Проблемы блоков питания с параллельным резонансом

[Levontay]

Изучая околорезонансные импульсные преобразователи и общаясь об этом на форумах я обнаружил - что мастера мне отвечают про последовательный резонанс, хотя такого не спрашивал. И правда, если присмотреться - в схемах блоков питания я встречаю конденсатор последовательно с первичкой, и дальше ток проходит через ключ (который не всегда открыт) и через обратный диод. Подозреваю смысл этого - чтоб вовремя ограничить ток и не дать системе пойти вразнос (ну и ШИМ-регулировка). С другой стороны - при полном заполнении излишки выводятся в буфер питания, и напряжение выше напряжения питания не поднимается (ибо резонансу неоткуда ещё черпать силу). Так а что происходит при параллельном резонансе? Почему-бы не взять то-же ШИМ-регулирование, или какой-нибудь квазирезонансный контроллер, с пропуском импульсов, и пусть себе ограничивает размах напряжения на первичке с параллельным резонансным конденсатором. Почему параллельный резонанс в резонансных преобразователях не используют?

[Yuri222]

Levontay, что-то Вы в одну кучу и резонансные, и квазирезонансные, и ШИМ...

По поводу использования параллельного колебательного контура в преобразователях с нашим сетевым напряжением - можете объяснить, как обеспечить плавный запуск такого устройства (т.е. чтобы не было перегрузки компонентов)?

[ForcePoint]

Потому, что сопротивление параллельного контура на частоте резонанса максимально, а нам требуется перекачивать энергию.

[genao]

Нарисуй, как собираешься включать параллельный контур, например, в полумост.
Как понимаю, индуктивность этого контура - трансформатор с выходной обмоткой работающей на нагрузку (нагрузочный контур).

Теперь задай себе вопрос, какой ток пойдет через конденсатор нагрузочного контура при первом полутакте.

Затем второй вопрос - в случае полного резонанса - на какое напряжение потребуются ключи, какая изоляция трансформатора потребуется.

Затем третий вопрос - зачем используют именно квазирезонанс, то есть схемы "неполного резонанса" (подсказка - относительно низкие напряжения и потери на коммутационных ключах) для источников питания.

Что касается именно параллельного резонанса, то он весьма успешно работает в преобразователях ТВЧ установок, источниках высокого напряжения.
И там вовсю используются, то что вы написали

Так а что происходит при параллельном резонансе? Почему-бы не взять то-же ШИМ-регулирование, или какой-нибудь квазирезонансный контроллер, с пропуском импульсов, и пусть себе ограничивает размах напряжения на первичке с параллельным резонансным конденсатором.

Но подпитка этого контура как правило осуществляется через последовательный контур, образуемый дросселем, через который запитывают параллельный нагрузочный контур, и конденсатором этого параллельного контура, либо самостоятельный последовательный контур.

Либо используется инвертор тока (большая индуктивность стоит в звене постоянного тока),
либо используется трансформатор связи.

Есть и другие варианты.

[Levontay]

...По поводу использования параллельного колебательного контура в преобразователях с нашим сетевым напряжением - можете объяснить, как обеспечить плавный запуск такого устройства (т.е. чтобы не было перегрузки компонентов)?

Не понял... Даже если напряжение завышено (~350 - я к такому привык - уже свои поделки рассчитываю на потолок питания 450 постоянки) - для плавного пуска через теплорезистор, малое напряжение генератора и большой период, и малая частота, это не видится проблемой - защиты должны всё это отработать. Просто вы задаёте вопрос - как-будто я знаю ответ, а топик как-раз о противоположном.

Потому-что сопротивление параллельного контура на частоте резонанса максимально, а нам требуется перекачивать энергию.

Я это понимаю - как заряженность контура больше - чем буфера питания, и ток, естественно, из буфера в контур не пойдёт. Но почему заряженность? - потому-что не разрядили. А что часто советуют мастера для наладки блока питания в рабочем режиме? - подключать нагрузку. то-есть - вы говорите о холостом ходе, который не используется в работе. Да и защиты и стабилизации это дело отключат.

Нарисуй, как собираешься включать параллельный контур, например, в полумост.

Нарисовал (в уме): полумост - как полумост, параллельный колебательный контур и средняя точка. Вообще мне больше нравится однотакт.

Как понимаю, индуктивность этого контура - трансформатор с выходной обмоткой работающей на нагрузку (нагрузочный контур).

Почему вторичка? Я предполагал -первичку, но могут быть разные варианты. Почему вы настаиваете? Я выбрал первичку по очевидным причинам: потому-что первая, потому-что переключение ключей происходит в её цэпи, и фазы легче совместить, потому-что у неё больше витков и лучше индуктивность, добротность всё-такое...

Теперь задай себе вопрос, какой ток пойдет через конденсатор нагрузочного контура при первом полутакте.

