтому логично смотреть напряжение на открытых каналах. Да, нужна синхронизация (иначе защита сработает при первом закрытии ключа), но можно ли на практике такую идею реализовать "радиолюбительскими" средствами, или нужна очень сложная схема, или есть подводные камни?

[lalafau]

Насчет кондерной развязки - это я тоже знаю, но какие же тут кондеры нужны на 100 А среднего тока...

Пачка MLCC должна долго жить:
http://ru.aliexpress.com/item/Free-ship ... 06886.html

Можно ли сделать более/менее надежный девайс без автобаланса насыщения? Не без защиты, а без автобаланса, т.е. настроили один раз подстроечным потенциометром и не трогаем.

Можно с current-mode контроллерами. При попытке тока потребления выйти за ~110% нормы (торгуемо) рабочая обмотка отключается.
После защитной паузы (dead-time) ток идёт в противоположную обмотку, транс размагничивается, петля гистерезиса центрируется.
Несмотря на то, чего захочется петле обр. связи по напряжению.
Получится подобие автобаланса нуля - токи обеих полуобмоток загнаны в безопасный коридор и бьются об его стенки.

И еще этот токоизмерительный резистор защиты. Резистор в реале можно использовать на постоянные токи примеерно до 5 А.

С чего это?
http://www.mirpu.ru/power/78-icapower/231-sg6521.html
"Если резистор R1=5 мОм, а резистор RI=30 кОм (напомним, что резистор RI подключен к конт.6 микросхемы SG6521), то защита OCP (overcurrent protection) активизируется при величине тока 35А."
и это точно импульсник.

На пульсирующем токе в сотни ампер резистор кажется нереальным... Во-первых, это будет утюг по размерам и нагреву. Во-вторых, он должен быть безиндуктивным, т.е. такой еще найти надо...

Полигон фольги на плате - тоже шунт.
Сигнал с него усиливаем скоростным и одновременно прецизионным ОУ (с малым смещением, например AD8665: 16V питание, 4 MHz GBW, Offset voltage: 2.5 mV max).
У меня при токе 100А и фольге 35 мкм, длине измерительной "дорожки" (полосы) 20мм получилась её ширина 74 мм и приемлемые потери 1,5 Вт.
Полезный 15мВ сигнал намного превышает 2,5 мВ погрешность смещения ОУ.




Калькулятор тут http://circuitcalculator.com/wordpress/ ... alculator/

Это кстати ещё аргумент за многоблочную многотрансовость. Несколько блоков с токами по 10-20А намного проще спаять и отладить без 7 см ширины дорожек, 70 мкм фольги, фарадных кондёров и трудно-раскачиваемых мощных полевиков с Сзатвора >10нФ.

Поэтому логично смотреть напряжение на открытых каналах.

Сложно, мутно, тепловые дрейфы и ВЧ помехи. Готовый многофазный чипсет с motherboard я уже предлагал, выпиливать кусок с 10-ю слоями печатки.

А трансформатор тока проще схемы шунт+ОУ или высокотехнологичных ухищрений с "Rds on lossless current sensing".

[lalafau]

Вот защита "повышалки" по падению напряжения на открытом канале, но для медленной voltage-mode микрухи 3525:
http://akotov.narod.ru/autohifi.html
и мощность там всего 70-200Вт и вых. напряжение ниже нашего искомого 350-380.
Без стабилизации такого Uвых - рванут "банки" и на 450В.
А при попытках стабилизации "бахнут" ключи.
Зато КПД 95%.
За сколько мкс срабатывает токовая защита (C6 тормозить должен) и как её настроить (R14*) - непонятно.

[Antech]

lalafau
Если резистор R1=5 мОм
Понятно что при использовании спец-деталек это возможно. Но тут и резистор нужен почти безиндуктивный (иначе защита сразу сработает на первый же выброс при коммутации ключей), и ОУ не самый обычный... Я имел в виду "обычные наколеночные" способы, без экзотных резисторов, многослоек, заказных плат и "инструментальных" ОУ (не уверен что правильно их называю). У меня фольгированный текстолит, LM358, LM318 и т.п. Поэтому и не уверен насчет больших мощностей. Возможно, хотя бы на 1 кВт или 500 Вт удастся запустить.

