Источники электропитания

Добро пожаловать на форум персонального сайта http://www.moskatov.narod.ru
Текущее время: 21 окт 2018, 11:06

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Питание драйвера верхнего ключа
СообщениеДобавлено: 04 июл 2011, 19:16 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 июл 2010, 16:41
Сообщений: 382
Настоящая тема актуальна не только при бутстрепном питании драйвера верхнего ключа, но и вообще затрагивает питание оного.
Цель темы: обменяться опытом и, если хватит «серого», сотворить что-либо простое, доступное по цене и для повторения форумчанами, не имеющими большого опыта конструирования в силовой электронике, но желающих что-либо изготовить самостоятельно. Тем более, сегодня глянул в «Чип и Дип» цены на DC/DC преобразователи и ужаснулся. Самый простой, со средними характеристиками, стоит не менее 450 руб. за 1 шт. :roll: Не думаю, что каждый отважится ущемить семейный бюджет на тысячу руб. для ваяния «косого» или п/моста.
Но, как говорится, ближе к телу, т.е. делу. :lol:
Моделируя лабораторный ИИП (классический полумост) столкнулся с проблемой питания драйвера верхнего ключа, используя бутстрепный принцип. Суть принципа – заряд конденсатора в цепи питания драйвера через развязывающий диод, когда открыт нижний ключ. Всё бы ничего, но при коротких импульсах (десятки - сотни наносекунд) конденсатор недозаряжается и, как следствие, запасённая энергия и напряжение малы, что может привести к катастрофическим последствиям, особенно при переключении MOSFET на больших частотах. Ситуация возможна при КЗ, когда ШИМ укорачивает импульсы и при ХХ (одиночные и пачки коротких импульсов), когда работает ОС по напряжению.
Размышляя над решением задачки, вспомнилась статья об использовании принципа «летающего» конденсатора в БП (журнал «Радио» многолетней давности). Принцип простой. Когда замкнуты ключи S1 и S2, а S3 и S4 разомкнуты, «летающий» конденсатор С2 заряжается от источника тока V1 напряжением 20В. И наоборот, когда S3 и S4 замкнуты, ключи S1 и S2 разомкнуты «летающий» конденсатор С2 разряжается на конденсатор С3 и сопротивление нагрузки R1 (имитируют конденсатор в цепи питания драйвера и в суррогатном виде нагрузку затвора IGBT или MOSFET). Ниже приведены рисунки модели и результатов моделирования.
Модель в "прицепе".
Рисунки сверху вниз:
1. Напряжение на генераторе, управляющего ключами S1 и S2, S3 и S4.
2. Ток S1 - заряд «летающего» конденсатора С2.
3. Напряжение на «летающем» конденсаторе С2.
4. Ток S3 – разряд «летающего» конденсатора С2, заряд конденсатора С3, питающего нагрузку R1 (100 Ом).
5. Напряжение на нагрузке.
6. Ток нагрузки.

Вложение:
Комментарий к файлу: Модель
Model.png
Model.png [ 14.53 Кб | Просмотров: 67 ]


Вложение:
Комментарий к файлу: Импульсы
Impulses.png
Impulses.png [ 14.38 Кб | Просмотров: 69 ]


IMHO, принцип «летающего» конденсатора можно использовать для питания драйвера верхнего ключа, проводя заряд конденсатора драйвера в паузе импульсной последовательности. Ключи переключения «летающего» конденсатора управляются используемым в управлении штатным ШИМ.
Заинтересованных форумчан приглашаю к обсуждению. Может есть уже готовые, более изящные решения, а я изобретаю велосипед. :oops:
Может оказаться и так, что предложенное не стоит «выеденного яйца» ввиду усложнения обвязки драйвера, супротив существующих стандартных схем.

