ШИМ "родил". Конструктивная критика очень нужна...

Брат Шышкин · 16 Март 2014 в 20:49

Есть многое на свете, друг Горацио
Что и не снилось нашим мудрецам.

TRO · 16 Март 2014 в 20:53

Гдето читал статью (сходу и не найду), по подбор номиналов снаббера вместе с включенным паралельно ключу супрессором. Супрессор использовали в качестве датчика меряя его температуру (и температуру ключа). Когда увеличение снабберной ёмкости перестаёт заметно влиять на температуру ключа и супрессора, значит достаточно. Думаю супрессор как добавочный элемент к снабберу вполне уместен.

Брат Шышкин · 16 Март 2014 в 21:01

[user]TRO[/user], Вообще то, если не кривить душой, назначение снаббера заключается в снижении потерь переключения транзистора в момент закрытия (когда ломит максмальный ток), а вовсе не в подавлении пика напряжения уже после, хотя они косвенно связаны.
Хотя и в этом приложении снабберы весьма не плохи - вспомним схемотехнику первичной обмотки обратноходовых преобразователей - они там етим самым и занимаются.

варп · 17 Март 2014 в 05:38

[user]Брат Шышкин[/user], вообще-то прямых аналогий с обротноходовым преобразователем проводить я бы не стал...В обротноходовом преобразователе трансформатор по-сути , это НЕ трансформатор , а ДРОССЕЛЬ ( это я точно знаю..., даже пробовал туда настоящий дроссель втыкать с распылённым сердечником - всё пашет на ура ...)! И снаббер там выполняет более ответственную роль - он предотвращает насыщение сердечника ДРОССЕЛЯ (во время второй половины рабочего такта) ...Ведь там фактически нет регулярной смены направления тока ( как в инверторе ...) ...Обратноходовой преобразователь без снабера тупо загонит сердечник в насыщение за несколько тактов....И энергии снабберу там приходится рассеивать значительно больше , чем в нашем инверторе...
--------------
Удалось таки с утра сделать реально эффективный снаббер ...Чуть позже схему и номиналы деталей покажу...

варп · 17 Март 2014 в 09:56

Вот такой снаббер реально заработал...Выброс задушен совсем ..., теперь импульсное напряжение на стоке закрытого ключа не превышает удвоенного напряжения батареи...
Про супрессоры можно забыть...- снабер действительно рассеивает довольно много , и супрессору это не по зубам...Не скажу , что указанные номиналы оптимальны..., но если подключить непосредственно к конденсатору снаббера осцилограф , то хорошо видно , как он быстро заряжается до 30-ти вольт , а затем успевает разрядится к следующему такту...Следуя этой логике легко добиться оптимальности...
----
...Да уж..150n , это очевидно перебор - резистор двухваттный кипит...Надо с 33n оптимум искать ...

Брат Шышкин · 17 Март 2014 в 20:19

[user]варп[/user], О чем и базар то был... При таких номиналах он не может не работать. Неоптимально, да. Но снаббер по идее рассчитывается для какого то определенного режима, в других - компромисс.
Попробуй поискать оптимум с 4n7-6n8 ИМХО, это ближе к реалиям.

варп · 18 Март 2014 в 05:11

[user]Брат Шышкин[/user], от 4n7-6n8 вообще понту - ноль...Реальная польза начинается с 33n...., и это уже приемлемо..- нагрев диода и резистора снаббера умеренный..., ток потребляемый инвертором на холостом ходу при максимальном выходном напряжении и напряжении батареи 20 Вольт составляет 0,23 Ампера....
Краткий итог со снаббером подведу - в инверторе данного типа допустимое напряжение Uc-и должно быть не ниже 2Uбат=20*2=40 Вольт...Но полевики с Uc-и=40В ставить же не будешь...- запас нужен ..., т.е. Uc-и желательно 60 Вольт ..., при этом снаббер уже может быть чисто символьческий...., а если взять Uc-и=80В , то про снаббер вообще можно забыть...
Вот где-то тут и оптимум прячется....

----------
...Вообще то ..., здесь можно было бы активный снаббер поизобретать ...- к примеру - продифференцировать паразитный импульс , и только на длительность этого импульса дололнительным ключём суровый снаберр подключать...Но мне заниматься этим влом...

( мне нужно срочно высоковольтный мотор прилепить ..., а то уже скоро снег растает , а я не на ходу...)

Брат Шышкин · 18 Март 2014 в 18:49

[user]варп[/user], Действительно, погорячился. Я чего то не учел, что у тебя низковольтное питание, про себя думая что сетевое, исходя из этого и совет давал.

Таки да, 33-47n разумный компромисс. А нагрев - это неизбежность, они (снабберы) всю лишнюю энергию в тепло переводят.
---------
Не изобретай активный снаббер - все придумано до нас. Щас не за тем компом, доберусь до дома - кину ссылку.

