Evgeny  |
Отправлено: 06 Апреля, 2008 - 20:18:25 
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
4EPHO6bIJIb пишет:Я вот подумал и решил замутить прямоходный мостовой преобразователь, пригодный как для заряда кондеров так и для питания любой нагрузки(проще говоря неубиваемый как сварочник,с высоким кпд, повышающий)
На flyback.org (не смотря на название  ) очень много прямоходных схем, но к сожалению они в виду своего назначения "дугопускания" не очень хороши (ну что это за преобразователь если у него на холостом ходу ток потребления 10 ампер) и неимеют "умной" защиты как в импульсных сварочниках.
Так вот вопрос у меня очень обощенный: как там выделяется/гасится/рекуперируетс я выброс самоиндукции и можно ли при использовании ШИМ нормально заряжать кондеры мостом? Будет ли кпд порядка 90%+ ?
Обобщённый ответ: если подразумевается использование для койлгана, то есть преобразователь будет повышающий (в 30 раз и более), питаться будет от низковольтного аккумулятора (12 Вольт и менее) и нагрузкой будет заряд конденсатора, то КПД прямоходового (всё равно какого - однотактного, двухтактного, мостового, полумостового и т.д.) не будет выше, чем у обратноходового. Но и ниже тоже не будет.
Примерно одинаково.
Причина тут не в типе преобразователя, а в совершенно объективных технических проблемах. Например, в преобразователе любого типа есть транзисторный ключ. На нём возникают статические и динамические потери. Они будут в любом типе преобразователя. Ключ в любом случае должен иметь малое открытое сопротивление. В любом случае ключ надо быстро открывать и закрывать.
В любом преобразователе нужно выпрямлять выходное напряжение диодом. На открытом диоде будут какие-то потери. В любом преобразователе будет трансформатор со своими потерями и т.д.
Считается, что в общем случае на постоянной нагрузке прямоходовая схема имеет чуть более высокий КПД по сравнению с обратноходовой. Но на меняющейся нагрузке (заряд конденсатора) такого преимущества уже нет. Также можно сказать, что на меняющейся нагрузке у обратноходового КПД будет чуть выше, чем у прямоходового.
То есть с точки зрения КПД для нашей конкретной задачи - заряд конденсатора, однозначно нельзя утверждать, какая схема будет наилучшей, хотя некоторое преимущество всё же есть у обратноходового преобразователя, благодаря принципу его работы и особенностям требований для преобразователя в койлгане (высокой кратности повышения напряжения).
Трансформатор любого типа имеет какую-то индукцию рассеяния, какие-то потери в сердечнике и в обмотке.
В любом типе преобразователя присутствуют коммутационные переходные процессы. Диоды переключаются с каким-то временем открытия и закрытия. Потому в любом типе нужны снабберные цепочки. Они будут разными, но подавлять импульсные помехи при переключении транзисторов приходится и в обратноходовом, и в прямоходовом преобразователе.
Но есть ещё некоторые особенности. Прежде всего, для быстрейшего заряда конденсатора в преобразователе любого типа нужно обеспечить постоянное потребление мощности от источника питания, так как в мобильной конструкции аккумулятор не имеет запаса по отдаваемому току. То есть если аккумулятор может отдавать 10 Ампер, то эти 10 Ампер и надо брать с него во время заряда выходного конденсатора. И ток потребления должен быть 10 Ампер и в начале заряда конденсатора, и в конце заряда. Именно тогда и будет наименьшее время заряда - такое, на которое способен аккумулятор. По этой причине не оченьхорошо работает обратноходовой преобразователь с адаптивным временем прямого и обратного хода, имеющий датчики тока в первичной и вторичной цепях и формирующий оптимальные времена обоих полуходов. При разной степени заряда конденсатора такой преобразователь потребляет от аккумулятора разный ток.
Если преобразователь двухтактный (или однотактный прямоходовой), то для его нормальной работы на конденсаторную нагрузку поребуется управление с помощью ШИМ. Это вполне позволит безопасно работать преобразователю, защитить его от КЗ по выходу. Но изменение режима с помощью ШИМ не должно изменять мощность преобразователя. То есть ток потребления желателен постоянный во время всего цикла заряда.