Посты участников дискуссии:
VVS_ писал(а):
Я всегда соединял "+" летающего конденсатора с плюсом высоковольтной шины питания через резистор порядка 47 - 100 кОм (главное, чтобы ток потребления драйвера компенсировал), а параллельно нижнему ключику аналогичный 47 - 100 кОм подбирал. В случае плавного старта управления, к моменту подачи ШИМ, емкость уже заряжена. А если условия не позволяют ткнуть резисторы или драйвер прожорливый (оптика, например), тогда только DC/DC конвертером на эту емкость подпитка.
В общем, из за этого геморроя применяю только трансформаторные драйверы. Но в случае, если надо формировать синусоиду или иные сигналы с постоянной составляющей, тогда оптика с конвертерами для верхних ключей.
Однако тут проскакивала гениальная идея трансформаторного драйвера, способного передать постоянную составляющую. Это драйверный трансформатор, питающийся от двухтактной управляющей цепи, а перед затвором сигнал выпрямляется и получается серия однополярных импульсов с паузой с широченным диапазоном D.
proba писал(а):
Для предотвращения подобной ситуации многие разработчики применяют блокирование работы полумоста в случае снижения питания верхнего или нижнего драйвера ниже 8 - 9 вольт. Например, IR2155
VVS_ писал(а):
Оптика тоже затыкается, если меньше 10 вольт. Но это останавливает работу инвертора, или провоцирует инвертор выдавать что попало, вместо того, что надо. Питание должно быть надежным.


Вложения:
в БП.asc [2.4 Кб]
Скачиваний: 207

_________________
Всё в мире параллельно и перпендикулярно, а что не параллельно и не перпендикулярно, то – валяется (ДМБ)
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Питание драйвера верхнего ключа
СообщениеДобавлено: 04 июл 2011, 19:46 
Не в сети

Зарегистрирован: 29 июл 2010, 22:24
Сообщений: 9
Maikl писал(а):
Самый простой, со средними характеристиками, стоит не менее 450 руб. за 1 шт. :roll:

Есть и подешевле. Проходная ёмкость 8 пикофарад:

Изображение


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Питание драйвера верхнего ключа
СообщениеДобавлено: 04 июл 2011, 20:00 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 июл 2010, 16:41
Сообщений: 382
proba писал(а):
Есть и подешевле. Проходная ёмкость 8 пикофарад

Не-е-е... такие, в 165 гр., не прокатят. :lol: Явно стоит 50-ти герцовый трансформатор с какой-нибудь КРЕНкой. :wink:

_________________
Всё в мире параллельно и перпендикулярно, а что не параллельно и не перпендикулярно, то – валяется (ДМБ)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Питание драйвера верхнего ключа
СообщениеДобавлено: 04 июл 2011, 23:24 
Не в сети

Зарегистрирован: 29 июл 2010, 22:24
Сообщений: 9
Maikl писал(а):
Не-е-е... такие, в 165 гр., не прокатят.

Ну будет аппарат на 165 грамм (а если отбросить лишнюю "бижутерию"), тогда на 100 грамм тяжелей - и что из того?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Питание драйвера верхнего ключа
СообщениеДобавлено: 05 июл 2011, 05:14 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 июл 2010, 16:41
Сообщений: 382
proba писал(а):
Ну будет аппарат на 165 грамм (а если отбросить лишнюю "бижутерию"), тогда на 100 грамм тяжелей - и что из того?

А если мост с "баянами" из мощных MOSFET? IMHO, 165 гр. никак не обойтись. Да и габарит неприличен. :wink:
P.S. Кое-какие мысли созрели. Надо додумать и крутануть в симуляторе, сотворить на макете и, если всё будет OK, - в боевое "железо". :D

_________________
Всё в мире параллельно и перпендикулярно, а что не параллельно и не перпендикулярно, то – валяется (ДМБ)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Питание драйвера верхнего ключа
СообщениеДобавлено: 11 июл 2011, 17:14 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 09 май 2011, 17:53
Сообщений: 96
Я на днях испытал обратноходовой ИИП (схема в ветке по моему зарядному устройству), в плане как ведёт себя дополнительная обмотка, нестабилизированная. Я полагал что напряжение на ней должно "плавать" в приличных пределах при изменении нагрузки как на основной, так и на дополнительной обмотках. Оказалось, что напряжение плавает всего около 0,5 В, при нагрузке основной обмотки на ампер с "гаком" (точно не помню, так как грузил обмотки в разных режимах и разной последовательности, результаты записал на бумажке, которая потом "затерялась" где-то, а я сейчас далеко от дома (спину "рихтую" :)), и нет возможности провести испытания по новой, но для себя сделал вывод, что можно просто делать дополнительные обмотки на трансформаторе.

_________________
Дорогу осилит идущий...


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB
Copyright © Aiwan. Kolobok smiles