Универсальный обратноходовой преобразователь с ШИМ

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

Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Gauss tecnology / Универсальный обратноходовой преобразователь с ШИМ

новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 04-09-2012 07:23
Поделюсь схемой суперского DC-DC преобразователя собственного изобретения, легко дающий типовой КПД за 80% (у меня 90%). Любые напруги на выходе можно получить - от десятков до сотен вольт - зависит от деталей и желания. Мой качает до напруги 782-790В на выходе, работая от 8 до 15 вольт на входе.
Выходная мощность без радиаторов у меня выставлена в 6 Ватт, хотя если не жалко КПД, можно и за 20 перевалить, но тогда радиатор придётся на полевик навесить (а так можно и без него обойтись - на низких мощностях полевик не греется). Устройство легко умещается на ладони.
Итак, вот моя гениальная схема:

Как работает.
Это есть схема обратноходового преобразователя с широтно-импульсной модуляцией. Полевик (Power nFET на схеме) циклически открывается, разгоняя ток в дросселе (Inductor), после чего закрывается, давая дросселю разрядить накопленную энергию через HV Diode на выходной конденсатор (HV Cap) и нагрузку.
Особенность данной схемы - контроль тока через дроссель по резистору R4.
Рассмотрим работу схемы от 12 Вольт питания.
Если через дроссель ток не течёт, напряжение на резисторе - 0В. Когда ток в дросселе достигает 0.8А, напруга на R4 поднимается до 80мВ. Эти мизерные гуляния напряжения смещаются на 0.6В транзистором Q2, после чего умножаются в 50 раз транзистором Q1. В результате коллектор Q1 болтается в диапазоне 4-8В, заставляя триггеры таймера при этом срабатывать, качая полевик: когда ток в дросселе нарастает до 0.8А, коллектор Q1 поднимается до 8В, заставляя таймер передёрнуть затвор полевика в нижнее положение (около 2В), закрыв его, а когда ток в дросселе спускается до 0А, коллектор Q1 опускается к 4В, заставляя таймер снова открыть полевик.
Выходной ток таймеров SE555/NE555/NA555, согласно документации, 200mA, что при длине фронта в 100nS позволяет при 12V управлять полевиком с ёмкостью затвора не более 1667pF, что является типовым значением для большинства полевиков.

Настройка.
Некоторая подстройка схемы желательна - это позволит слегка увеличить КПД. Она заключается в подборе резистора R3. На схеме он имеет номинал в 33К, однако рекомендую попробовать поставить 5.1К, 10К, 20К, 33К, 51К последовательно, и оставить в схеме наименьший номинал, при котором схема будет работать. При слишком маленьком сопротивлении схема будет молчать, а при слишком большом - КПД снизится. 33К обычно является золотой серединой, но не всегда.

Детали.
Транзисторы Q1 и Q2 обязательно должны быть комплиментарны. Ширпотребные маломощные транзюки.

Q3 вообще любой маломощный NPN. Но желательно с минимальным током утечки коллектора.

Полевик выбирайте на ту напругу, что Вам нужна на выходе. Чем меньше проходное сопротивление, тем лучше. С низким проходным греться будет меньше и радиатор не потребуется (у меня 0.65Ом, и радиатора при этом не просит).

Выходной диод (HV Diode) на ту же желаемую напругу должен быть нормирован. Ток у него должен быть 1А для выходной мощности преобразователя в 6Вт, 2А для 12Вт и т.д. Желательно скоростной диод.

Второй HV Diode (что в группе Short circuit protection) нужен для безопасности - иначе при КЗ на выходе (подключение преобразователя к блоку заряжаемых кондюков) может случится кратковременное переколебание напруги в обратную сторону с непредсказуемыми для схемы последствиями (у меня уже два таймера выбило в старой схеме, пока я не допёр, в чём было дело).

Дроссель выходной (группе Short circuit protection) нужен для ограничения ударного тока при подключении блока кондюков. Его индуктивность должна быть тем выше, чем больше ёмкость HV Cap, ёмкость которого должна быть минимальной, при которой выходное напряжение ещё стабилизируется (у меня стоит керамика 0.1мкФ@1000V). Скажем, 100мкГн будет более чем достаточно, но примите во внимание качество намотки этого дросселя - в момент подключения блока заряжаемых конденсаторов напряжение на этом дросселе будет максимальным, так что изоляция должна выдерживать номинальное напряжение (800В). Да и если провод толщиной в 0.1мм получит десяток а то и сотню ампер в импульсе, что-то плохое может с ним произойти... Кстати, если заряжаемые конденсаторы будут отключаться от преобразователя во время выстрела (ну разумеется же!), то дроссель рекомендуется припаивать не к плате преобразователя, а к блоку конденсаторов, иначе болтающийся в воздухе конец дросселя будет давать неимоверной мощности радионаводки, сбивающие с толку всю электронику вокруг. У меня это приводило к срабатыванию схемы управления выстрелом при отключении преобразователя, что было чрезвычайно опасно!

Стабилитрон (DZ1) - основной элемент в группе контроля выходного напряжения. При достижении требуемой напруги на выходе частота импульсов резко снижается (схема почти замолкает, давая редкие пачки импульсов, компенсируя токи утечки). Поскольку я не видел стабилитронов на напруги более 200В, будьте готовы поставить цепочку из 4-х таких, если идёте на 800В. Для 400В потребуется пара таких стабилитронов. Мощность им большая не нужна, хотя я не встречал менее 3Вт на 200В. Позаботьтесь о минимальных токах утечки.
Нужно заметить, что если поставить два стабилитрона на 200 Вольт (ориентируясь на 400В), то напруга на выходе будет всегда чуть меньше 400В - примерно на 10-18 вольт ниже, поскольку измерение проводится от Gnd, в то время как отрицательный вывод HV есть +12В.

