Источники питания и свет Актуальные вопросы и ответы по источникам питания, световому оборудованию. |
16.05.2022, 14:13
|
|
Частый гость
Регистрация: 17.01.2012
Сообщений: 21
Сказал спасибо: 17
Сказали Спасибо 1 раз в 1 сообщении
|
Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
Добрый день!
Некоторое время назад я занялся созданием блока питания для озонатора.
Немного опишу что я изготовил и с какой проблемой обращаюсь к общественности за помощью.
Итак, топология - косой полумост.
Мощность - примерно 1кВт
Описание к схеме:
J5 - вход 220В
J4 - вход 15В
J3 - разьем внутрисхемного программирования
U5, U3 - КРЕН на 5В - на питание вентилятора(PR2) и на питание логической части
PR1 - сюда при тестовом запуске подключаю лампочку для уменьшения тока
J2 - разъем подключения нагрузки (первичная обмотка трансформатора)
Как все должно работать: Задающим генератором служит процессор PIC12F683 со встроенным PWM. Частота 29 кГц. Сигнал с процессора поступает на драйвер IR2110, который в свою очередь выдает управляющие сигналы на ключи. При включении питания скважность =0 и начинает плавно увеличиваться до 50%(програмно реализовал на PWM процессора). Если при увеличении скважности с микросхемы IR2570 приходит сигнал о превышении тока (примерно 5А) через ключ, то драйвер IR2110 отключается и поступает сигнал на процессор. Скважность падает в 0 и опять повышается. Процесс повторяется.
Историю со скважностями я затеял для того,чтобы как то понять, что первичная катушка находится в насыщении и чтобы ничего не сгорело из за превышения тока, который будет расти при уменьшении индуктивности катушки, вызванного насыщением сердечника.
Если я подключаю в качестве нагрузки чайник на 1,5кВт, то все хорошо работает - показания осцилографа это подтверждают... При подключении индуктивной нагрузки у меня на плате перегреваются дорожки силового контура (прям от начала до конденсатора и далее до выхода)
Ясно, что это связано с индуктивностью нагрузки, сердечник переходит в насыщении, индуктивность падает и ток растет. И даже самой минимальной скважности хватает,чтобы перегреть дорожки.
Т.е. я так понимаю проходит импульс на 1% скважности, IR2570 видит превышение тока, говорит об этом процессору, тот опять начинает скважность с 0 и при следующем импульсе все повторяется... и так 29 тысяч рас в секунду... или еще хуже - некоторые пустые идут и в результате мы получаем уменьшение частоты в 4 раза, во столько же раз и падение сопростивления индуктивности с таким же ростом тока...
Вопрос:
Подскажите, что можно в данном случае использовать в качестве обратной связи- что будет давать информацию о насыщении индуктивности первичной обмотки без передачи в нее дополнительной энергии. Или может есть какое то другое, более простое решение? Я уже всю голову себе сломал...
Заранее огромное спасибо за критику, советы...
ЗЫ: расчеты трансформатора выполнял по книжкам, перепроверял 100раз. Расчетная индуктивность первичной обмотки совпала с измеренной и тд и тп
|
|
|
|
16.05.2022, 15:06
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 20.03.2007
Адрес: "Братское кольцо враждебности", т.е. ближайшее заМКАДье.
Сообщений: 6,791
Сказал спасибо: 2,912
Сказали Спасибо 3,120 раз(а) в 2,111 сообщении(ях)
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
C9 и C10 выглядят сомнительно. По крайней мере - номиналами...
__________________
Экзорцист 40-го уровня.
|
|
|
Эти 2 пользователя(ей) сказали Спасибо ForcePoint за это сообщение:
|
|
|
16.05.2022, 15:07
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 08.02.2005
Адрес: Минск, Беларусь
Сообщений: 7,770
Сказал спасибо: 2,667
Сказали Спасибо 2,637 раз(а) в 1,950 сообщении(ях)
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
Вы моделировали эту схему? Конденсаторы С9/С10 0,22 мкФ - совместно с индуктивностью трансформатора (кстати - об этом у Вас ни слова - что за он - конструкция, его параметры?) образуют колебательный контур - т.е. переключение мягкого старта запросто может оказываться в то время, когда открыты диоды (кстати, D4 нарисован в неудачном месте - надо бы его на схеме переместить поближе к силовым ключам, а то он незаметен при просмотре схемы) - т.е. лишние потери. Да и сердечник, предполагаю, при таком подходе может оказаться неразмагниченным.
