Регулятор коллекторного ДПТ от all_bud - через тиристоры к фетам

ДмитрийМver2.0 · 03 Май 2013 в 15:44

Надеюсь последний мой комментарий в этой теме (ну бесполезно пытаться в силовой элетикронике сделать из г.. конфетку, всё это я проходил в 80-х с гадкими советскими танзисторами в первых ИИПах) о ОБР. Это может быть полезно всем кто меняет и форсирует схемы с мощными транзисторами. Область безопасных режимов (или работы, далее ОБР) для любого транзистора представляет собой некоторую область под кривыми максимального (мгновенного) тока и напряжения в конкретной схеме. То есть это грубо говоря мгновенная мощность в кристалле. Если мы берём (как писали выше) транзистор с 100 вольтами и 180 амперами то это вовсе не значит что он способен коммутировать 18 киловатт (100Х180=18 000 ватт). Это означает что предельными токами или напряжениями являются эти цифры (и нельзя уменьшить одну в угоду другой, то есть 200 вольт и 90 ампер

), а рабочими будут те при которых он оперирует мощностью в 150 ватт например (если указано предельные 200 ватт на кристалл). Опять таки при тех идеальных условиях, которые указаны в даташите (Т кристалла 20 С) и которые не существуют в действительности типа идеального теплоотвода. Поэтому транзистор и загружают даже от зоны ОБР на 50-75% учитывая что есть выбросы в сети, перенапряжения на элементах, пересыхание теплопроводящей пасты, внешний перегрев. И вообще разработка ключа в блоке питания более 60-100 ватт представляет собой сложную инженерную задачу с расчётами, макетированием и кучей сгоревших деталей. Более подробно с этой темой (с фото ведёрок сгоревших полупроводников

) можно ознакомиться на форумах строителей сварочников (типа сайта В Володина по сварке и ИИПам), их задачи как раз близки по мощностям к здесь поставленной.

all_bud · 03 Май 2013 в 15:52

Дмитрий, я ваши слова слушаю и запоминаю, у меня маленькая просьба, нарисовать силовой каскад для моих условий. напряжение макс 80В, ток макс 80А. Силовой каскад на транзисторах, которые вы считаете приемлимые, сколько их надо, какая будет примитивная защита, от вне штатных ситуаций??? будет схема - будем думать. если в ней есть зерно, то я готов потратиться на детали силовые.

ДмитрийМver2.0 · 03 Май 2013 в 16:42

http://valvol.nightmail.ru/schems/Petrov.html готовый узел. По ссылке (это сайт В Володина) можете найти кучу подобных разработок и пообщаться на форуме. Найдите разработку В Володина "блок управления ЭРСТ, описанного в журналах РАДИО №8-10 за 2004 год" это тоже понижающий преобразователь на сотни ампер. Разработка ключа на современенных деталях, нужного собственно только Вам это несколько недель, а то и месяцев, попробуйте собрать готовое, по ссылкам выше.

варп · 03 Май 2013 в 16:45

[user]all_bud[/user], объясни мне ещё раз - чем ты занимаешься ? Зачем заново с нуля придумывать себе проблемы ? Ведь вроде уже решена куда более трудная задача чем у тебя ..., вот здесь - https://electrotransport.ru/index.php/topic,8225.0.html ....Если не нужна такая мощща - упрости и ездий...Я тебя не понимаю....

all_bud · 03 Май 2013 в 20:23

варп
Дело было так. купил фетов, шоб сделать ключ для контакторного управления, потом покопался в радиохламе, нашел рассыпуху. накидал схему, развел плату, снял осцилограммы, вроде пашет, запустил под нагрузкой, то же пашет, но вот от внештатной ситуации сдохла.
варп. на моих мощностях чем шимить и как шимить вопрос второстепенный, здесь первично силовой модуль грамотно создать, либо тупо ставить кучу фетов с 3 кратным запасом как по току так и по напруге, либо смотреть в корень и бить в точку.

2 Дмитрий хочу вашу схему, ибо говорите сладко, а стелите плагиатом.

варп · 04 Май 2013 в 07:48

[user]all_bud[/user], такие вещи как ты хочешь , с бухты-барахты не делаются ...-нужен опыт и знания ...Делать упор на схемы полувековой давности - не правильно изначально - не надо забывать , что в те времена делать что-то путнее было просто не из чего...Тебе нужен обычный ШИМ по-мощнее...Почему ты не берёшь за основу хотя бы вот это - , вот от сюда - https://electrotransport.ru/index.php/topic,14895.54.html ...? Не знаю что получится , но ведь доработка достаточно проста - поставить ФЕТ-ов побольше , и решить вопрос с шунтом датчика тока....Там правда ограничение тока в 494-той не очень кашерно работает ( потом поясню ) , но работает...Да , придётся потратиться на полевики , и быть готовым к непредвиденным траблам , но без этого - никак...., вещь - то не детская...
[user]ДмитрийМver2.0[/user], у меня опыта с большими токами маловато , хочу услышать Ваше мнение по-поводу предложенного выше ... Может я недооцениваю сложность ? Ваше мнение - сколько и с какими параметрами полевых транзисторов достаточно для реализаци достаточной мощности ?