Силовой дроссель можно ставить любой - схема следит за током в дросселе, так что частота работы преобразователя просто будет зависеть от индуктивности. Испытывайте, не стесняйтесь мотать сами - я неделю перематывал разными проводами, выжимая крохи КПД (и достиг 90%). Желательно индуктивность побольше - меньше потерь на переключение полевика. Однако не слишком усердствуйте - длинный провод в дросселе - это оммические потери.

Конденсатор 47мкФ х 16В нужен для сглаживания пульсаций при переключении полевика: паразитная ёмкость сток-исток, а также паразитная ёмкость силового дросселя, перезаряжающиеся на 800В за 100нС жрут эпический импульсный ток, дающий прострел, приводящий микросхему таймера в ужас. В принципе, идеальным вариантом был бы керамический кондюк на пол-микрофарады, но у меня такого не нашлось, да и электролит с задачей справился. Очень важно, чтобы ножки кондюка на плате были как можно ближе к истоку полевика и резистору R4, охватывая сильноточную цепь с обоих концов.

Удачи!

Ах да, что делать тем, кому 6 Ватт мало! В параллель резистору R4 поставьте ещё один такой же и получите 12 Ватт выходной мощи. Если ещё один поставить, будет 18 Ватт и т.д. Эксперименты закончатся задымившим дросселем или сварившимся полевиком. Меня 6 Ватт на выходе пока устраивает, так что я обхожусь без кипячения деталей.
Насчёт полевиков имейте в виду - они склонны к лавинообразному выгоранию: при нагреве полевика его проходное сопротивление увеличивается, тем самым ещё больше увеличивая нагрев. Поэтому полевик без радиатора пребывает в двух состояниях: либо холодный, либо раскалённый. Советую первое.

Моя схема:
Полевик: STW11NM80, 800V, 0.35Ohm (typical), 1630pF gate;
Выходной диод: MUR180E, 800V, 1A, 75nS;
Защитный диод: ZRM11C, 1000V, 1.2A;
Кондюк: 2шт. металлоплёночных 1200V, 22nF (керамика ещё не пришла)- явно нужно больше: пока основной блок кондюков не подключен к выходу, напруга 799-803В (при подключении блока - 785В держится стабильно);
Выходная мощность - 11.5Вт, КПД 84% (замерено при 200В с резисторной нагрузкой). На 6Вт КПД переваливает за 90%.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 04-09-2012 08:22
отличная схема.
поглядев на нёё сразу становится ясно как не надо делать преобразователи.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 94
Добавлено: 04-09-2012 11:15
Вообще-то обычные обратноходы с достаточно компактными сердечниками трансформаторов дают 60 и более ватт мощи без особых проблем с КПД близким к 80%. Не вижу смысла городить огород, в котором даже фет управляется напрямую со слаботочной микры (без драйвера) и который даёт мизерную мощу

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 04-09-2012 15:00
лол я в ахуе.
ну ну у меня преобразователь на 140 Вт пиковой мощности. 70 действующей.
но из за того что прямоходовой тип и нет контроля тока в импульсе кпд вначале очень усасывается, а так 75% кпд 140 Вт питание от литий полимера. размер платы 100*50 мм высота под 25 мм
вес я не мерил но аккумулятор тяжелей намного.
а ваша схема это полный фейл. и не стыдно такую то непотребщину людям показывать.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 04-09-2012 15:10
Интересно, какое время сгорания твоей схемы при закороченном выходе или хотя бы нагрузке в десяток ом?..
Я ж не навязываюсь. Есть у моей свои плюсы и минусы (не впечатляющая гаусс-ковбоев мощность, да?). Для десятка пальчиковых в качестве батареи питания переносного варианта гаусса, ИМХО, самое то.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 04-09-2012 15:12
И кстати, батарейки АА 8 шт. всё равно не смогут выжать более 10 Вт выходной мощи.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 04-09-2012 15:24
Интересно, какое время сгорания твоей схемы при закороченном выходе или хотя бы нагрузке в десяток ом?..

>20 минут. абсолютная устойчивость к КЗ по входу.
10 батарей 1600 мА выдавали под 100 Вт
так что вот так.
я не верю что эта схема нормально работает. бустер на 400В это просто издевательство над силовой электроникой.
наиболее неэффективная схема из возможных.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 94
Добавлено: 04-09-2012 18:30
Yandersen, у меня обратноход (транс на чашке) по высоте/ширнине немного больше спичечного коробка. По толщине - 2.5 от толщины коробка. Выдаёт более 60 Вт (от него 60-ваттная лампа накаливания горит значительно ярче чем если её питать от 220 в). Так что твоя схема вызывает недоумение.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 05-09-2012 03:52
Пулемет, ArtDen ну что вы на человека сразу накинулись. А мне интересно.
... Мой качает до напруги 782-790В на выходе, работая от 10 до 12 вольт на входе...

Yandersen, скажи пожалуйста марку полевика который работал у тебя на 800 вольт и параметры дросселя (индуктивность и сопротивление).