На открытых каналах, вроде, проще. Если сопротивление открытого канала 5 мОм, то при токе 100 А нужно измерить напряжение на уровне 0.1 В (2 двухтакта x 1 кВт, 8 транзисторов, одновременно открыты 4). С учетом импульсного максимального тока измерять нужно будет более высокие напряжения, так что это реально при условии некоей борьбы с "индуктивными выбросами". Они будут на чем угодно, даже на миллиметрах ножек транзисторов. Быстрая защита не имеет права на сглаживающий кондер и что делать с этими пичками непонятно, но в случае с резистором явно не проще (его еще и охлаждать нужно, а ключи и так на радиаторе).

Блин, 15 мВ... Я это точно не измерю никогда в импульснике. Не представляю как бороться с помехами и выбросами на паразитках. Я просто не один импульсник маломощный делал на дросселях (buck converter) и видел приколы уже на 0.8 А среднего примерно, а тут 100 А среднего.

Трансформатор тока? ОК, но что если из-за неисправности ключи будут постоянно открыты? Трансформатор тока сработает? Правда, несколькими параллельными проводами надо будет этот единственный "первичный" виток ТТ сделать. Как все сложно...

Насчет баланса... Надо будет подумать... Разумеется, на своей классической элементной базе я не смогу сделать простое решение для хитрого размагничивания, но можно хотя бы паузу предусмотреть. (Как я уже говорил, мне не интересны готовые контроллеры типа "все сделано за нас", у меня хобби связано с самостоятельным проектированием схем из "базовых" деталей не сложнее ОУ, ну без ОУ вообще ничего более/менее сложного за реальное время не сделать).

[lalafau]

Я имел в виду "обычные наколеночные" способы, без экзотных резисторов, многослоек, заказных плат и "инструментальных" ОУ (не уверен что правильно их называю). У меня фольгированный текстолит, LM358, LM318 и т.п.

Тогда и получится аналог дешёвых китайцев по КПД и ненадёжности.
С ежегодной заменой плавких вставок, половины полевиков и раз в 3 года - конденсаторов.

Блин, 15 мВ... Я это точно не измерю никогда в импульснике.

Операционник рядом стоит, раз в 50 усиливает и в микруху current mode контроллера передает гораздо более помехоустойчивый сигнал. LM358 не успевает по скорости, LM318 - напряжение смещения и его дрейф великоваты.

Не представляю как бороться с помехами и выбросами на паразитках.

4 слоя, 70 мкм фольга силовых слоёв?

Трансформатор тока? ОК, но что если из-за неисправности ключи будут постоянно открыты?

Тогда их пытаться закрыть уже поздно, дым пошёл.

мне не интересны готовые контроллеры типа "все сделано за нас", у меня хобби связано с самостоятельным проектированием схем из "базовых" деталей не сложнее ОУ

А микросхемы 555 и 3842 сложнее ОУ по-вашему?
В "радио" 2013 г., №10, стр.24 видели схему?
Киловаттник, К561ЛА7 основной "кирпичик".
Большого железного транса нет, но и защиты повышалки от перегрузок тоже.
Может благодаря гигантским сердечникам трансов ТВС-110.
Их там 4 шт с габаритной мощностью ~500Вт каждый.

P.S. Rds on защита типа "красные каракули" для current-mode ограничителей не подходит - см. описание. И у них триггерный режим работы, возврат из аварийного состояния не автоматически, а кнопкой.

[Antech]

lalafau
Большое спасибо за ценную инфу.
LM358, разумеется, используется только в медленных местах. Для быстрых защит хорошо, если LM318 хватит.

4 слоя, 70 мкм фольга силовых слоёв
Так это же выбросы на индуктивностях, разве слои помогут? ИМХО, там хоть из трубы 32x5 сделай, они все равно останутся Или я неправильно понял? На проводочке длиной 30 мм при каких-то 3 А среднего тока выбросы значительные (хорошо заметны по сравнению с уровнем питания), а этот провод МГТФ "толстый" выдержит и 10 А. Врядли тут в сечении провода причина.