Ключи - применили на 1200В со встроенными диодами - специально или из того, что было? ИМХО лучше поставить 600-вольтные - у них потерь будет меньше в открытом состоянии.
|
|
|
Сказали "Спасибо" Yuri222
|
|
|
16.05.2022, 15:32
|
|
Частый гость
Регистрация: 17.01.2012
Сообщений: 21
Сказал спасибо: 17
Сказали Спасибо 1 раз в 1 сообщении
|
Yuri222
Трансформатор выполнен на UI сердечнике 126/91/20 N87. Зазор 0.2мм
Первичная обмотка 116 витков(1мм), вторичная 10420витков (0,125мм)
Индуктивность первичной обмотки 0,03H
Саму схему не моделировал - сразу в "бой".
Про ключи, честно признаться: я уже сбился со счета )))) Сейчас стоят GP4062D (IGBT) Рабочая частота позволяет применять их. Первоначально были со строенными диодами - действительно исходил из того что было, потом "понеслось". По поводу диодов: Сейчас стоят КРКЗ1560 (35нс). По идее должны успевать закрываться. Да и перегрев дорожек идет только по цепи от входя питания до выхода на трансформатор. Дорожки от диодов - все целые. В случае, если бы они не успевали закрыться, то перегрев был бы к ним и после них. Я склоняюсь что это перенасыщение сердечника, защита по току срабатывает, но сам сигнал, даже минимальной скважености проходит и вызывает нагрев и резкий скачек тока... вот если бы была возможность определелить насыщение сердечника и проверять этот факт процессором, то это было бы здорово... но городить схему для измерения петли гестерезиса и "изучать" ее процессором тоже не хочется ))))
Сообщение от ForcePoint
|
C9 и C10 выглядят сомнительно. По крайней мере - номиналами...
|
Ну тут исходил из того, что пленочного было у меня в наличии. Думаете, что в них причина может быть такого поведения устройства?
Последний раз редактировалось mike-y-k; 16.05.2022 в 19:18.
Причина: 6.6, 7.15
|
|
|
Сказали "Спасибо" ingeniring
|
|
|
16.05.2022, 16:02
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 08.02.2005
Адрес: Минск, Беларусь
Сообщений: 7,770
Сказал спасибо: 2,667
Сказали Спасибо 2,637 раз(а) в 1,950 сообщении(ях)
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
ingeniring,
Цитата:
|
вторичная 10420витков
|
при стольких витках это - колебательный контур.
Надо бы определить емкость вторичной обмотки, пеерсчитать ее в первичную и посмотреть, какие процессы происходят.
По диодам - я про нарисовку схемы (т.к. вначале проглядел один из этих диодов - он далеко от силовой части нарисован и не сразу виден).
В цепь питания - вероятно, неплохо бы зашунтировать сетевой электролит (300В питание) пленкой - если электролит не высокочастотный.
|
|
|
Сказали "Спасибо" Yuri222
|
|
|
16.05.2022, 16:16
|
|
Частый гость
Регистрация: 17.01.2012
Сообщений: 21
Сказал спасибо: 17
Сказали Спасибо 1 раз в 1 сообщении
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
Сообщение от Yuri222
|
ingeniring,
при стольких витках это - колебательный контур.
Надо бы определить емкость вторичной обмотки, пеерсчитать ее в первичную и посмотреть, какие процессы происходят.
По диодам - я про нарисовку схемы (т.к. вначале проглядел один из этих диодов - он далеко от силовой части нарисован и не сразу виден).
В цепь питания - вероятно, неплохо бы зашунтировать сетевой электролит (300В питание) пленкой - если электролит не высокочастотный.
|
Да, про диоды понял, спасибо за замечание!
Электрлит не высокочастоный, но и блок питания тоже не особо высокочастотный - 29кГц всего. Но тоже учтую спасибо!
Вот про "колебательный" контур - можно поподробнее? Ссылку, или где про это можно почитать. Я понимаю,что индуктивность содержит в себе паразитный элемент "конденсатор" а вот дальше не понятно - что входит в состав этого колебательного контура и как он может влиять на работу устройства? говорит ли это о том, что в определенный момент времени может сложится ситуация при которой, предположим, ключи открываются - а там напряжение на индуктивности противоположное по фазе со всеми вытекающимипоследствиями в виде увеличенного тока.