варп · 18 Март 2014 в 20:22

[user]Брат Шышкин[/user],

....
Сегодня очередной цирк приключился....Полдня мастерил крепёж к мотору..., к обеду мотор прилепил..., прилепил инвертор на изоленту ..., уже собрался делать тест-драйв, но обратил внимание , что двигатель крутит колесо не в ту сторону ....Ничуть не напрягшись , по-привычке меняю полярность проводов на моторе ...и ...направление вращения ОСТАЁТСЯ ПРЕЖНИМ...

...Вот такие пироги...Так что , тест-драйв пока откладывается - лепить мотор с другой стороны пока выше моих сил....
-----------
...Ещё , поймал себя на мысли , что не понимаю - в КАКИХ СЛУЧАЯХ (?) полевые транзисторы необходимо ставить впараллель? Можно ли полевой тр-р (ключ) с максимальным током стока , допустим 50 Ампер , грузить током , допустим 20 ампер....Чует моё сердце , что что-то здесь не так просто , как кажется...Объясните на пальцах ,кому не влом...Можно очень коротко...- детали сам додумаю....

SolarRay · 18 Март 2014 в 20:30

[user]варп[/user], w=r*i^2. То есть, если у транзистора, сопротивление 0,01 Ом, то при 20А, на нём будет выделяться 4Вт тепла, что в большинстве случаев (с небольшим радиатором), ни к чему плохому не приведёт. Есть ещё потери на открытие закрытие, но в большинстве случаев, они несущественны.

варп · 18 Март 2014 в 20:55

[user]SolarRay[/user], про сопротивление канала и про тепло при данном токе , и даже про тепловое сопротивление ...я всё понимаю...., но есть что-то ещё....Важное...Смущают тонковатые выводы ...- ведь есть транзисторы и на 100 Ампер..., а выводы всё те же ...А внутри там - вообще волосинки..., пусть и золотые...
-----------
В контроллерах мотор-колёс - 12 фетов..- по четыре фета на канал ..., ведь не просто так...
Должно быть ещё какое-то существенное ограничение , помимо тепла....Если через провод с сечением равным сечению вывода транзистора ток 100 Ампер пропустить ..., мне кажется он раскалится докрасна...

Брат Шышкин · 18 Март 2014 в 21:02

[user]варп[/user], У тебя скорее всего двигатель сериесный (с последовательным возбуждением), так что как полярность не верти, он все равно в одну сторону крутить будет. Лечится относительно просто - поменяй местами провода на щетки - будет реверс.
Про транзисторы. Есть такое понятие как ОБР (Область Безопасной Работы по нашенски) или SOA по буржуйски. В любом даташите ( обычно в конце) есть картиночка с таким названием. Так вот если по току не влезаешь в эту область, то надо паралелить. Покури даташит на какой либо мощный полевик - интересное чтиво!
Про тонкие выводы. В некоторых даташитах указывают красивый максимальный ток на кристалл а потом уменьшают его раза в два и честно пишут "пер лег" т.е. на ногу - ограничен толщиной вывода.
[user]SolarRay[/user], Потери проводимости не самые главные при работе транзистора в ключевом режиме. Потери переключения могут быть и поболее.

варп · 18 Март 2014 в 21:17

Блин...., раньше надо было про толшину выводов транзисторов подумать...А я удивляюсь - что это у меня припой на выводах при большой нагрузке плавится....

( смех-смехом , а тепло-то от кристалла мы отводим в радиатор..., а от вывода истока ему деваться некуда..., если особых мер не предпринять...).
...Провода на щётки местами менял ..., да , направление вращения изменилось , но крутиться он как-то коряво...Видимо сказываются его переменно-токовые гены...

...( хотя обобщать не буду - возможно это особенность только моего двигателя...)

SolarRay · 18 Март 2014 в 21:27

[user]варп[/user], в контроллерах для трёхфазных двигателей, в которых 12 ключей, по 4 на к фазу, но подключены они последовательно-параллельно, то есть, на каждый приходится половина тока, а не четверть..

варп · 18 Март 2014 в 21:32

Спасибо [user]SolarRay[/user]..., ты прав - я забыл , что там же есть верний и нижний ключь...

Брат Шышкин · 18 Март 2014 в 21:41

[user]варп[/user], Про хреновое кручение при перемене проводов на щетки. Возможно (и скорее всего) у тебя щетки сдвинуты с "нейтрали" для обеспечения оптимальной работы в изначальном направлении. При перемене они оказываются задвинуты хрен знает куда, где совсем не оптимально при реверсе. Так что либо мириться - либо крутить щеточный узел

TOM · 19 Март 2014 в 00:50

[user]варп[/user], при больших токах выводы транзисторов могут перегреваться. Бороться с этим можно, или укоротив выводы до минимума, или напаивать на выводы дополнительные шины. Я для этого использую оплетку экранированного провода.