all_bud · 04 Май 2013 в 10:33

javascript:void(0)
блин коллега ну прям не знаю, повторюсь наверное "чем ШИМить и как ШИМить дело второстепенное"в моей схеме частота постоянна, заполнение ШИМ от 0 до 100%%, органичение тока работатет по принципу уменьшения скважности - вся структурная схемотехника как и в ТЛэке и прочих ШИМ контроллерах. Давай забудем про слаботочку.
Меня пока интересует силовая часть, при ключах в нижнем плече (срезанный полумост) мы имеем риски не отключения силового питания при КЗ в фетах (то есть полный газ в ненужный момент).
Уменя всего один вопрос для всех, как оптимально, с помощью современных деталей собрать силовой модуль без кучи фетов, без кратных запасов по напряжению (при наличии токового ограничения в управлении), просто нарисуйте схему с маркировками правильных деталей. Силовой модуль должен справляться с штатными и вне штатными ситуациями.

detoxic · 04 Май 2013 в 13:45

Цитата: all_bud от 04 Май 2013 в 10:33"чем ШИМить и как ШИМить дело второстепенное"

Изначально строить концепцию не от токового ограничения, а токового регулирования. Регулятор, обратная связь которого замкнута по сигналу с датчика тока, всегда работает в допустимом диапазоне тока.
Транзисторы вам нужны на вольт 150-200, при 5 мОм на транзистор, вам потребуется штуки 3 в параллель. При ваших мощностях и напряжениях никакие супрессоры не нужны, все можно решить топологией так, что выбросов не будет. Правильная схема это правильный драйвер, который управляет 3 транзисторами в параллель. Питание драйвера двухполярное, надежное, без просадок. Транзисторы закрывать отрицательным напряжением от -15 до -5В. Открывать +15. В правильной схеме есть защита по температуре радиатора.
Но это все заработает как ожидается, если концепция регулятора реализует токовое регулирование, а не отсечку.

Цитата: all_bud от 04 Май 2013 в 10:33Силовой модуль должен справляться с штатными и вне штатными ситуациями

внештатная ситуация в силовом преобразователе только одна - это кз на клеммах, от нее ни что не спасет, а все остальное, это сам регулятор должен разруливать.

all_bud · 06 Май 2013 в 12:36

на других надейся а сам не плошай.
проанализировал схему по контрольным точкам (при тех условиях, что были в моент пшика):
1. Сток фета
2. Выход токового ограничения 7 выв. ОУ

Точка первая, 39В напруга на АКБ, ШИМ "0" и ТО(токовое ограничение) минимальное (примерно 5-15А), напряжение сток-исток = 39В, при переключении на "72В" связка дроссель кондер мотор становятся сумматором напряжения заряженного кондера и вновь приложенных 78В, в итоге на сток-исток прикладывается пробивное напряжение 117В. Конечно скажите вы, надо ставить феты с запасом ну так раза в 2. Но имея обычный стабилитрон серии Д на 82В в цепи сток-исток, нам эти выбросы уже не страшны, и самое главное кондер на 3000мкф надо прикладывать к +АКБ до дросселя.
Наивысшее напряжение между сток-исток у нас только в период ШИМ=0, далее оно снижается до почти 0 при ШИМ=100%

Это выводы в схеме без изменений,
а терь вносим изменения, кондер на 3000мкФ цепляем на плюс АКБ, при таком восседании кондера, всплески напряжения на стоке при переключениях силовго напряжения с 39 до 78 без убийственной горы, между RV6 и 6 пином ОУ ставим резюк на 3к, вводим стабилитрон на 82В - шунтируем сток-исток, ставим супрессор ему параллельно для защиты от КЗ, ставим супрессоры на затворы фетов для защиты и стабилизации управляющего напряжения и схемы.
менять эмитерный повторитель на спец драйвер - пока думаю.
частоту ШИМ увеличиваю до 400-500Гц

all_bud · 19 Май 2013 в 17:52

господам теоретикам.
Схема работает в реальности (если кому надо, выложу схему в последней редакции). внес изменения в схему, применил драйвер IR4426S, вход на драйвер заинверсил транзистором и применил по входу инверсного транзюка диодный ключ "И" для подключения концевика тормоза .
Рабочий вариант схемы получился на 36В, транзюки IRF3205 2шт.(просто они были в заначке), частота 400Гц.
Вначале спаял на 72В, транзюки впаял IRLB4030 2шт. Протестил на лампочке без шунтирующего диода, все работает, все блок-схемы работают штатно. Присоединил к двигателю, бац, вылетели феты без подключения слаботочки, в чем проблема ХЗ. Думал думал, внес коррективы, впаял один фет 3205, включил все цепи, начал прибавлять газ и опять выбило фет. Тут я немного впал в ступор. Но протестив шкалометорм кондер 3000, шунтирующий диод, я упал с табурета. Кондер в норме, а вот диод, он Шотки сдвоенный и одна половина оказалась пробитой. Я снова впаял 3205 исключил пробитый 1/2 диода.
Заработало, сделал тест пробег, все работает, в гору забирается, ток ограничивает (надо есчо под настроить, ибо слишком ограничивает), транзюки греются еле-еле.
Ну, а терь будем учить ездить на 72В как только феты появятся нужные в руках.
Кстати при всех КЗ шо были в момент наладки, не смогли выбить слаботочную часть - хвала супрессорам. А вот феты жалко(( для их защиты надо по сути применять драйвер с SD пином и отдельный компаратор на ОУ, который будет выдавать сигнал на аварийное закрытие фетов.