Я пробовал использовать двухтактные преобразователи. По моему мнению в них точно такие-же ограничения и проблемы, что и в однотактных. На двух обычных полевых транзисторах хорошо и просто получается 100 Ватт с небольшим трансформатором на колечке и ШИМ по току. То есть снова те же 50 Ватт на один транзистор, что и в обратноходовом. Если мощность пытаться получить выше, то начинаются проблемы, которые не то, чтобы очень сложные, но на мой взгляд, кропотливо решаемые. Если уж обратноходовой 50 Ватт на одном транзисторе вызывает при повторении затруднения, хотя расписан уже вдоль и поперёк вместе с методиками проверки и настройки, то получение более 50 Ватт от одного транзистора я не решился предлагать, так как на вопрос "Почему мой преобразователь греется и перегорает" в этом случае мне нечего будет ответить, кроме как "а мой не перегорает, потому что в нём всё тщательно подобрано и настороено".
Резюме: преобразователь с высоким КПД получается не путём изменения принципа, выбора двухтактного или однотактного и т.п., а просто более аккуратным изготовлением и хотя бы минимально необходимой настройкой. Если возникают проблемы - они на 99% вызваны либо ошибками сборки, либо какими-то изменениями в схеме, сделанными не от большого ума. Например в преобразователях Псков и Псков-М имеется режим пониженной мощности при снижении питания. Уберите его, как делают некоторые при повторении этой, и без того несложной конструкции, - и получите режим непрерывных токов и его проблемы при начале каждого заряда конденсаторов и т.д.
-----
Евгений В. |
| |
|
| 4EPHO6bIJIb |
Отправлено: 06 Апреля, 2008 - 22:24:08
|
Сообщений всего: 88
Дата рег-ции: Июль 2007
|
Ну про то что кондер неудобная нагрузка это конечно понятно.
Я захотел сделать мост чтобы иметь хороший преобразователь для опытов как с гауссом и мпульсными лампами, так и "дугопусканием", нагревом дугой некоторых трудно поджигаемых веществ. Эдакий сварочник наоборот (с повышением напряжения).
Конечно можно применить флайбак, но выбросы саминдукции в нем нельзя никак рекуперировать в отличие от прямохода.
В прямоходе-то обратный ход ненужен и все что выходит из транса когда ключ закрыт можно через другой ключ направить на зарядку входного кондера фильтра и акума питания("в школе преобразователей" это называется косой полумост).
Так же напряжение на выходе обратнохода очень сильно гуляет - если нагрузка больше чем надо то он переходит в режим неразрывных токов и 60% кпд, а если она меньше чем надо то кпд 80-90%,но преобразователь работает нестабильно из-за прерывистого сигнала контроля напряжения(никаких проблем кроме неприятного шипения от этого нет).
В принципе любую топологию преобразователя можно довести до ума, только я вот если уж собирать что-то "на века" то надо брать лучшее. С ШИМ и датчиками тока со всех сторон я думаю лучшим решением будет прямоход.
По поводу вашей системы пониженной мощности - она срабатывает как защита по току, только работает по напряжению питания. Если кто-то будет питать ваш преобразователь от свинцового акума на 7.2Ач (как я) то такой акум будучи хорошо заряженым отдаст 20 ампер в нагрузку без существенного падения напруги. Режим неразрывных токов действительно наблюдается в первые секунды (для небольших емкостей доли секунд). При наличии даже маленького радиатора можно подумать что все отлично - транзистор то еле теплый, но если заряжать емкость поболее то в первые секунды транзистор просто раскаляется (разумеется это если нет датчика тока).
Теперь что мне непонравилось и порадило сомнения насчет верности обратноходного пути. Я гонял преобразователь с датчиком тока(при работе на кондер я насчитал около 90% кпд с этим самым преобразователем) на лампу накаливания 75 ватт - больше мощности преобразователя. Кпд в таком режиме был 50-60%. Транзистор теплый, но не сильно - резистор демпфера просто обжигающий. Очевидно вторичка не могла размагнитить сердечник в одиночку и ей "помогла" первичка с демпфером. Это при работающем-то датчике тока.
