Приветствую, уважаемые форумчане! Задался целью собрать импульсный блок питания, с целью использования его, как зарядного устройства и параметрами по выходному току и напряжению 18А и 17В( при возможности, в дальнейшем переделать на 34В). Конечно, есть уже много готовых схем, особенно переделок комповых ИБП, но захотелось, сразу, пойти своим путём...
За основу схемы была взята конструкция немецкого регулируемого источника питания SPS 9001.
Попался в сети такой мануал. ШИМ выполнен на SG3525, задатчик-регулятор тока на LM358, также там имеется схема цифрового ампер-вольтметра на ICL7107 и...схема регулятора оборотов вентилятора - полный набор.
И вот, запустив каждый из блоков схемы по отдельности, пришло время подать сигналы управления на затворы транзисторов моста и запитать сам мост.
Оговорюсь сразу, в приведённой схеме прибора, сигналы управления на затворы силовых транзисторов поданы по следующей схеме: верхнее плечо управляется от обмоток ТГР, нижние - напрямую с выходов контроллера SG, через резисторы....в затворах нет даже защитных стабиллитронов, просто 33Ом последовательно и резистор затвора(можно назвать его "гридлик"
) 3,3кОм. Делать управление по такой схеме - сразу отказался, из-за её элементарности и, насколько я понимаю, вынужденной гальванической связи по питанию высоковольтной части моста и схемы упрпвления (силовая шина моста подвязана резисторами в 470Ом с "+" и "-" питания схемы контроллера). В исходной схеме используются силовые BUZ326, Я же поставил IRF840. Cхему управления(драйвер) решил сделать полностью на ТГР, при том, умощнить выход SG драйвером на транзисторах КТ972/КТ973. Во многих обсуждаемых сварочниках эта часть выполняется на n и р-канальных полевиках. Ну, и во вторичной цепи обмоток ТГР, вместо банальных резисторов, если не ошибаюсь в "определённых кругах" называемых "печками", поставил транзистор BC327, два диодика(первый 1N5819, после которого нагрузка 430Ом, а далее 1N4148) и на затворе IRF "встречные" стабиллитроны на 15В. Как я понимаю - это упрощённая схема, именуемая драйвером COLTa.
Приведу параметры намотки изготовленного ТГР. На кольце 32мм 32витка МГТФ 0.07(первичка) и между её витками уложено, сложенным вчетверо проводом ПЭВ 0,33, 38витков вторичек.
Силовой импульсный тр-р сделан на сложенных вместе четырёх кольцах 45мм. В первичке 76витков диаметром 0,8мм, а во вторичке 7витков, намотанных в 4 провода д. 1мм.
Рабочая частота пробразователя около 30кГц.
Схема управления - задатчика тока и напряжения на LM358 была проверена отдельно, путём подачи сигналов, имитирующих уровни тока и напряжения, при этом превышение их порогов приводило к изменению скважности на выходах контроллера, т.е. эта часть, пока, вопросов не вызвала. Естественно сейчас её входы не задействованы.
Первое включение, силовой части моста, проводил путём подачи переменного напряжения около 44В.
Теперь к самому главному, что получилось! Приведу осциллограммы сигналов.
Сигнал на вторичных обмотках ТГР. В данном случае его первичная обмотка подключена НАПРЯМУЮ(через 10Ом на каждом выводе) к SG.
Это уже, непосредственно на самих затворах полевиков моста.
А, вот это сигнал на затворах, но когда ТГР подключён через развязку на парах КТ972/973. Вершина стала плоской но появился выброс на фронте, который в данном случае даже "придавлен" 4,7нФ, которые включены параллельно диодам Шотки, между б-к(база-корпус) КТ973. Это уже моя личная "инициатива".
Масштаб на этих фото 5В и 10мкс дел.
И так, при запуске на 44В, силовые транзисторы стали подозрительно нагреваться до 45 градусов(каждый на отдельном стандартном радиаторе HS-///, что-то около 35ммх35мм). Тестер же показывал потребление тока по цепи ~44В - 0,21А.
Посмотрел напряжение на выходе моста(первичная обмотка Тр-ра) И возник вопрос, а "мёртвое время" куда делось???
Вертикальные, как " по линейке" фронты, а как же "полочки" dt?
Масштаб на осциллографе 20В и 10мкс дел.
