УСТ. ДОНАЛЬДА СМИТА или Проверка Импульсных Технологий

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Энергетика! / электростатика / УСТ. ДОНАЛЬДА СМИТА или Проверка Импульсных Технологий

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 127 128 129 130 131 Next>> новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 12-02-2018 21:56
... MOSFET транзисторов - мощных полевых N-канальных транзисторов с изолированным затвором.

Kraft , приветствую Вас! Честно говоря, уже и не надеялся, что дадите о себе знать .
А почему N-Mosfet, для примера взяли? Да, есть уже по настоящему высоковольтные (4,5 кВ) экземпляры ...
Но! В верхнем плече с индуктивной нагрузкой.... Как заставить корректно работать?
Точнее, если все по правилам (вентильно-ёмкостной обвес) - работает как в учебнике, но ведь суть того, чего хотим от связки "ключ - БД" - убита этим обвесом.

Здравствуйте ralex. Плотно был занят, не до форума было дело, да и сейчас не особо свободен, однако с ключом надо порешать, это то на чём я в своё время сделал остановку и по объективным причинам не смог продолжить. Всё таки интересно его запустить, тем более что у Вас есть возможность эксить, у меня, к сожалению, на данном этапе такой возможности нет.
Продолжу: я как раз предлагаю вообще избавится от MOSFET-та, поскольку из-за технологического диода напрочь убивается работа БД, из-за гальванического и емкостного шунтирования последнего. Как Вы совершенно верно заметили, "обвес" не даёт нам запустить дроссель в желаемом режиме, а нам именно надо свойство "система замкнута - система разомкнута" без шунтирующего действия ключа в закрытом состоянии.
Первое что пришло на ум, классическая схема с трансформатором, это конечно архаика, зато хорошая развязка.

Обычные не слишком высоковольтные транзисторы, которые, как известно более быстродействующие по сравнению с высоковольтными, запускаются одновременно с обмоток связи трансформатора. Причём при закрывании, полярность тока на базах меняется на противоположную, что положительно сказывается на скорости закрывания такого ключа.
Управляется всё это хозяйство полно-мостовой схемой реализованной на комплементарных эмиттерных повторителях У1 и У2, сигнал управления на один из повторителей подаётся в инверсии.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 13-02-2018 22:12
Подобный составной ключ с использованием трансформатора, кроме достоинств в развязке, также имеет и ряд недостатков, так, к примеру, невозможность работать на частотах ниже 10кГц из-за свойств трансформатора, зависящих от индуктивности обмоток и самого материала сердечника. Также ограничение скоростных характеристик, связанных с индуктивностями обмоток и кроме этого, возможные паразитные резонансы обмоток, которые впрочем можно задемпфировать дополнительными резисторами, включёнными между эмиттером и базой каждого из транзисторов.

Прорисовал другой вариант схемы ключа, с опторазвязкой цепи управления от силовой части, отвечающий современным требованиям, однако более дорогой по комплектации. Также предусмотрена трансформаторная развязка цепей питания драйверов силовых ячеек.
Данный ключ не имеет ограничения по нижней границе рабочей частоты и способен работать начиная с постоянного тока и до примерно 100КГц, верхняя граница определяется быстродействием драйверов и транзисторов.
Здесь, в качестве ключевых, используются биполярные транзисторы с изолированным затвором - БТИЗ, в иностранной литературе - IGBT.

Достоинство этих транзисторов в том, что они объединяют в себе полезные свойства биполярных и полевых транзисторов. Важно также, что они выпускаются со встроенным диодом и без него.
На схеме указаны именно такие транзисторы. Бывают такого же наименования, но ещё добавлена буква D - это с диодом, поэтому нужно быть внимательным приобретая данный компонент.
Драйвера с опторазвязкой, указанные на схеме, обеспечивают выходной импульсный ток до 4 Ампера!, что более чем достаточно для управления затворами.
Каждый такой драйвер получает питание от отдельного изолированного источника, который можно построить самостоятельно по схеме обычного преобразователя напряжения, но с несколькими выходными обмотками (схем в сети полно).
Естественно, такой ключ можно наращивать и увеличивать количество соединённых последовательно звеньев, получая ключ на очень высокие напряжения, вплоть до 3000 Вольт. Причём что важно, быстродействие ключа при этом сохраняется. Общее быстродействие системы будет равно одному элементарному ключу ячейки.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 13-02-2018 22:45
noi почему сердечник нашего БД - дросселя в обязательном порядке должен быть разомкнутым?
В чём дело я помню и понимаю, но если посмотреть с другой стороны, то для эфирной всепроникающей среды, форма сердечника особой роли не играет. По отношению к эфиру система всегда остаётся открытой ибо среда пронизывает сердечник изотропно, а по сему будь он разомкнут или замкнут, параметрический резонанс достижим в принципе.
Есть ли тут ошибка?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 13-02-2018 22:50
Крафт, похоже, сделать Тесла-электромобиль проще простого. Изложил свою билиберду на своей ветке. И сделать это можно без всяких хлыстов, с помощью которых Вы хотите учить эфир хорошему поведению.