Так вот в случае перегруза обратнохода даже ШИМ не спасет ситуацию - слишком поздно что-то делать, когда ключ и так закрыт, но через мгновение вновь откроется. А вот в прямоходе энергию обратного хода можно вполне нормально вернуть не превращая в тепло.(Отредактировано автором: 02 Апреля, 2008 - 18:55:53) |
| |
|
| Evgeny |
Отправлено: 07 Апреля, 2008 - 00:29:51
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
4EPHO6bIJIb пишет:Теперь что мне непонравилось и порадило сомнения насчет верности обратноходного пути. Я гонял преобразователь с датчиком тока(при работе на кондер я насчитал около 90% кпд с этим самым преобразователем) на лампу накаливания 75 ватт - больше мощности преобразователя. Кпд в таком режиме был 50-60%. Транзистор теплый, но не сильно - резистор демпфера просто обжигающий. Очевидно вторичка не могла размагнитить сердечник в одиночку и ей "помогла" первичка с демпфером. Это при работающем-то датчике тока.
Я не сталкивался с такой ситуацией. Обычные обратноходовые преобразователи, без датчика тока, у меня не сильно греются - в них теплый транзистор и теплый резистор в снабберной цепи. Режим работы - непрерывные выстрелы - то есть заряд конденсатора до нормы, сразу же выстрел и новый заряд и т.д. Но почти во всех системах, с которыми я использую обратноходовой преобразователь, после выстрела в конденсаторе что-то остаётся, возможно поэтому режим непрерывных токов не проявляет себя, так как заряд конденсатора от нуля происходит только при первом выстреле.
Например, корпус М200 при непрерывных выстрелах нагревается примерно также, как и никель-кадмиевый аккумулятор, от которого этот преобразователь питается.
Соорудить в таких же габаритах аналогичный по параметрам и цене двухтактный мне не удалось. Он получился чуть больший по мощности (120-130 Ватт на двух транзисторах), показался мне более сложным из-за датчика тока (я ставил токовый трансформатор), грелся немного сильнее однотактного и имел габариты больше, чем половина от М200. При дальнейших попытках увеличить мощность двухтактного я пришёл к необходимости ставить по два транзистора в каждое плечо (то есть использовать 4 транзистора) и применять более дорогие и быстрые диоды (обычные FR207 тут уже не справлялись). В результате преобразователь получился слишком большой. Хорошего КПД я не достиг - двухтактый преобразователь довольно сильно грелся. Тогда я вернулся к отработанной схеме однотактного, соединив вместе 4 штуки в преобразователе М200. Результат меня устроил.
Была ещё попытка значительно уменьшить М200, применив экзотические дорогие и качественные детали, оставив два трансформатора вместо четырёх, два транзистора. Результата я, к сожалению, не добился. Правда крест на этой затее я не поставил и возможно вернусь ещё к ней в том или ином виде - то есть максимально улучшить однотактный обратноходовой и попытаться вытянуть 100 Ватт с одного транзистора, используя двухтактный контроллер для управления двумя противофазно работающими обратноходовыми каналами. В версии SMD-компонентов это позволит ещё уменьшить габариты при той же мощности (мне нужно минимум 200 Ватт). Но пока сделать такой преобразователь у меня не получилось. Попробуйте двухтактный - может и выйдет чего.
-----
Евгений В. |
| |
|
| Evgeny |
Отправлено: 07 Апреля, 2008 - 10:58:26
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
4EPHO6bIJIb пишет:Ух ты. Она же походу UC3825 которую я подумовал заюзать. А схемки нету? Схема, взятая за основу, в архиве. Собирал без бустера.
Скачать файл: bbl.zipСкачан раз: 2241
-----
Евгений В. |
| |
|
|
www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала » Архив (только для чтения) » Преобразователи напряжения (Модератор: нет)
Описание: Продолжение
.