Димка · 20 Март 2014 в 05:14

Прочитал тут кучу постов про снабберы с большим количеством заблуждений, попробую прояснить:
Снабберы по своему назначению (условно) можно разделить на:
1. Контролирующие (ограничивающие) именно скорости нарастания токов или напряжений или их произведение удерживая их в допустимых для ключей границах, обеспечивая тем самым ОБР (SOA), или иногда для устранения технологических недостатков ключей, например защёлкивание первых поколений IGBT . (это т.н. Rise Control Snubbers)
2. Контролирующие не выход напряжений и токов за максимальные значения параметров ключей в моменты переключения поглощая выбросы энергии накопленной в паразитных элементах схемы . (т.н. Clamp Snubbers).
3. Демпфирующие цепочки для уменьшения добротности колебательных контуров образованных паразитными элементами схемы. Тем самым уменьшая звоны и ЭМП. (т.н. Damping Snubbers)
Все виды снабберов бывают с возвратом (рекуперацией) энергии и без неё. (диссипативные и недиссипативные)
Примеры:
вот например схема

может быть снаббером 1 типа если ёмкость и сопротивление сравнительно малы , и тогда она будет просто задерживать рост напряжения на закрывающемся ключе пока ток спадает, тем самым схема будет отбирать на себя часть потерь переключения ключа, помогая обеспечить ОБР (SOA) и уменьшая его нагрев, R подбирается таким, чтобы успевал полностью разрядить С за время открытого состояния ключа.
та же схема может быть снаббером типа 2 , нужно только в разы увеличить ёмкость С и сопротивление R.
и тогда лучше переключить её на плюс питания с земли, получим схему варпа. Её задача поглощать энергию запасённую в паразитных индуктивностях, например индуктивности рассеивания транса и не дать напряжению превысить максимально допустимое. примером 2 типа можно привести сапрессоры и спец стабилитроны.
примером 3 типа является простая RC цепь параллельно обмотке транса.

Цитата: варп от 17 Март 2014 в 05:38
...В обротноходовом преобразователе трансформатор по-сути , это НЕ трансформатор , а ДРОССЕЛЬ ... И снаббер там выполняет более ответственную роль - он предотвращает насыщение сердечника ДРОССЕЛЯ (во время второй половины рабочего такта) ...Ведь там фактически нет регулярной смены направления тока ( как в инверторе ...) ...Обратноходовой преобразователь без снабера тупо загонит сердечник в насыщение за несколько тактов....И энергии снабберу там приходится рассеивать значительно больше , чем в нашем инверторе...

[user]варп[/user], Вы не правы, в обратноходе энергия намагничивания при размагничивании передаётся в нагрузку, а
снаббер (в идеале) поглощает только энегрию запасённую в индуктивности рассеивания транса, но так как инд. связь обмоток ниже (из-за зазора) индуктивность рассеивания гораздо выше у обратноходов, снаббер нужен мощнее.
про смену направления тока, тоже не правы, метериал сердечника может перемагничиваться по частной (ассиметричной) петле гистерезиса, при этом ток не обязан менять направление он может просто уменьшаться (даже не обязательно до нуля) при этом просто инукция не будет уменьшаться ниже остаточной B_r, но и не будет превышать максимально допустимую, что в обратноходах и происходит. Так же смены направления тока нет в классическом понижающем импульсном стабилизаторе, но это же не означает, что дроссель там в насыщении через несколько тактов после начала работы...

Цитата: i от 16 Март 2014 в 10:35
Для борьбы с паразитным выбросом при закрытии ключа применил схему из патента. Цена решения: дополнительная обмотка на трансформаторе равная по виткам (а не по току) первичной, конденсатор и пара диодов. "Вкусность" схемы в том, что конденсатор "съедает" всплеск при закрытии ключа, а затем, при его открытии, выдает "скушанное" обратно в нагрузку.
Лично мне эта схема очень помогла и я взял ее на вооружение. Без нее напряжение подскакивало в 10-15 раз, ключи открывались не вовремя от перенапряжения и грелись, а диоды на 30В пробивались на КЗ ...

Не понимаю, как выдают такие патенты, патентный поиск отменили? Схеме более 30 лет точно, а может и значительно больше, вот из книжки 81 года "Схемотехника Функциональных узлов ИВЭП" :

посмотрите на рис 9.9

похоже?
кстати для практических конструкций вместо дополнительных обмоток транса вполне можно применять просто отдельные дроссели, это может быть гораздо технологичнее, особенно при использовании уже готовых трансформаторов.