В общем, по "главной теме" получается, что трансформатор тока. Если правильно сделать, то и на моей элементной базе может получиться. Или есть нюансы? Подробнее не готов, надо обдумать...

[Starichok51]

именно, что причина - в сечении. а точнее, не в сечении, а в малом поперечном размере. и индуктивность твоего "толстого" проводника окажется для прямоугольных импульсов недопустимо большой.

[AVE]

Ага, преобразование Фурье против скин-эффекта. Победила дружба!

[lalafau]

Так это же выбросы на индуктивностях, разве слои помогут?

Когда один слой целиком земля, то у каждой паразитной индуктивности (трассы 7 см шириной) есть своя нехилая паразитная ёмкость. И они друга друга частично скомпенсируют, если мы в мегагерцы не полезем при выборе частоты преобразования.

На проводочке длиной 30 мм при каких-то 3 А среднего тока выбросы значительные

Ну взяли вы с RL шунта токовый сигнал с кривыми выбросами на операционник, затем подобрали порог срабатывания потактовой защиты. При перегрузочных токах этот сигнал обязательно вырастет относительно среднего и всё сработает как надо. Не вижу проблемы.

В общем, по "главной теме" получается, что трансформатор тока. Если правильно сделать, то и на моей элементной базе может получиться. Или есть нюансы?

Берёте внутреннюю схему контроллеров UC3825, UCD8220, MAX5069,...(их море разных) и повторяете на 561-й логике. Хоть с трансом тока, хоть с резистором и ОУ.
Если влезет в разумные габариты - напишите.
Меня такой подход привлекает - flyback 12/350В на UC3843 с мощностью 150Вт
http://danyk.cz/menic230_6_en.html

Сжечь трудно, несимметрия невозможна, параллельная работа на общую DC шину допустима.
2 транзистора на выходе 3843 раскачают полевики потолще, т.е. 200-300Вт можно выжать.
Печатку можно нарисовать тут, герберы послать в hqew.net или iteadstudio, они делают платы хоть на 10 слоях.
Нам хватит двухсторонних с толстой фольгой и металлизацией отверстий.

P.S. Ещё схемы с мягкими режимами переключения (ZVS, etc) увеличивают КПД и надёжность ценой усложнения, но готовых таких конструкций на 12-24В, >500Вт не встречал. Кто знает - скажите.
И гугление "fully protected push-pull current-fed DC-DC converter" схем с печатками не выдаёт.

[Jorg63]

lalafau!
Схема простая,но для определенных нагрузок.Как например газовый котел не пойдет.Будет пергреваться и шумно работать двигатель насоса да и турбина в турбированных котлах очень быстро тю-тю..Это вариант что все же стартанет котел.Но может ваще не запуститься по причине что электроника котла глюканет.

[lalafau]

Схема простая,но для определенных нагрузок.Как например газовый котел не пойдет.

Из той схемы берётся свёрхнадежная первая ступень повышения DC/DC 12/350В.
Их легко параллелить хоть 10 шт. на общий банк конденсаторов много тыс. мкф * 400-450В.
А к нему вешается формирователь синуса, меандра, пилы - кому что нужно.
Можно например собрать плату EGP1000W:
http://ru.aliexpress.com/item/Wholesale ... 21002.html

А все упомянутые в этой теме DC/DC на ВЧ пуш-пуллах с медленными voltage-mode контроллерами (TL494, SG3525) склонны к случайным сгораниям полевиков.
Чем выше мощность - тем меньше их запас прочности.