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 05-09-2012 04:01
абсолютная устойчивость к КЗ по входу.
Я на форуме второй день, но эту особенность в тебе уже заметил...
10 батарей 1600 мА выдавали под 100 Вт
Оки провёл опыт только что. Позавчеразаряженные не юзанные ещё, старые-старые NiMH аккумули левой фирмы, пачка из 8 штук, 2200 махов. Один тестер прицепил на измерение напряжения (10.65В), вторым коротнул на измерение тока. Получил 8.15 А и напруга упала до 0.75В. Т.е. 6Вт мощности батарея выдаёт. На помойке им место, знаю, но если глянуть доки на аккумули от Energizer'а 2300 mAh, и обратить внимание на графики там, то видно, что напруга на аккумулях держится в 1.2В при разряде номинальным током, численно равным ёмкости аккумулятора, и резко падает при разряде бОльшими токами. Таким образом, номинальная мощность аккумуля - 1.2*2.2=2.64Вт, а 10штук таких дадут 26.4 Вт. БОльшие токи вызовут бОльшие падения напруги, и тем самым мощность останется примерно той же. Короче говоря, со своими 100Вт ты либо пиздишь, либо простейшие измерения провести не способен. Дай тебе подскажу, как выкрутиться: "А я имел в виду, у меня не AA, а D тип аккумуляторов" - ну да, разумеется.

я не верю что эта схема нормально работает. бустер на 400В это просто издевательство над силовой электроникой.
наиболее неэффективная схема из возможных.
Шикарная заява. Как тогда ЭТА схема, на этой же плате, что и на вышеизложенной картинке, но с другим полевиком и дросселем заряжала вчера мои кондюки 240 мкФ до 782 Вольт за 14 секунд?!?!?! В соседнем топике фота моего устройства - глянь на картинку - там эта схема кверх ногами припаяна к терминалам кондюков, через реле, бля! Я понимаю, тебе кажется, что ты лучше знаешь, что у меня дома творится, но всё ж поосторожней с заявами...

Народ, я тут новенький, скажите, Пулемёта игнорить надо, он неадекват, или это у Вас такие приколы над новоприбывшими?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 05-09-2012 04:05
Yandersen, скажи пожалуйста марку полевика который работал у тебя на 800 вольт и параметры дросселя (индуктивность и сопротивление).

Полевик SPA08N80C3, фирмы Infineon. Проходное 0.65Ома макс. (0.55 типичное), затвор ёмкостью 1100пФ. При желании можно два в параллель поставить, но тогда фронт переключения становится 150нС (микруха напрягается, хоть и не греется). Хочу заказать полевики проходным в 2 раза меньше, хоть это и вылетит в пятёру зелёных за штуку.

А дроссель 220 мкГн, вроде. Уже не помню точно - просто перемотал тот, что на картинке, проводом потолще. Я ж говорю, дроссель любой можно - тыкаешь разные, смотришь на нагрев полевика, дросселя, выходную и входную мощность (КПД) и выбираешь наилучший вариант. Я бы не рекомендовал индуктивности меньше 100 мкГн при мощности в 6 Вт - слишком высокая частота работы получается, и дофига тепла на полевике выделяется из-за частых переключений (перезаряд паразитных емкостей полевика). Но а дроссель в 1 мГн - это уже больше, чем нужно - там явно провод будет тонкий и дроссель будет перегреваться. Я про те габариты говорю, что у дросселя на картинке. Я бы посоветовал мотнуть проводом в 0.4 мм. На картинке намотан 0.25, индуктивность 2.2 мГн. Было занадта - только дроссель и грелся, причём сильно.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1301
Добавлено: 05-09-2012 04:21
мультипостить не надо, особенно так отчаянно
вообще идея интересная, но как-то очень дохло, и внезапно автоген... ШИМ-а тут кстати нет, а есть ЧМ
ну и вместо транзюков и 555 много кошернее смотрелись-бы операционник с драйвером (сам когда-то хотел сделать что-то подобное, но таки бак, синхронный)

ЗЫ. Пулемет тут работает штатным детектором идиотизма, и пока не ошибался

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 05-09-2012 07:01
ШИМ-а тут кстати нет, а есть ЧМ
Как же? Длина накачки дросселя всегда одинакова - он насасывается с 12В до одного и того же тока, контроллируемого по резистору. А вот выброс тем короче, чем выше выходная напруга. Так что очень даже ШИМ.
ну и вместо транзюков и 555 много кошернее смотрелись-бы операционник с драйвером
Изначально так и было задумано, однако не удалось найти операционник с чувствительностью в десяток милливольт у положительной шины питания. Плюс силовой выход таймера позволяет качать полевик напрямую и меет фронт в 100 нС, что редкость для операционников (типичные фронта у которых 1-10 мкС).

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1301
Добавлено: 05-09-2012 10:28
частота плавать будет, инфа 100%

дык я-же пишу - с драйвером, а резюк токоизмерительный можно вниз переместить, ничего плохого от этого не слуится - толкьо хорошее

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 06-09-2012 09:25
в общем всё одно лучше хреновый обратноход чем хороший бустер

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-09-2012 03:05
Отредачил первый пост - слегка изменил схему (опыт по ней накопился), расписал её работу. Кстати, пробовал с операционниками и компараторами - фуфлово выходит. Самый первый вариант с таймером таки самый рулёзный.
JFET ещё пробовал для контроля милливольтных гуляний - всякие извращения применял, а ничего путёвого не вышло. Умножитель на комплиментарных транзюках хайэндно работает (группа Inductor current control). По осциллографу на коллекторе Q1 чётко видно всё, что с током в катушке творится - абсолютная линейность, насыщение сердечника легко замечается (резкое увеличение угла нарастания тока).
Вот щас надумал попробовать вместо Q2 просто влепить диодик маломощный замест эмиттер-базового перехода - гляну, выйдет ли что путёвое.


И да, тоже годно получилось! Взял ширпотребный 1N4148 (200mA) и вставил замест Q2, анодом к R4 и катодом к R3 - всё пучком, не менее линейно. Только R3 пришлось на 5К1 заменить.
Решение для тех, кто считает, что ширпотребный диодик проще вставить, чем ширпотребный транзюк. Ну, я один из них.

