Автор Тема: Блок питания для мощного транзисторного усилителя  (Прочитано 967 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Для экспериментов с усилителем на VRF2933 пришлось собрать блок питания - у меня ничего не нашлось на 60 В на 1.5 кВт.  dontknoiw11
Выходной транс набрал из того, что было, получилось два столбика колец 2000НМ с внешним диаметром 45, внутренним 25, длиной - 65 мм.  flag11
Дроссель намотан на каком-то импортном кольце 58*32*15, абсолютно аналогичном по параметрам (за исключением цены - наши раз в 10 дешевле  tongue11) нашему альсиферовому кольцу из двух половинок ТЧ-55.
Через 5 с. после включения в сеть, замыкается токоограничительный резистор в сетевом проводе, и одновременно даётся команда "старт" - контакт условно нарисован.  crazyyy
Блок питания, отдавая 1256 Вт в шесть параллельно включённых нагревателей (R=4.6 Ом, Uвых=76 В - регулировка выходного напряжения пока отключена) успешно вскипятил мне три литра воды, при этом температура транзисторов, выходных диодов, и проводов в трансе, не превысили 60 градусов.  coolest
Сам феррит транса держит существенно большую мощность - он, фактически, не грелся, как, кстати, и дроссель.  dontknoiw11
Понятно, что в блок будет введена стабилизация выходного напряжения, и на время экспериментов, мгновенная защита по току во вторичной цепи - прямо в плюс выходного питания ключ введу, чтобы срабатывание происходило за микросекунды.  playful11
При реальной работе, блок будет стартовать только в режиме передачи, время выхода на режим будет существенно сокращено. 
Общий КПД блока питания без защитного ключа в плюсовой шине выходного питания порядка 97%.
Хотелось бы услышать критику, замечания, предложения... crazyyy crazfun lol11 playful11 tongue11 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
Может гальваническую развязку 15в - 300в всётки поставить ?

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
С мощными преобразователями, что я делал, такая схема не проходила - в ней отсутствует схема быстрого разряда затворов (в моём случае - баз выходных транзисторов) и при снятии импульса открытия, затвор (база) разряжался через довольно большой резистор между истоком и затвором - здесь - 36 Ом, у меня - через резистор управления 5 Ом (почувствуйте разницу!  lol11), из-за чего транзисторы начинали греться, и падал КПД. С маломощными транзисторами с малой входной ёмкостью такой фокус может пройти, т. к., снижение КПД будет не радикальным... yep11 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Дабы не быть голословным, гляньте, что на нагрузку с ёмкостью в предлагаемой Вами схеме творится при запитке меандром с защитным интервалом (как в TL494  flag11) - фронты я белым обвёл. Специально существенно увеличил ёмкость нагрузки, чтобы лучше было видно... yep11
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
А вот так это будет у меня... coolest dontknoiw11 yep11 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
А потеря фронтов - убийство КПД... crazyyy
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
отсутствует схема быстрого разряда затворов (в моём случае - баз выходных транзисторов) и при снятии импульса открытия
Сделать "минусовой" импульс для закрытия силовиков не сложная проблема.
Когда 300в силы из за пробоя  базы выходного транзистора (чаще всего ) прилетает в 15в цепи - выгорает всё.
Сэкономив пяток деталей закладывать такую мину не рискнул бы.

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Когда 300в силы из за пробоя  базы выходного транзистора (чаще всего ) прилетает в 15в цепи - выгорает всё.

Нет, не всё. В половине случаев сгорали только резисторы между выходным транзистором и драйвером, в половине, впридачу к ним убивался один из транзисторов драйвера, может быть, бывало и сразу два - такого не припомню. То, что дальше проблема не шла - сто процентов. tongue11
Именно с IRGP4068 такое было - при многочисленных экспериментах с разнообразной силовухой аналогичной схемотехники раз двадцать точно простреливались...  19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
Нет, не всё.
Везло.
Контактная сварка 15квт 24в ток не помню. Даже порт ПК управления выбило , про силовой шкаф молчу .
Писали рекламацию итальянцам , прислали БП с гальванической развязкой ...
Иногда силовики меняли , без дальнейших последствий .

Если БП в серию - ставте развязку. Для домашнего - калиброванных предохранителей в базах хватит.

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Везло.

Может быть...
Тем не менее, вот эпюры тока через первичку при полной нагрузке с сопротивления 0.051 Ом - несложно заметить, что самый пик на переходном процессе - 29 ампер, при допустимом постоянном 96 при 25 градусах, и 48 при 100. Пиковый ток - 192 А, запас схемы - 6.6 раза...  flag11
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Эпюры коллекторного напряжения при полной нагрузке - максимум на переходном процессе - 330 В - практически, двукратный запас... dontknoiw11
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Про мощность и говорить нечего - на каждом транзисторе не более 10 Вт, при 330 допустимых.  crazyyy
Короче, выход из строя кондиционных транзисторов в данной схеме, исключён абсолютно, ну, а если они кривые, то, повторю, пока серьёзных проблем после пробоя не видел. Ну, а даже, если и прострелит дальше, сменить 494 не представит никаких проблем.  dontknoiw11
Конечно, в Ваших словах есть резон, и можно мои драйверы запитать от 30 В, подавая их в трансы, питающие затворы IGBT, схема даже станет дешевле, т. к., не будет необходимости в опторазвязке 6N137 и преобразователе P6AU, короче, подумаю.... tongue11 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
Эпюры коллекторного напряжения
Начните снижать нагрузку(плавненько не резко) и увидите как быстро тает запас (именно по напряжению ).
Не любят импульсники работать с малой нагрузкой ...
Приходится ставить на выход баластник , в результате 15-20 % мощности теряем на баласте .
От КПД 99% остаётся ...