[Antech]

Jorg63
Да, тут речь была о первой ступени двухступенчатого. Вторая ступень должна быть проще: два D-класса на ток менее 10 А, это уже "обычные" токи. Нужно позаботиться о пресечении сквозняка и безопасности при 350 В для девайса и юзера, а 100-амперных фишек на высокой стороне, вроде, не должно быть.
У меня случайно мой лабораторный БП (buck converter, номинал до 3 А) при настройке поработал примерно секунду на 12 А и только токовый резистор "обгуглился" (потемнел). Заменил на более мощный. Остальное тогда осталось живое (да и резистор потемнел только). Там, разумеется, запас по току ключа более чем на порядок (IRF1010Z), но зато дроссель без зазора (так было конструктивно удобнее, Epcos R=29 из N87, сечение кольца большое). На тестах ток через дроссель был вменяемый, но пульсации этого тока, естественно, больше, чем если бы там был дроссель с зазором. И вот, 12 А среднего тока - девайс отработал около секунды без последствий для ключа (думаю, при превышении тока ключ накрылся бы явно быстрее, а он живой остался).

lalafau
Starichok51
Т.е. фишка толстых проводников - в скин-эффекте, а плоских дорожек - в компенсации выбросов за счет параллельных паразитных емкостей? ОК, спасибо.

Насчет токового трансформатора (ТТ). Если я правильно понял... Напряжение на его второй обмотке будет пропорционально производной от тока в первой. При насыщении производная от тока намного больше, чем при нормальной работе (если не ошибаюсь, в данном случае при нормальной - линейно возрастающая, при насыщении - типа экспоненты резко вверх). Поэтому при насыщении на выходе ТТ (на его вторичке) будет заметно большее напряжение, чем при "normal flow of operation". Правильно, или я где-то ошибся?

[denvik]

Ув, константин_KoSS_89, хочу повторить Вашу схему и есть вопрос. Правильно ли я понял, что фьюзы Тини85 должны быть: Low-51, High-DF ?

[константин_KoSS_89]

http://www.engbedded.com/fusecalc калькулятор
Фьюзы должны быть такими

Спойлер

Единственное Reset нужно програмировать в самую последнюю очередь, когда всё проверите и настроите, на работу инвертора это практически не отразится (само собой светодиод гореть не будет и в ждущем режиме нижние полевые транзисторы будут всегда открыты, подтягивая первичку к массе.)
ATtiny85 можно без потерь в коде заменить на ATtiny45 и с небольшим урезанием таблиц на ATtiny25. Можно попробовать написать тестовую прошивку для тини13 , но там в место табличного перебора напряжение на выходе будет регулироваться в небольших пределах путём изменения времени прохождения волны и паузы между волнами

denvik В ваших фьюзах включён делитель на восемь. Нужно выключить! Reset в последнюю очередь!!!

[Vasilius]

Для тех кто собирает преобразователь по схеме из статьи. Выкладываю схему генератора синуса на SG3525. Это позволило избавиться от двух корпусов логики. Схема проверена в железе и пока работает как самостоятельный узел. SG3525 стабильно работает на частоте 100Гц, ложных срабатываний внутреннего триггера не замечено.

[Sergei Nizovcev]

Для тех кто собирает преобразователь по схеме из статьи. Выкладываю схему генератора синуса на SG3525.

В этой схеме можно вместо LM324 заменить на TL074 или TL084 ?

[Vasilius]

Не пробовал. Обе ИМС общего назначения, но у LM324 на входе стоят биполярные транзисторы, а у TL074, 084 полевые. Как они поведут себя в фильтре не знаю. В других конструкциях их можно менять между собой. Под рукой нет этих ИМС, а так бы проверил, она у меня в панельке стоит. А чем LM324 не понравилась, она дешевле TL074.

[Sergei Nizovcev]

. А чем LM324 не понравилась, она дешевле TL074.

У нас в продаже нету LM324 а TL074/84 у меня есть.

[Vasilius]

Посмотрите здесь http://radio-hobby.org/modules/analog/lm324 аналоги LM324, может найдете. А если нет то только опытным путем пробовать.

P.S. Нашел сообщение где выкладывали схему генератора синуса на TL074 http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic. ... 7#p1230047 , так что скорей всего работать будет. Блин, так вы же эту схему и прогоняли в Микрокапе 2 года назад, сообщение ваше.

[Starichok51]

LM324 можно заменить на 2 штуки LM358.