предупреждение за мультпотс, ибо сколько можно?
Шах

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 11-09-2012 09:29
Отредачил первый пост ...
А фото почему убрал? Чего испугался? И как Шах уже говорил это не шим. Шим подразумевает постоянство частоты при изменении нагрузки, напряжения питания и прочего.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 11-09-2012 10:46
А как тут получается напряжение на выходе? Я вижу, что ток индукции замыкается через диоды.


магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1301
Добавлено: 11-09-2012 13:17
угу, причем изначально его не было, насколько я помню

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-09-2012 15:02
О, спасибо большое, что заметили - опечатка в схеме случилась. Диод в обратную сторону. Исправлено.

Причина этого добавления - два сдохших таймера, вылетевших при касании выходными электродами блока кондюков. Случается кратковременная переполюсовка, выбивающая таймер - кондюк-кз-кондюк, получается пиздюк. Почему раньше этого не было - хз. Может, это из-за новой разводки схемы (поэтому фоту убрал) или из-за того, что на замену SE555 пришёл NA555 (по докам судя, разница лишь в военной приёмке).
Так или иначе, с новым добавлением выдерживание КЗ на выходе гарантировано.

З.Ы.: фото верну, когда придут керамические 0.1мкФ@1000В - тогда плата будет красиво оформлена и я её отфоткаю. Пока что чемоданы на весу припаяны, и вид не годный.

это не шим. Шим подразумевает постоянство частоты при изменении нагрузки, напряжения питания и прочего.
ШИМ = Широтно-Импульсная Модуляция, т.е. изменение ширины импульса, что и есть основная фича моей схемы - это позволяет ей выдавать примерно одинаковую мощность и КПД во ВСЁМ диапазоне выходных напряжений, автоматически подстраивая длину импульса выброса.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 11-09-2012 17:49
да не тут действительно не ШИМ а ЧИМ нет устройства которое задавало бы длительность паузы.
и вообще схема сделана против всех правил.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 11-09-2012 23:16
и вообще схема сделана против всех правил.
Другими словами, ты такой схемы в инете ещё не встречал. Ничё, я и гаусс свой "против всех правил" сотворю, вот увидишь.
нет устройства которое задавало бы длительность паузы.
Балластной паузы там нет вообще - катушка набирает х Ампер тока, затем сбрасывает его до нуля в нагрузку и цикл сразу повторяется снова. 100%ная занятость дросселя, никаких холостых простоев (пока требуемая напруга не достигается - вот тогда и появляются паузы).
Кстати, сегодня прикинул, насколько сильно КПД снижается при росте частоты. Намного. Так что индуктивность в пару сотен микрогенри - минимум. Хороший показатель "правильной" частоты - звон дросселя. Если пищит - неплохо. Если неслышимый ультразвук - мотайте ещё провод, а то полевик раскаляться будет.
Т.к. у меня есть осциллограф, я могу наблюдать накачку тока в катушке, ткнув щупом на коллектор Q1. Оказалось, что мой дросселёк уже исчерпывает себя на 12 Ваттном варианте схемы - при бОльших токах наблюдаю насыщение. В принципе, я бы сказал, что 800вольтный преобразователь при сегодняшних характеристиках мосфетов (800В@0.5Ом), без радиаторов, компактный, по моей схеме мог бы быть мощностью до 20-30 Вт. Варианты помощнее (40-50Вт) потребуют радиатор на мосфет и дроссель размером с палец. Ну а стоваттный кипятильник уже не будет иметь никаких преимуществ по сравнению с прямоходовыми преобразователями с трансформатором.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 08:29
ну опять начинается.
я же серьёзно пишу.
просто глупо так делать.
нет приемущества никакого.
данная схема не относится к обратноходовым преобразователям никаким боком.
это типичный бустер на нетипичное напряжение 800В. обычно указвается что выше 2-3 Uпит лучше не задирать.
очень печалит наличие дискретных элементов, а ух таймер 555 это просто хит. символизирует.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 09:56
ну опять начинается.
я же серьёзно пишу.
просто глупо так делать.
нет приемущества никакого.
данная схема не относится к обратноходовым преобразователям никаким боком.
это типичный бустер на нетипичное напряжение 800В. обычно указвается что выше 2-3 Uпит лучше не задирать.
очень печалит наличие дискретных элементов, а ух таймер 555 это просто хит. символизирует.

Я видел схему на таком принципе на 1000 в, мощность меньше ватта, для какого то прибора. Видел схему электроудочки, делать правда не стал. Хотя тут реализовано не самым лучшим образом, можно все сделать, используя КР1156ЕУ.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1301
Добавлено: 12-09-2012 10:15
ШИМ = Широтно-Импульсная Модуляция, т.е. изменение ширины импульса,
при неизменной частоте,
тут частота меняется от нагрузки

Хороший показатель "правильной" частоты - звон дросселя. Если пищит - неплохо.

обычно частоту задрать по-выше стараются... понятно что не тот случай 555 обосрется затвор на годнйо частоте тягать

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 10:19
в том и соль что для прибора где нужна компактность может ещё и пойдёт
http://lib.chipdip.ru/204/DOC000204640.pdf вот аналог КР1156ЕУ
я 5 штучек купил.
тут основной косяк что отражённое напряжение равно выходному.
и вместо дешевого транзистора на 50-100 В надо лепить на все 800.
на КР1156ЕУ по крайней мере можно переделать в флайбэк без особых проблем.
особо доставляет автор который ложил на всю критику...

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 11:10

тут основной косяк что отражённое напряжение равно выходному.
и вместо дешевого транзистора на 50-100 В надо лепить на все 800.