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
А, вспомнил, почему я трансы не стал ставить!  flag11 flag11 flag11 flag11
Там же первый импульс будет однополярным, и его пиковое напряжение вдвое превысит напряжение последующих импульсов. Значит, придётся все открывающие импульсы в затворы делать половинной амплитудой от максимально допустимого на затворах, в моём случае, это всего-навсего, 10 В, а это опять же снижение КПД. dontknoiw11
Не, нафиг эти трансы, мне, повторю, при некондиционном транзисторе, проще будет резистор и 972 (973) сменить, ну, а, если произойдут сразу два чуда - прострел выходного транзистора, и проникание высокого напряжения далее драйвера, фиг с ним, и 494 поменяю. Шансы последнего, на мой взгляд, чрезвычайно мизерны.. tongue11 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Начните снижать нагрузку(плавненько не резко) и увидите как быстро тает запас (именно по напряжению ).

Да не, наоборот, снижение нагрузки снижает ток в цепи, и паразитный переходной процесс, наоборот, оказывает всё меньшее влияние, и при отсутствии нагрузки, и вовсе исчезает... playful11
Другое дело, что у меня сейчас не введена обратная связь по напряжению, которая укоротит импульсы при ХХ, естественно, нужно будет и при них посмотреть эпюры... yep11
Но там тоже трагедии не будет - превышение напряжения на стоках демпфируется диодом второго транзистора.  coolest
Короче, с трансами нормально получается только с биполярниками, с полевиками, или IGBT придётся извращаться... 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
паразитный переходной процесс, наоборот, оказывает всё меньшее влияние, и при отсутствии нагрузки, и вовсе исчезает...
При закрытии вых. транзистора в трансформаторе не будет ЭДС самоиндукции ?
Или вы сердечник трансформатора до насыщения не доводите ?

Аналоговым гляньте может увидите иголку на спаде ...

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
При закрытии вых. транзистора в трансформаторе не будет ЭДС самоиндукции ?Или вы сердечник трансформатора до насыщения не доводите ?

Да не, никакого насыщения, а импульс самоиндукции съедается диодом второго транзистора (обратите внимание - блокировочная керамика прямо на выводах транзисторов висит!), а пичок, который им не доработается, съест демпферная цепь - см. схему... tongue11
Кроме того, посмотрите на переходные процессы - никакого короткого пичка быть не может - входная обмотка транса обладает существенной ёмкостью...
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
Да не, никакого насыщения
Понял свою ошибку .
Сработал стереотип - импульсник транс в насыщении  для повышения КПД ( 97% не заметил) blush .

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Вот зум по времени переднего фронта (закрытие транзистора), осциллограф до 300 МГц - нет там никаких пичков... lol11
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Понял свою ошибку .

Да ошибки там любой может словить, пока высокочастотные цифровые осциллографы с памятью не купил, тоже много чего из чудес объяснить не мог, да и сейчас, не факт, что все нюансы до конца вычислил, хотя, сданная в серию силовуха пока не горела, да и дома ни одного взрыва пока не было, если не считать экспериментальных работ, при которых от взрыва платы разносило вдребезги с выпаданием расплавленных шариков из испарившихся выводов деталей.... rofl11 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
Вы используете "электронный трансформатор" а не импульсный , физика работы несколько иная.
Насыщеное железо больше гадит при переходных процессах.

пока высокочастотные цифровые осциллографы с памятью не купил
Хороший инструмент 85% успешной работы.

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Да не, железо я сюда ставить не буду.  lol11
25 кГц для него много. Заманчиво поднять частоту до 50 кГц, оптимальный транс при этом будет с более высоким КПД, а вот транзисторы начнут сильнее греться, да и диоды, возможно, тоже - считать надо... dontknoiw11
Когда нужно было вытягивать максимум КПД, у меня обратноходовики работали с частотой 4 кГц, два киловатта качали, фактически, без радиатора - там пластина 50*70 мм. стояла всего лишь...
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
Да не, железо я сюда ставить не буду.
Кавычки забыл поставить . Железо в данном случаи феррит. blush


Заманчиво поднять частоту до 50 кГц
Все от феррита зависит.


 

два киловатта качали, фактически, без радиатора - там пластина 50*70 мм. стояла всего лишь...

Для импульсника это норма , моща на транзисторах выделяется только на фронтах и спадах ...


Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Феррит на 25 кГц вообще холодный. 50 кГц без проблем выдержит. Греются только провода - я тепловизором смотрел... lol11
Ничего невозможного нет

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
моща на транзисторах выделяется только на фронтах и спадах ...

Не совсем. В предлагаемой схеме у меня 8 А в первичке, при этом напряжение коллектор-эмиттер порядка 1.2 вольта. lol11
Потери статики существенно превышают потери динамики... 19125
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
при этом напряжение коллектор-эмиттер порядка 1.2 вольта.
Многовато . Обычно 0,5-0,9 в (транзистор в насыщении).

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
50 кГц без проблем выдержит
С обмоткой по играть придется . Подобрать индуктивность по максимуму КПД .

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Обычно 0,5-0,9 в (транзистор в насыщении).

А у меня же IGBT - см. описалово 4068.  flag11
С мощностями более киловатта и входными напряжениями сотни вольт, по моим экспериментам самой оптимальное...
С обмоткой по играть придется . Подобрать индуктивность по максимуму КПД .

Да то фигня - сделаем... playful11
Ничего невозможного нет

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1641
А у меня же IGBT - см. описалово 4068.
Тупанул.

Оффлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6307
Бывает... crazyyy tongue11
Ничего невозможного нет