vitanar здравствуйте. Вот если ваши, попадающиеся схемы, схожи по алгоритму работы с обычным холодильником, тогда это представляет интерес, в противном случае всё это пустое, в сети слишком много пены по теме БТГ, не стоящей внимания.
Изучите работу обычного холодильника в подробностях и сравнивайте с информацией из сети, это верный маркер правдоподобия, всё остальное говорильня.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 5560
Добавлено: 14-02-2018 18:50
noi почему сердечник нашего БД - дросселя в обязательном порядке должен быть разомкнутым?
В чём дело я помню и понимаю, но если посмотреть с другой стороны, то для эфирной всепроникающей среды, форма сердечника особой роли не играет. По отношению к эфиру система всегда остаётся открытой ибо среда пронизывает сердечник изотропно, а по сему будь он разомкнут или замкнут, параметрический резонанс достижим в принципе.
Есть ли тут ошибка?

Ошибки никакой нет.
Только методологическая и прикладная необходимость.
А если серьёзно, мы сейчас занимаемся процессом - Образом и видимо скоро симулятор будет сформирован.
Потом придётся отлаживать форму (пассивный элемент) - Подобие и в каждом конкретном случае она должна быть подобна объекту воздействия.
Более развёрнутый ответ могу заслать в личку, если уже пора.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 14-02-2018 21:19
Ошибки никакой нет.
Более развёрнутый ответ могу заслать в личку, если уже пора.

Не сочтите за труд, пожалуйста, у Вас мой адрес есть

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 148
Добавлено: 15-02-2018 11:50

Более развёрнутый ответ могу заслать в личку, если уже пора.

Noi , приветствую Вас! Мне можно принять участие в этом? Или лучше на личной встрече?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 148
Добавлено: 15-02-2018 12:12

Прорисовал другой вариант схемы ключа, с опторазвязкой цепи управления от силовой части, отвечающий современным требованиям, однако более дорогой по комплектации. Также предусмотрена трансформаторная развязка цепей питания драйверов силовых ячеек.

Kraft , приветствую Вас! Спасибо за этот вариант инженерного решения. В эту сторону (опторазвязка) когда смотрел, меня отправил в тупик вот какой момент: почему в схеме с оптопарами должна быть общей земля у БД и ключа, питающего задающую (левую на схеме) часть оптопары, а значит и общая земля с генератором ШИМ (PWM). Я, что-ли ошибку допускал, когда земля БД была только землёй БД, и ничего больше там "не сидело" . В качестве ШИМ я использовал TL 598

TL_598.jpg

у которой цепь питания выходного полумоста вроде как :-) изолирована от цепи питания её же генератора. У меня ещё есть надежда попробовать диапазон менее 1 кГц, с предельными режимами ключа, чтобы подойти к т.насыщения БД. Нерешённой проблемой были пачки импульсов на НЧ. Пытаюсь грамотно зашунтировать цепь питания "генераторной части "PWM. И сейчас, глядя на Вашу схему, я вдруг понимаю, что возможно что-то не так было и с разводкой "земли", на которой БД

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 15-02-2018 22:23
меня отправил в тупик вот какой момент: почему в схеме с оптопарами должна быть общей земля у БД и ключа, питающего задающую (левую на схеме) часть оптопары, а значит и общая земля с генератором ШИМ (PWM). Я, что-ли ошибку допускал, когда земля БД была только землёй БД, и ничего больше там "не сидело"... . ...и сейчас, глядя на Вашу схему, я вдруг понимаю, что возможно что-то не так было и с разводкой "земли", на которой БД
Здравствуйте ralex. На схеме я просто показал общую "землю" не вдаваясь в подробности. Конечно, развязать ШИМ контроллер от силовой части будет полезно, поэтому Вы всё правильно делали. Я бы даже запитал контроллер от АКБ, поскольку он мало потребляет и полностью оторвал бы его от остальной схемы, связь только через оптику.