Как всегда - максимальный. Как, собственно - и через буфер при включении. Тока ёмкость и сила гораздо меньше. То-есть, вы все сходитесь к тому - что стартовый ток будет силён? - Так это - обычное дело.

Затем второй вопрос - в случае полного резонанса - на какое напряжение потребуются ключи, какая изоляция трансформатора потребуется.

Вы говорите о разносе - вот про это я и спрашивал, потому-как не представляю - как можно раскачать контур - и при этом не сработает регулировка.

И, кстати, я не представляю - с чего система пойдёт вразнос? Разве-что - при неисправности какой...

Другими словами: при последовательном контуре - система сама себя ограничивает, а при параллельном - сама себя разграничивает. - правильно? Параллельный резонанс чреват разносом. Это можно считать ответом на топик-вопрос и вердиктом?

[genao]

Почему вторичка? Я предполагал -первичку..... Почему вы настаиваете? Я выбрал первичку по очевидным причинам: потому-что первая, потому-что переключение ключей происходит в её цэпи, и фазы легче совместить, потому-что у неё больше витков и лучше индуктивность, добротность всё-такое...

У вас явно не лады с восприятием.
Естественно, первичку трансформатора, у которого вторичка которого работает на нагрузку, то есть тоже самое, что изложено в этом сообщении

индуктивность этого контура - трансформатор с выходной обмоткой работающей на нагрузку (нагрузочный контур).

-------------------------------------------------------------------

Вы говорите о разносе - вот про это я и спрашивал, потому-как не представляю - как можно раскачать контур - и при этом не сработает регулировка.

при последовательном контуре - система сама себя ограничивает, а при параллельном - сама себя разграничивает. - правильно? Параллельный резонанс чреват разносом.

Между последовательным и параллельным резонансом вообще-то разницы нет.
Разница только в применении.

Применяете квазирезонанс - это одно решение, которое работает с ограниченной накопленной порцией энергии в контуре, которая чуть превышает порцию передаваемой энергии в нагрузку.

Применяете полный резонанс - это другое решение, которое работает с накопленной энергией в контуре, которая значительно превышает величину передаваемой энергии в нагрузку.

При полном резонансе разговор об вашем мифическом разносе имеет абсурдный характер.

Полный резонанс - это не разнос - а максимальная накопленная энергия в контуре, которая достижима в обоих видах резонанса.
А разнос - это потеря управляемости резонансного преобразователя.

Управление амплитудой полного резонанса - это управление накопленной энергией в контуре.

1 Для инвертора напряжения это управление амплитудой резонанса регулированием частоты подпитки на левой, восходящей, стороне бокового наклона резонансной кривой амплитуды резонанса.

2 Для инвертора тока это управление амплитудой резонанса регулированием частоты подпитки на правой, нисходящей, стороне бокового наклона резонансной кривой амплитуды резонанса.

При фазовом управлении это управление амплитудой резонанса регулированием фазы/шим подпитки на частоте полного резонанса.

При пропуске импульсов - это управление нарастанием энергии за счет ограничения порции накачки, опять же на частоте полного резонанса.

Другими словами выбор вида резонанса определяется целями и задачами предназначения преобразователя, то есть характером нагрузки для источника питания.

Для решения задач питания при выборе играют роль
экономичность, простота решения, наличие компонентной базы, сложность обслуживания/наладки/эксплуатации.

А вердикт такой, не валите в одну кучу

что-то Вы в одну кучу и резонансные, и квазирезонансные,

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Нарисовал (в уме): полумост - как полумост, параллельный колебательный контур и средняя точка. Вообще мне больше нравится однотакт

То есть имеем инвертор напряжения.

Не понял... - для плавного пуска через теплорезистор, малое напряжение генератора и большой период, и малая частота, это не видится проблемой - защиты должны всё это отработать.

Это справедливо для резонансных преобразователей с инвертором напряжения, смотри пункт 1 выше.

Для для резонансных преобразователей с инвертором тока маленький период/большая частота, смотри пункт 2 выше.

Для квазирезонансного преобразователя с инвертором напряжения параллельный контур проблема, так как независимо от того используете ли плавное нарастание напряжения звена постоянного тока или нет, ток через разрядившийся конденсатор, отдавший порцию энергии трансформатору, остается очень большим в рабочем режиме, а при разгоне лишь увеличивается с разгоном. Не поможет и плавный разгон ШИМ.
Этот большой ток заряда конденсатора сводит на нет преимущества квазирезонансного режима - малые потери на коммутирующих ключах.

Для квазирезонансного преобразователя с инвертором напряжения последовательный контур - то что доктор прописал.

Для квазирезонансного преобразователя с инвертором тока можете применять и паралельный контур. Только имеются определенные трудности с дросселем в звене постоянного тока при работе с переменной нагрузкой.