2 DED спасибо за наводку на супрессоры.

Остальным "спасибо" за советы

all_bud · 20 Май 2013 в 10:36

вот схема на 36В, запускается сразу, шунт выбирается под нагрузку, у меня на 50А стоит. RV2 на схеме в положении "максимальный газ"

all_bud · 20 Май 2013 в 21:20

протестил схему без дросселя, без него не то. дроссель остается в схеме.
забыл добавить, вчера издевался по разному с байком - упирал колесо в стену и давал газ на полную, поднимался несколько раз с 2-го этажа до 5-го по винтовомупроезду гаражного кооператива, одним словом грузил контроллер по полной. Схема выдержала, вот только мотор нагрелся хорошо и немного дроссель.

all_bud · 22 Май 2013 в 22:51

вот фото на байке

sykt · 27 Май 2013 в 22:00

Схема не удобна для чтения. Есть возможность перерисовать?

all_bud · 28 Май 2013 в 14:17

[user]sykt[/user], перерисовать попробую, на словах сейчас поясню:
1. Генератор пилы - U2 и вся обвязка к ней, частота задается C1-R3, R10 для точной подстройки частоты. Выход генератора с эмитера Q2.

2. Формирователь ШИМ - U1A, вход пилы на 3 ногу, RV2 - потенциометр газа, RV1- постройка 0% ШИМ, R2 - опорное сопротивлении 100% ШИМ. Выход ШИМ сигнала на диодный ключ (D9, D10, R5)

3. Инвертор сигнала - R6 Q1 R12. Необходим для использования сдвоенного драйвера IR4426.

4. Сам драйвер (на схеме показана 1/2 МС) - U3A + обвязка выхода на феты R1 R7 D4(супрессор) D11.

5. Силовой модуль - IRF3205, D7(супрессор)

6. Блок токового ограничения - U1B - усилитель сигнала, R4 R9 D5 C2 C3 - фильтрация сигнала с шунта с защитой от всплесков ( осцилограмма напряжения должна быть как можно прямолиненой), RV5 - грубая настройка ( не менее 1 ком и не более 50ком), RV6 R11 - точная настройка (не менее 500ом), R8 D1 - выход сигнала токового огрнаничения для поднятия опорного напряжения на цепочке RV2 R2.

7. Стоп двигатель (тормозной концевик) - R13 + конопка, микрик, геркон...

all_bud · 29 Май 2013 в 11:03

Вчера потянуло на эксперименты.
Делал перекоммутацию шунтирующего диода, зашунтировал им только мотор, в итоге прбой одного из фетов, питание 36В, феты 3205. Сделал вывод - диодом шунтировать согласно топологии на схеме мотор + дроссель.

Ну и коль пошли эксперементы, решил ставить опыты на 72В. Нашел один фет IRLB4030, впаял его, отключил 1/2 драйвера, выставил токоограничение поменьше. Поехал, фет греется, динамика хорошая, тяга сопоставимая. Начал отключать цепи пакетниками (у меня два пакетника по массе: на мотор 63А и на контроллер 20А), вырубил вначале контроллер....... и вот тут фет пробило, делал все это в ШИМ 0, то есть нагрузки на фет не было. Засада какая то. Думал думал. На 36 можно было выключать как хочется, а тут на 72 косяк всплыл. И понял одну мысль, масса контроллера должна быть всегда на общем проводе, без преключателей и предохранителей, ибо при размыкании выключателя, мы теряем землю и затвор фета повисает в воздухе, а так как у меня был фет с минимальным волтажем для затвора 4.5 , то повиснув в воздухе, затвор был не закрыт полностью и фет пшик.

Не судите строго, делать девайсы на вольтаж свыше 40 это оказывается не просто так, а сложно как и интересно как))

TOM · 29 Май 2013 в 14:44

Пакетник отключал минус контроллера, а мосфет оставался подключенным к аккумумулятору?

all_bud · 29 Май 2013 в 15:12

Цитата: TOM от 29 Май 2013 в 14:44
Пакетник отключал минус контроллера, а мосфет оставался подключенным к аккумумулятору?

ну да, на 36В это не мешало безаварийной работе всех узлов при любой последовательности включения/выключения, а на 72В появились косяки. бум исправлять - перекидывать пакетники на плюс шину. заказал 150в транзюки IRFP4568.

щас опять впаял феты 3205, на 36В запустил, все работает штатно, массу контроллера пустил на общий минус без пакетника. но на 72в ездить как то веселей было. Что мне в данной схеме понравилось, так это живучесть слаботочки при всех казусах с фетами, единственный минус - при казусах горят феты.