P.S. Нашёл в сети AM1D-1212SH60Z - преобразователь напряжения: вход 12V выход 12V развязка между входом и выходом 6кВ. Выходной ток до 83мА, достаточно для драйвера. Это к тому, что при изготовлении можно отказаться от самодельного преобразователя, если лень мотать трансформатор с обмотками питания. Нужно таких по количеству ячеек в ключе. Конечно это кучеряво, но как вариант пусть будет.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 148
Добавлено: 16-02-2018 13:36

Здесь, в качестве ключевых, используются биполярные транзисторы с изолированным затвором - БТИЗ, в иностранной литературе - IGBT.
Достоинство этих транзисторов в том, что они объединяют в себе полезные свойства биполярных и полевых транзисторов. Важно также, что они выпускаются со встроенным диодом и без него.
На схеме указаны именно такие транзисторы.


Kraft , приветствую! Спасибо за подсказку по DC-DC!

У меня "всплыл" вот какой вопрос, с которым я "наплюхался" , когда работал с полевыми транзисторами Н-типа: а БТИЗ управляется также, как и МОП транзистор? Т.е. важна стабильность команд (напряжения) затвор-эмиттер, по аналогии с МОП, где важна стабильность (отсутствие других сигналов, помимо управляющего сигнала от драйвера) затвор-исток?
У нас БД в цепи эмиттера... . Понимаете куда я клоню?
С МОП у меня была такая история, что не смотря на то, что драйвер выдавал "в сторону" затвора красивые быстрые (фронты я имею ввиду) импульсы, при появляющемся сколько-нибудь значительном отклике с БД, транзистор хер быстро закроешь, потому как управляется он теперь ещё и со стороны истока, т.е. де-факто сигналом с нашего БД. Проблему удалось решить переходом на П-канальный МОП, ну а дальше Вы знаете. Применительно к схеме вопрос такой: а не ждёт ли такая судьба наш нижний по схеме БТИЗ?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 16-02-2018 20:10
У меня "всплыл" вот какой вопрос, с которым я "наплюхался" , когда работал с полевыми транзисторами Н-типа: а БТИЗ управляется также, как и МОП транзистор? Т.е. важна стабильность команд (напряжения) затвор-эмиттер, по аналогии с МОП, где важна стабильность (отсутствие других сигналов, помимо управляющего сигнала от драйвера) затвор-исток?
Да, в смысле управления они подобны, у БТИЗ такой-же затвор как и МОП, поэтому конечно необходимо применять меры по качеству сигнала управления.

У нас БД в цепи эмиттера... . Понимаете куда я клоню?
С МОП у меня была такая история, что не смотря на то, что драйвер выдавал "в сторону" затвора красивые быстрые (фронты я имею ввиду) импульсы, при появляющемся сколько-нибудь значительном отклике с БД, транзистор хер быстро закроешь, потому как управляется он теперь ещё и со стороны истока, т.е. де-факто сигналом с нашего БД. Проблему удалось решить переходом на П-канальный МОП, ну а дальше Вы знаете. Применительно к схеме вопрос такой: а не ждёт ли такая судьба наш нижний по схеме БТИЗ?
Данный вопрос решается отказом от драйвера верхнего плеча, вся эта бустретная схема расчитана на "тепличные" условия работы. В нашем случае действительно помеха может быть неординарная. Поэтому нужен драйвер только нижнего плеча без всяких там прибамбасов, однако в таком случае, понадобится изолированный преобразователь напряжения, это так сказать плата за хороший источник тока для управления затвором транзистора.
Ну а для железобетонного закрытия ключа во всех возможных случаях, требуется подача запирающего отрицательного напряжения на затвор. На схеме показана одна такая ячейка.

Просто в таком случае нужен преобразователь с двуполярным выходным напряжением по 12 Вольт на полюс, оптодрайвер может питаться напряжением до 30 Вольт, поэтому позволяет такое питание. Средняя точка преобразователя соединяется с эмиттером транзистора. В открытом состоянии на затворе +12В, в закрытом -12В.

Для такого случая подойдёт преобразователь AM1D-1212DH60Z - это двуполярный вариант по 12 Вольт на полюс.
Думаю вполне можно и на 9Вольт применить, для затвора будет достаточно AM1D-1209DH60Z, большинство таких транзисторов открываются уже с 5...6Вольт.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 148
Добавлено: 17-02-2018 23:02

однако в таком случае, понадобится изолированный преобразователь напряжения, это так сказать плата за хороший источник тока для управления затвором транзистора.
Ну а для железобетонного закрытия ключа во всех возможных случаях, требуется подача запирающего отрицательного напряжения на затвор. На схеме показана одна такая ячейка.
Просто в таком случае нужен преобразователь с двуполярным выходным напряжением по 12 Вольт на полюс, оптодрайвер может питаться напряжением до 30 Вольт, поэтому позволяет такое питание. Средняя точка преобразователя соединяется с эмиттером транзистора. В открытом состоянии на затворе +12В, в закрытом -12В.
Для такого случая подойдёт преобразователь AM1D-1212DH60Z - это двуполярный вариант по 12 Вольт на полюс.
Думаю вполне можно и на 9Вольт применить, для затвора будет достаточно AM1D-1209DH60Z, большинство таких транзисторов открываются уже с 5...6Вольт.