И еще вопрос - вы полагаете, что импульсами со скважностью 1% 29кГц нельзя ввести сердечник в насыщение? за 15сек к примеру... (примерно через это время все выгорело ) Т.е. моя версия не верна?
|
|
|
|
16.05.2022, 16:22
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 28.03.2008
Сообщений: 7,620
Сказал спасибо: 872
Сказали Спасибо 1,087 раз(а) в 875 сообщении(ях)
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
Во-первых, Вы чемпион: 45МП - столько ещё никто не вылаживал, уж думал - браузер у меня сломался.
Во-вторых, поясните за нагрузку: чайник - это куда? вместо первички или параллельно?
А индуктивная нагрузка? какая и опять же - куда, или это и есть первичка?
Сообщение от Yuri222
|
В цепь питания - вероятно, неплохо бы зашунтировать сетевой электролит (300В питание) пленкой - если электролит не высокочастотный.
|
На 400В низкоиндуктивных (со многими подпайками к ленте) или даже lowESR не бывает афаик.
Последний раз редактировалось zoog; 16.05.2022 в 16:24.
|
|
|
|
16.05.2022, 16:35
|
|
Частый гость
Регистрация: 17.01.2012
Сообщений: 21
Сказал спасибо: 17
Сказали Спасибо 1 раз в 1 сообщении
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
Сообщение от zoog
|
Во-первых, Вы чемпион: 45МП - столько ещё никто не вылаживал, уж думал - браузер у меня сломался.
Во-вторых, поясните за нагрузку: чайник - это куда? вместо первички или параллельно?
А индуктивная нагрузка? какая и опять же - куда, или это и есть первичка?
На 400В низкоиндуктивных (со многими подпайками к ленте) или даже lowESR не бывает афаик.
|
45МП это вы про что?
Чайник вместо трансформатора ))))) я начал подключать на выход устроства различные потребители (из мощного сначало был паяльник на 300Вт и потом в ход пошел чайник)
Т.е. чайник вместо нагрузки. Т.е. запитал его 320В импульсного постояного тока 29кГц
Чайник и паяльник исправно работают при этих условиях. А вот при включении трансформатора (без нагрузки!) через 15сек примерно сгорели силовые дорожки на плате (нагрелись и вздулись - прям от входа до выхода через ключи..) Ключи выдержали, они на радиаторе с охлаждением.
|
|
|
|
16.05.2022, 16:48
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 08.02.2005
Адрес: Минск, Беларусь
Сообщений: 7,770
Сказал спасибо: 2,667
Сказали Спасибо 2,637 раз(а) в 1,950 сообщении(ях)
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
ingeniring, десяок тысяч витков вторичной обмотки имеют большую емкость, кроме того - конденсаторы 0,22мкФ тоже немаленькие.
Вполне может оказаться так, что размагничивания сердечника не происходит (хотя присутствует зазор), или размагничивается не полностью.
Вы уверены, что только 1% заполнения, и сразу отключается?
Можно попробовать установить 1% заполнения и посмотреть осциллографом, что на самом деле происходит, и датчик тока добавить последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора - тоже посмотреть.
Ну и разводка платы тоже может иметь значение при такой мощности.
|
|
|
|
16.05.2022, 16:49
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 28.03.2008
Сообщений: 7,620
Сказал спасибо: 872
Сказали Спасибо 1,087 раз(а) в 875 сообщении(ях)
|
Re: Вопрос по созданию БП 220В->20кВ
А какой дедтайм в программе и задержки вкл-выключения у текущих ИГБТ?
Сообщение от Yuri222
|
десяок тысяч витков вторичной обмотки имеют большую емкость, кроме того - конденсаторы 0,22мкФ тоже немаленькие.
|
А если намотка несекционированная или плохо намотана - то и пробой по десяткам КВ обеспечен.
Делать 30КВ напрямую, без умножителя - очень, очень смело.
Последний раз редактировалось zoog; 16.05.2022 в 16:58.
|
|
|
|
Ваши права в разделе
|
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения
HTML код Выкл.
|
|
|
Часовой пояс GMT +4, время: 18:21.
|
|