Тут можно решить проблему с высоковольтными транзисторами, если использовать для накачки часть витков дросселя. (Такое схемное решение у электроудочки, так получалось 100-150 ватт на нагрузке при 310в, и использовались 100 вольтовые транзисторы) А вот затея с 555, это не лучшая идея, есть куча специализированных микросхем, а такое схемное решение - это лишняя трата времени, а вообще, как говорят, с Санкт- Петербурга в Москву можно добираться и через Владивосток.


магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 11:50
ну по сути выходит автотрансформатор. я о таком и думал, но для гаусса не айс тут будет сквозной ток и цепь контроля тока придётся впиндюрить на верх для контроля тока.
выходит что проще домотать отдельную обмотку и не выежиётся

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 12:33
ну по сути выходит автотрансформатор. я о таком и думал, но для гаусса не айс тут будет сквозной ток и цепь контроля тока придётся впиндюрить на верх для контроля тока.
выходит что проще домотать отдельную обмотку и не выежиётся

А еще лучше пуш пул, при мощности 200 ватт уместится на ладони.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 13:02
пуш пул не айс для зарядки ёмкостей придётся делать достаточно сложную систему регулировки ШИМ иначе первоначальный КПД будет очень низким
я сейчас с этим столкнулся но думаю что UC3825 решит эту проблему

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 13:06
пуш пул не айс для зарядки ёмкостей придётся делать достаточно сложную систему регулировки ШИМ иначе первоначальный КПД будет очень низким
я сейчас с этим столкнулся но думаю что UC3825 решит эту проблему

UC3825 имеет мягкий старт, т.е. спроектирована для работы на емкостную нагрузку. (дешевле SG3525, так же имеется мягкий старт и вполне хорошо работает с IRF2804,до 100кгц, а это 6.5нФ
входная емкость затвора, (проверено на практике, с аналогом КА3525) то с более легким затвором (IRF3205-3.3нФ) будет работать без проблем вплоть до 200кгц).
По такой схеме у меня преобразователь, для электроудочек, нагрузка - 220мкф, 310v. Зарядка в первоначальный момент практически без толчка, за счет мягкого старта.
Есть вариант преобразователя и на UC3825 и SG3525, работают одинаково хорошо.
Кстати, я как то измерял ток разрядки затвора, то у меня на КА3525 достигал 1.1A в импульсе, (хотя по даташиту 250ма). Микросхема не грелась, частота ок 30-40 кгц.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 13:44
нужна именно UC3825 у этой микросхемы есть вход контроля тока
хотя может я просто перестраховываюсь, в принципе если переделать схему то и SG3525 пойдёт.
я планирую не 220 мкФ а 9600 мкФ 450В заряжать.
UC3825 может работать как в токовом режиме контроля ШИМ так и в режиме контроля ШИМ напряжением что очень хорошо для поддержания высокого КПД при работе на КЗ.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 14:10
нужна именно UC3825 у этой микросхемы есть вход контроля тока
хотя может я просто перестраховываюсь, в принципе если переделать схему то и SG3525 пойдёт.
я планирую не 220 мкФ а 9600 мкФ 450В заряжать.
UC3825 может работать как в токовом режиме контроля ШИМ так и в режиме контроля ШИМ напряжением что очень хорошо для поддержания высокого КПД при работе на КЗ.

В любом случае UC3825 контролирует напряжение, но по 7 ножке контроль оч. быстрый, что можно использовать для ШИМ регулировки, у SG3525 такого быстрого входа нет, это верно.
Вот схема для моста, тут нет мягкого старта (конденсатор у 8 ножки), и у 2 ножки надо поставить конденсатор (по даташиту 0.2 мкф), а так, работает без проблем до 100 кгц. (1 рис.)
Схема управления с даташита хуже, гораздо менее экономична.(напряжение берется с резистора, на котором падает напряжение в 1.4 в, что для 12 в более 10% ) (2 рис)
(КР1156еу2- полный аналог UC3825)



магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 14:21
так
1 схема хреновня. есть косяки и вообще по мойму не соответствует
http://lib.chipdip.ru/270/DOC000270692.pdf
а из даташита естественно упрощена схема. я хочу контролировать ток во вторичке, в первичке планируется до 40 А в импульсе там или ТТ ставить или будет кипятильник на резисторах

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 14:26
Я взял обвязку для пуш пула по 1 варианту. (для электроудочки), в первом варианте стоят ТТ во вторичке, но как показала практика, вполне можно обойтись и без ТТ, подобрав емкость конденсатора мягкого старта у 8 ножки, что бы ток через транзисторы во время пуска не превышал допустимый, (например, 47мкф длительность мягкого старта уже ок 2-3 сек).

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 14:35
ну мне явно не достаточно плавного старта.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 17:31
Если после диодного моста, перед конденсаторами поставить дроссель, этак на 10-30мкГн, то вполне хватит и мягкого старта, только время нужное номиналом конденсатора плавного пуска подобрать.

так
1 схема хреновня. есть косяки и вообще по мойму не соответствует
http://lib.chipdip.ru/270/DOC000270692.pdf
а из даташита естественно упрощена схема. я хочу контролировать ток во вторичке, в первичке планируется до 40 А в импульсе там или ТТ ставить или будет кипятильник на резисторах

Проверено на практике и неоднократно, с такими номиналами до 100 кгц работает, больше не пробовал (феррит отечественный макс частота 100 кгц).
Первая схема, когда сделал 1 шт, то выбросил из за ненадобности ТТ и дроссель. Вот монтажка, (кстати, без конденсатора при 2 ножке так же работает).
Плохо работает с SMD конденсаторами в качестве частотозадающих, более поздние версии с обычными конденсаторами.
(диод на питание микросхемы во 2 рисунке не в ту сторону нарисован, и далее там стоят 3 конденсатора SMD по 1 мкф, вполне достаточно, без такого наворота иногда микросхема срывает генерацию, при 8 вольтах микросхема отключается, а при импульсной нагрузке длинные провода, как индуктивность, посему пришлось ставить диод Шоттки и сглаживающий конденсатор)


А вот схема на SG3525 (КА3525). Размер платы полностью 100*80 мм, т.е чуть больше пачки от сигарет, (сам преобразователь 40*80, т.е меньше пачки сигарет), а если выбросить релюшку, то вообще почти со спичечный коробок.


магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-09-2012 18:22
хм смд монтаж? я всё же сделаю свой вариант
могу ради интереса выложить модель LT spice
а откуда чертежи то?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 12-09-2012 18:30
хм смд монтаж? я всё же сделаю свой вариант
могу ради интереса выложить модель LT spice
а откуда чертежи то?

Чертежи, это вариант мостового сварочного аппарата, монтажки сам рисовал в Layout. А SMD? это для уменьшения размера, когда электроудочка помещается в коробке приемника,(вместе с приемником), то рыбнадзор как то не страшен, все на разъемах, выдернул, шнуры спрятал, а аккумулятор в комплекте с лампочкой, это для ночной ловли, однако.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 16-09-2012 18:58
Только что в моей схеме при подключении блока незаряженных кондюков к активному преобразу взорвался выходной дроссель. Это заставило меня задуматься о его номинале. Ведь по сути энергия 0.1мкФ@800В должна временно перейти в энергию магнитного поля этого дросселя. Так что его параметры (220мкГн, 0.1А) я явно недооценил. Поставлю 8.2мГн, 0.22А. Всё равно мало, но там хоть провод потолще чутка - скачок до десятка ампер выдержать должен.
А может, на том мелком просто изоляцию пробило.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 16-09-2012 19:28
Полярность включения 47uFх16V на схеме исправь.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 16-09-2012 19:51
Поправил, спасибо, ZVA.
С новым дросселем шума прибавилось и блок заряжаемых кондюков теперь на 795В держится. Всё ж индукитивность поменьше мне нравилась больше. Думаю, просто изоляцию там пробило - там был внавал намотан провод 0.1мм (если не тоньше), так что 800В спокойно могли меж витками чудо сотворить.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 16-09-2012 20:27
В качестве идеи.
Вместо 555 таймера использовать IR2153. Тот же таймер только с драйвером. Использовать только нижний канал драйвера.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 16-09-2012 20:35
там же генератор встроенный.
может лучше тогда не ипать моск поставит UC3845?
и заместо транзистора на 800В поставить обычный на 50-100
заменив дроссель автотрансформатором или трансформаторным дросселем?

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 16-09-2012 20:40
там же генератор встроенный...

Точно такой входной каскад как в 555 таймере. и сигнал от датчика тока подавать на вход R/С ИРки.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 16-09-2012 23:33
Я ничё не патентовал и не собираюсь, так что модернизируйте, пробуйте - у меня просто таких деталей нет. Может, обратноход и хреновая идея, но блок контроля тока из моей схемы, ИМХО, можно применить где угодно. И если этот приём сможет поднять эффективность двухтактника, нормировав его мощу во всём диапазоне выходных напруг, убрав кипячение на старте - так это ж пиздатый двухтактник выйдет тогда!
Может, как-нить сооружу двухтактник на триггерах шмидта, с 2-мя драйверми на биполярах и двумя контролями токов на обоих полевиках. Ватт эдак на полсотни - уже даже аккумуль приобрёл компактный свинцовый 12В, 1.2Ач. Но пока мой миниатюрный 800В обратноход ещё пашет и выдаёт под 10Вт, заряжая 74Дж капы за 8сек, я не особо задумываюсь над приростом мощи. Вот когда придёт время переносной гаусс собирать, вот тогда уже буду думать над уменьшением времени зарядки.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 17-09-2012 00:43
1) это не обратноход.
ни капельки не обратноход.
тип преобразователя - бустер.
2) то что здесь кривовато реализовано это называется токовый режим.
применяется во всех взрослых преобразователях.
таких как сварочные инверторы, мощные зарядные устройства, итд итп.
3) свинец это отстой. лучше смотреть в сторону Li-Ion и Li-Pol
я купил и не жалею.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1301
Добавлено: 17-09-2012 07:34
Вместо 555 таймера использовать IR2153. Тот же таймер только с драйвером. Использовать только нижний канал драйвера.

насколько помню выходной ток у них не сильно отличается (особенно если у 555 объеденить выходы), посему смысла нед

о блок контроля тока из моей схемы, ИМХО, можно применить где угодно

первернув вверх ногами
все-же проще и кошернее мерять напругу относительно нуля

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 129
Добавлено: 12-11-2012 09:19
Ян, и какой последний вариант твоей схемы? Из тех сведений что у меня таймер уже сдвоеный, драйвер появился и транзистор не SPA08N80C3 как был в начале.
Да, и ты обещал фото преобразователе.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 443
Добавлено: 12-11-2012 11:20
Да разжирел уже этот преобраз до целой платы управления. Тем маленьким преобразом уже и не пахнет - см. в теме про катушки всю фоту ускорителя - там плата сбоку, это и есть преобраз с прерываетелем и пускачом первого тирика - всё да кучи и интегрировано. Неизменным осталось лишь одно - малая мощность (6Вт). Если когда-нить закончу катушки вязать, буду думать над мощным прямоходовым вариантом преобраза.
Вариант, что я юзаю сейчас, ничем не интересен, короче. Полевики юзаю SPA11N80C3, но чессгря, SPA08N80C3 грелся меньше, несмотря на большее проходное сопротивление. Таймер двойной просто потому, что ещё один понадобился для вкл/выкл управления, а в одном корпусе двоих держать удобнее. Драйвер, думал, поможет уменьшить потери на переключение по сравнению с управлением полевиком напрямую от таймера - никакой разницы не дало. Но там на драйвере подвязана ещё функция тягания второго полевика, так что без него таймер не справился бы обоих дрочить. Ну и разделение кондюков и прерывание полевиком потребовало гальваническую развязку оптопарой в цепи обратной связи.
Я ща преобразом не парюсь - явно временное решение: громоздкий, слабый, и уж сам точно не помню, что да как там. Качает, ну и хер с ним. Его время ещё придёт. А пока работает, я катушки вяжу.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 119
Добавлено: 09-12-2012 00:21
Я решился доработать эту схему. Таймер я заменил на специализированную микросхему mc34063, так же я вроде как схемно реализовал дроссель-автотрансформатор. Все, что правее дросселя - относится к шокеру.
Вот схема