Kraft , приветствую Вас. Принято. Спасибо!!!
P.S. Когда экспериментировал с двуполярным питанием драйвера МОП, заметил (может показалось ), что ключ стал открываться значительно медленнее (драйвер был достаточно мощный - IXD609!). Объяснил себе это так: при однополярной схеме питания драйвера для включения ключа нужно либо зарядить затвор (для Н-МОП), условно "от ноля до +", либо "рассосать" имеющийся там заряд (для П-МОП), условно "от + до ноля". Т.е. работа с "зарядом одного знака". Т.е. "просто" процесс или заряда, или разряда за полцикла работы ключа.
С двуполярным питанием, нужно сначала "рассосать" на затворе, скажем заряд "-" , и затем сообщить затвору заряд "+" за одну фазу работы ключа (включения, скажем) . Т.е. "перезаряд" затвора с одного знака на другой.
Ну это, конечно, "мелочи" .

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 18-02-2018 10:31
Здравствуйте ralex.
Вы верно мыслите, при увеличении перепада напряжения также увеличится время на полный перезаряд подзатворной ёмкости.
Здесь скорее понадобится оптимизация этих самых напряжений, т.е. минимизация значений на открытие и закрытие, например: открытие +8Вольт, закрытие -5Вольт, такой перепад примерно равен стандартному напряжению питания драйвера и открывания транзистора. Есть и такие преобразователи, с неравными напряжениями на выходе или с двумя отдельными выходами на разные напряжения, можно подобрать или изготовить самостоятельно, правда это уже более трудоёмко.
Можно также предложить нестандартный вариант. Отказаться от полевиков, ввиду их достаточно большой подзатворной ёмкости и перейти на биполярные транзисторы. С таким выходным током в 4 ампера на выходе, данные драйверы или аналогичные им, свободно потянут ток базы любого транзистора средней и большой мощности. На базу придётся поставить токоограничивающий резистор и на мой взгляд должно работать надёжно, поскольку биполярный транзистор управляется током а не напряжением, как полевые.
Нам самое главное помнить, что отклик среды происходит при закрывании транзистора и именно закрывание должно быть максимально быстрым.
Когда мы пропускаем ток через дроссель, то "вытесняем" часть среды из сердечника, при закрытии-же происходит обратный процесс - среда пытается восстановить первоначальные магнитные свойства сердечника и устремляется в сторону БД, в этот момент и происходит отклик. Параметрический резонанс, в данном случае, заключается в оптимальном времени "вытеснения"(открывания ключа) - "наполнения"(закрывании ключа).
Если скорость будет невысокой, то процесс будет характеризоваться как действие равно противодействию и поэтому ничего не получим. Если же процесс будет достаточно быстрым, то тогда сказываются инерционные свойства нашей магнитной ёмкости, т.е. сердечника, не способной мгновенно наполнится, вот тогда мы и должны регистрировать отклик среды.
Всё строго по Тесла: ..."главное не частота, а решительность процесса"...

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 21-02-2018 20:26
К вопросу о выходе на точку пред-насыщения. Если попробовать сделать так, как поступил Поль Бауманн в Тестатике?
Взять постоянный магнит, например неодимовый и регулируя зазор (вплоть до отсутствия такового) между ним и торцом сердечника, подвести его как можно ближе к точке пред-насыщения, тогда ключу останется проделать совсем немного работы и при гораздо меньших энергозатратах.
Проверить-бы эту идею.
Магнит желательно круглого сечения близкого к сердечнику диаметра и немного большим него.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 3374
Добавлено: 24-02-2018 13:01
кстати, для работы холодильника решительность импульса не нужна.
Ну зачем-же путать тёплое с мягким, это слишком прямолинейная и буквальная трактовка,
речь идёт об алгоритме преобразования, при этом реализация данного алгоритма,
в каждом конкретном случае, будет разной.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 330
Добавлено: 27-02-2018 15:42
по алгоритму вот что предлОжу:
можно ШИМ-контроллер нагрузить обмоткой реле.Контакты, конечно, подчиняются в нешироких пределах, но поиграться можно.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 127 128 129 130 131 Next>> новая тема
Раздел: 
Энергетика! / электростатика / УСТ. ДОНАЛЬДА СМИТА или Проверка Импульсных Технологий

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи

KXK.RU