Ну, и совсем непонятная мне "загогулина" была на вторичной обмотке, после которого стоит мост из параллельных диодов ШОТКИ, с "дежурной"(минимальной) нагрузкой в 330Ом 5Вт. Трансформатор немного греется, хотя он почти на холостом ходу и имеет такой запас, как по габаритной мощности(1400Вт), так и число витков в его первичке - тоже несколько избыточно...
Масштаб 1В дел
Ну, и эту часть экспериментов, для убедительности, закончил "Бахом", подав на мост полную силу в 220В. 5сек и вспышка предохранителя
. "Ушли" два транзистора, по "диагонали"
Ладно, решил, ради "опытов" оставить минималистскую схему управления затворами: первичка ТГР через 10Ом(на каждый выход SG), со вторичек, просто через резистор в 20Ом и 430Ом(гридлика), ну и оставить, защищающий затвор,двунаправленный стаб.
Фоток в этом состоянии не сделал, но убедился, что "приблуда" в затворе, с доп. транзистором и диодами, делает фронты - действительно вертикальными
Но, и в то же время, убрав эти полупроводники из затворов.....выравнялись в одну линию, близкую к "0" уровню, полки "мёртвого времени", имеющие до этого "разбежку" относительно центра(вверх и вниз) до 1,8В, каждая. Уложить эти отрезки времени dt на один уровень, никакими иными способами не получается. Даже ТГР перематывал до 45витков(вместо 32первички) - только проявился больший выброс и переходной процесс, ну и спад горизонтальных вершин импульсов уменьшается, что логично. Правда и намотка большего числа витков на кольцо вызывает большие неудобства в укладке, да и число витков во вторичке(в обоих вариантах) приходится делать чуть большим, чем в первичной, иначе амплитуда импульса несколько не дотягивает и до 10В.
Ну, и решил ещё раз подать полную силу, с максимально облегчённой схемой в затворах(остались: ТГР, резисторы и стаб. затвора)....И, опять
После чего, восстановил
изначальную схему управления затворами: с "разрядным транзистором", диодами, а потом и ТГР подключил к контроллеру через транзисторный драйвер-развязку.
Следующим этапом отпаял первичную обмотку импульсного транса и нагрузил мост на лампочку в 36В и 0,12А.
Вот что получилось
Масштаб 20В дел
Вот что-то похожее на это, я ожидал и увидеть на первичной обмотке, при её подключении к мосту. Подобие "мёртвого времени" стало прорисовываться, в данном случае, ещё ввиде излома фронта-спада. Да, и радиаторы транзисторов стали абсолютно холодными!
Так, а теперь, если подать полное напряжение 220В и нагрузить мост на лампочку 220В и 15Вт...?
Подал....
Предохранитель и транзисторы не вылетели!!!! Правда, я ожидал, что радиаторы тоже останутся ХОЛОДНЫМИ, т.к. ток такой нагрузки ещё меньше. Но, они разогрелись градусов до 45-50
Мощность зависит от сопротивления канала(падения на нём) и тока, а тут получилось, что и от общего напряжения, приложенного к мосту и, соответственно, к его транзисторам....??? Чтобы посмотреть сигнал на 15Вт лампе при 220В - нужно срочно отыскать в хламе делитель или самому сделать, на крайний случай
Решил продолжить нагружать мост(при его питании 44В), увеличив ток в его нагрузке до 0,67А, а потом и до 0,8А.
Масштаб 20В дел.
Радиаторы, если и нагрелись, то не более чем до 30 градусов. Ну, и сама форма сигнала стала похожа на ту, которую я и предполагал увидеть, если в качестве нагрузки моста будет выступать ПЕРВИЧНАЯ ОБМОТКА ИМП. Тр-ра., ну, разве что, с добавлением ещё "пичков" переходного процесса на фронтах. Хотя, цепочка ввиде резистора в 120Ом 4Вт и 680пФх1,5кВ, шунтирующая первичку, установлена. Каждый транзистор - тоже шунтирован подобным конденсатором и диоды выходного моста во вторичной цепи запараллелены цепью из 62Ом 2Вт и 1000пФх1,5кВ.
Вот, собственно и вопрос, в чём проблема, при управлении силовыми транзисторами моста? При каких условиях они будут нормально управляться при подключённом силовом импульсном Тр-ре и полном напряжении питания в 220В, а не в 44В?
P\S Добавил схему источника питания SPS9001