Собрал схему, запустил, вроде работает. Токовый резистор - о.22Ом, транзистор cs4242, дроссель 20+40 витков на ферритовой гантельке, частота должна быть 47 кГц. Сильно греется ключ, при работе на нагрузку в 330 Ом напряжение на ней 45 вольт. Сильно греется транзюк, КПД не выше 50%, на ХХ не развивает выше 200 вольт, на пятой ноге меньше 1.25 вольт а преобраз не хочет дальше гнать напрягу. В чем может быть косяк?


Группа: Участники
Сообщений: 5
Добавлено: 04-10-2016 18:47
Всем доброго времени суток, надеюсь тема еще не умерла. Заранее извиняюсь за то что влезаю со своим вопросом. Просто я не сильно шарю в разработке электросхем, но собрать схему при достаточном количестве информации могу.
Суть вопроса в следующем необходимо собрать обратноходовой преобразователь с шим мощность порядка 400Вт:
входное напряжение с трехфазного генератора с постоянным магнитом переменное от 1В до 250В
выходное напряжение постоянное 14.4В
В руки мне попала схема подходящая для этих целей, но ее автор так и не выложил законченный вариант и связь с ним потеряна. Очень прошу помогите, взгляните опытным взглядом, подскажите где что не так.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1479
Добавлено: 16-12-2016 07:20
400 ватт? Схема столько не даст, возьмем резистор R6,а, то .е. ток больше 5А не пойдет, при 1 в на R6 микросхема отключается. Для 210в ток средний, при максимально возможной скажности скважности будет порядка 1,5А (ток растет от 0 до 5А. то уже средний ток равен 2,5, максимальное заполнение -60%, иначе ЭДС самоиндукции убъет транзистор . итого: ,5*0.6=1,5)
ИТ.е. 1,5*210=310. Т.е, с учетом всех потерь, КПД и прочего больше 200 ватт не получите, что это мало вероятно, чо 200 ватт вытянете. И есть еще огрехи, которые не позволят получить такую мощность.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 16-12-2016 18:35
это схема типо под стабилизатор от мотоцикла
там генератор без регулировки возбуждения тупо с постоянным магнитом
там нет 400 вт
вт 70-100 максимум наверное


Группа: Участники
Сообщений: 5
Добавлено: 16-12-2016 18:46
Жаль, а схема давала такие надежды=(
А вообще в природе существует регулятор такого типа с мощностью 400Вт? Уж очень хочется регулятор напряжения с высоким КПД, а не штатный шунтирующий который литр бензина ест и лошадиную силу отнимает.
Да, правда это регулятор напряжения для мотоцикла. Паспортная мощность генератора 360Вт.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 17-12-2016 19:10
в интернете есть схемы но вроде не за даром
так то можно да собрать вт на 300 но надо что то думать
там очень широкий диапазон напряжения входного 7 раз почти разница


Группа: Участники
Сообщений: 5
Добавлено: 10-01-2017 20:52
Да, в интернете полно схем... Но мой печальный опыт использования схем из интернета показывает, что 90% этих схем неработоспособны, они либо сразу сгорают, либо не работают вообще.
Входное напряжение колеблется от 12 до 200 Вольт, да диапазон очень большой.... пытался найти готовые варианты на алиэкспресс, но даже у китайцев нет чего-то близкого к этому диапазону, только шунтирующие. А шунтирующих схем масса в интернете, собирал их, но это все равно не то. Опять все сводится к переводу бензина и мощности в тепло, а КПД оставляет желать лучшего.
Если есть возможность, не могли бы скинуть пару примеров таких платных вариантов?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 833
Добавлено: 10-01-2017 23:15
А нельзя сделать по аналогии с БП с КМК в несколько шагов преобразование? Если там например до 200 то бустер до 200 например и уже с 200 понижающий полумост на сколько надо.
Если бустер такой диапазон не потянет то взять несколько преобразователей и компаратором включать тот который более эффективен а второй соответственно выключать?


Группа: Участники
Сообщений: 5
Добавлено: 11-01-2017 00:15
Идея неплохая, хотя я не особо себе представляю как это выглядит. На счет блока питания компьютера я уже думал, современные блоки уже выдают до 2кВт, но как быть с диапазоном входного напряжения? И придется повышать выходное с 12В до 14В, еще нужно как-то реализовать зарядное устройство для АКБ постоянно 14В не очень хорошо на них влияет, еще у БП есть лишние напряжения (5В, 3.3В...). А так же очень важно каких размеров будет все это устройство? БП от компьютера сам по себе не маленький. Задумка для мотоцикла, а там места особа много нет, не то что в автомобиле.
Поэтому мне и приглянулась схема, которую я выложил она вроде как не очень большая за исключением трансформатора и создавалась для мотоцикла, но ее автор не довел дело до конца.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 833
Добавлено: 11-01-2017 09:57
Во всех нормальных блоках питания, и абсолютно во всех компьютерных блоках две ступени преобразования, сначала простое повышение напряжения до определенного уровня, которое подается на втроой преобразователь и уже второй из этого напряжения делает нужное нам. Сделано это для того чтобы блок размазывал потребляемую мощность на всем диапазоне. Т.к. если взять например после выпрямителя напряжения конденсаторы на входе преобразователя которые заряжены до 310 вольт. Синусоидальное напряжение на входе будет заряжать их только короткий промежуток времени когда напряжение больше чем напряжение на кондерах в итоге пиковая мощность блока будет адской. Двойное преобразование позволяет размазать зарядку конденсаторов практически на весь период синусоиды снизив пиковое потребление.

Думаю надо все же копать в эту сторону, темболее что КПД современных блоков очень хороший. Почитать про это подробней можно на хабре в цикле статей: https://geektimes.ru/post/267682/ либо тут например https://geektimes.ru/post/284140/

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 11-01-2017 17:53
это коррекция мощщи для того что бы сеть не мучать
"Active PFC is the use of power electronics to change the waveform of current drawn by a load to improve the power factor. Some types of the active PFC are buck, boost, buck-boost and synchronous condenser. Active power factor correction can be single-stage or multi-stage.
In the case of a switched-mode power supply, a boost converter is inserted between the bridge rectifier and the main input capacitors. The boost converter attempts to maintain a constant DC bus voltage on its output while drawing a current that is always in phase with and at the same frequency as the line voltage. Another switched-mode converter inside the power supply produces the desired output voltage from the DC bus. This approach requires additional semiconductor switches and control electronics, but permits cheaper and smaller passive components. It is frequently used in practice.
For a three-phase SMPS, the Vienna rectifier configuration may be used to substantially improve the power factor.
SMPSs with passive PFC can achieve power factor of about 0.7–0.75, SMPSs with active PFC, up to 0.99 power factor, while a SMPS without any power factor correction have a power factor of only about 0.55–0.65.
Due to their very wide input voltage range, many power supplies with active PFC can automatically adjust to operate on AC power from about 100 V (Japan) to 230 V (Europe). That feature is particularly welcome in power supplies for laptops."
и тут это ну вообще нафиг не надо

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 833
Добавлено: 11-01-2017 20:59
Ах тыж говна кусок пулемет, ведь правда нах не нужно, хотя мне думается чтоб все было збс и если это для мотоцикла то надо искать оптимальный режим работы двигателя и оптимальный жор генератора при котором движок жрет меньше горючки и тратит меньше дури на генератор. И стараться жрать в этом режиме например если аккум не разряжен до определенного уровня, если разряжен то забивать болтище на режим, забивать болтище пулемету в глаз и жрать сколько надо для заряда и всего остального. Ну и чтоб жрать оптимально как вариант говнячить параллельно несколько преобразователей для разных входящих напруг чтоб каждый работал в своем оптимальном диапазоне, правда изврат наверное тот еще)


Группа: Участники
Сообщений: 5
Добавлено: 11-01-2017 21:06
kumbr, да в первой ссылке в одной из статей приводится практически такая же схема что я выложил, во только мощность ее маловата и диапазон входного напряжения сильно не соответствует, а так за ссылки спасибо, информация интересная

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 833
Добавлено: 11-01-2017 21:14
Мощность ККМ в статье https://geektimes.ru/post/284140/ всего 700 ВТ :)

Поправил пост, это БП на 3кВт там делают, там описывается, человек берет схему ККМ на 300 Вт и меняет номиналы для того чтоб выдавало 700 Вт

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 833
Добавлено: 11-01-2017 21:21
Ой, Numark77, я был не прав, перепутал статьи местами :) в статье https://geektimes.ru/post/269650/ человек делает БП на 3кВт, и ККМ на 80 Вт переделывает в ККМ на 3кВт :) а я сижу вкладки переключил случайно и думаю что за фигня, ккм 700 вт а бп на 3кВт, хотя в целом в обоих статьях процесс описан и схемы пересчитываются для больших мощностей

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 1503
Добавлено: 12-01-2017 12:13
Я вообще к тому что имея уже один преобразователь чтоб от нуля до 200 то уже по сути задача будет выполнена
Самый наверное разумный способ или несколько преобразователей или один но с переключением
Сделать чтоб можно было переключать индуктивность например с последовательного на паралельное включение обмоток

бывалый
Группа: Участники
Сообщений: 47
Добавлено: 22-10-2017 21:31
Зачем мучиться и городить преобразователи на 300 Вт, которые до 300 не дотянут?? Если интерес заключается в том чтобы радиокружок порадовать, то конечно оно нужно, а если цель сделать мощный гаусс с хорошей скорострельностью, то почему бы не воспользоваться готовым устройством например как здесь. Заявленная мощность 500 Вт, в этом я конечно сильно сомневаюсь, реально будет ватт 200-300 как многие тут и желают, частота прямоугольных импульсов 20 кГц, питание от 7 и, как я полагаю до 15 вольт (номинальное 12 В), схема запитывается даже от 5 ваттного источника (правда большую часть жрет холостой ход). Если воспользоваться схемой удвоителя напряжения то можно зарядить до 800 В спокойно при питании от 12 В, а если чуток поднять напряжение питания, то и 1000 вольт не за горами.

Лично я не успевал глазом моргнуть как 3000 мкФ заряжались до 400 В. Еще примером может служить попытка сделать сорбционный выкуумный насос. Получаемое от инвертора питание зажигало плазму, которая раскаляла титановую пластинку до красна. Так что запитать конденсаторы для любительского гауссгана хватит за глаза.

новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Gauss tecnology / Универсальный обратноходовой преобразователь с ШИМ

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи

KXK.RU