[Plain 169]

на высоковольтный разрядник очень даже правильно будет использовать

Это бесспорно, но автору по-прежнему "надо починить" исключительно существующую схему, и никак иначе.

[gte 6]

Это бесспорно, но автору по-прежнему "надо починить" исключительно существующую схему, и никак иначе.

Нет ничего проще.

Вернуть схему до классичекого полумоста.

После выпрямителя поставить высоковольтный резистор, за ним емкость и разрядник.

Резистор должен ограничивать максимальный ток исходя из максимальной мощности. Определяется мощность емкостью перед разрядником, напряжением разрядника и частотой повторения импульсов.

Резистор должен быть на полное напряжение и соответствующей мощности.

КПД будет менее 50%, за то при небольшой частоте повторения импульсов разрядника потребуется небольшая мощность.

Настроить схему на частоту на параллельного резонанса (резонанс токов) трансформатора (без разрядника).

Как определить частоты резонансов трансформатора с нагрузкой или без нагрузки написано по ссылке

Это доступный автору топика вариант. Сейчас. Другие только в отдаленном будущем.

[James D. 0]

Подключил нагрузку (в виде набора резисторов) - 68 кОм, 90 Вт.

Добавил быстрых диодов в цепь исток-сток и стабилитронов с резисторами в цепь исток-затвор.

Схема опыта:

 

Проверил форму напряжения на затворах полевиков - почти прямоугольная форма (немного стабилитроны искажают площадку импульса), dead-time - 1.2 мкс.

Подаю на схему 220 В, потребляемый ток 1 А (на частоте ~68.5 кГц. Если чуть увеличить или уменьшить частоту - резко возрастает ток).

Греется резонансный конденсатор 68нФ. И нагрузочная сборка резисторов нагревается как печка. Полевики холодные (сидят на радиаторе).

 

Такой же результат у меня был и раньше - до добавления стабилитронов в затворы полевиков и без диодов VD9-10 в стоке-истоке. Но на разрядник схема не работала.

Еще раз попробую резистор поставить после выпрямителя до разрядника.

Частота разрядов нужна где-то 800-1000 в сек.

 

Первая схема это и есть классическая схема полумоста? Или так:

 

Какую из схем подключения нагрузки к полумосту надо использовать?

[Александр Козлов 0]

Давайте порассуждаем. Амплитуда напряжения на выходе полумоста 150В. На вторичной обмотке амплитуда напряжения составит 150*521/29=2700В.

Для того чтобы зарядить вашу накопительную емкость за 1 млсек достаточно обеспечить ток заряда 0,1А.

Пусть емкость полностью разряжена. При этом ток заряда ограничен только индуктивностью рассеяния трансформатора.

Для ограничения тока нужно применять дроссель. При частоте 70 кГц длительность полупериода 7 мксек.

Значит, вам нужен дроссель примерно : L=7*10-6*2700/1=19млГн. При этом ток заряда в конце полупериода принимаем 1А, а ток через транзисторы преобразователя будет 18А.

Если ограничить ток резистором, то на нем будет рассеиваться мощность такая же как на нагрузке.

Дроссель получается еще тот, но сделать его можно.

Если я в чем-то ошибаюсь подскажите.

[Ydaloj 0]

вот поэтому на первых же страницах темы и предлагали обратноход. Чтобы не надо было никаких дросселей, а в current mode ещё и токовая защита автоматически присутствовала бы. Схема была бы раза в 3 меньше, во столько же раз дешевле, и, при прямых руках, заработала бы сразу.

[Александр Козлов 0]

Транс будет еще тот, однако...

типа ТДКС

 

[gte 6]

Частота разрядов нужна где-то 800-1000 в сек.

Энергия одного разряда = CU²

За 1 секунду при частоте 1 кГц потребуется

(28*10_-9*9*10⁶*1000)/2 = 126 Дж/с.

Т.е. в нагрузку уйдет до 126 Вт.

При варианте Б можете настроить на резонанс при минимуме тока. Сопротивление будет близко к активному, максимальный ток определится нагрузочным резистором. При 300 Вт это 30 кОм.

В качестве резисторов можно использовать набор резисторов типа ТВО-10, ТВО-20 и тп.

 

Перед этим снять характеристику как я написал ранее.

Но все равно вылезут какие то проблемы.

Например, при пробое может заметно изменяться частота резонанса.

Это не правильный, но возможно, самый быстрый вариант.

вот поэтому на первых же страницах темы и предлагали обратноход. Чтобы не надо было никаких дросселей, а в current mode ещё и токовая защита автоматически присутствовала бы. Схема была бы раза в 3 меньше, во столько же раз дешевле, и, при прямых руках, заработала бы сразу.

Очень сильно сомневаюсь. Вы не учли что сотни Ватт при 3000 кВ.

Но такой вариант кто то использовал в России для лазеров.

[Plain 169]

вот поэтому на первых же страницах темы и предлагали обратноход

Для любителя гораздо проще будет питаемый током пуш-пул, но у автора и половина энтузиазма не выгорело, надо подождать ещё десяток страниц.

[James D. 0]

Уже 5 страниц? А у меня настроено 150 сообщений за страницу темы, так что я еще на первой странице. :)

Здесь уже перебрано 100 вариантов схем, 5 страниц исписано, а знаю я меньше чем в начале темы...

При разряде в разряднике хорошо было бы отключать выход схемы от трансформатора или обесточивать схему на это время. 1000 раз в секунду...

Насчет дросселя.

Александр Козлов, где можно почитать про расчет дросселя, который Вы приводили?

 

gte, Вы имеете в виду этот вариант Б?

 

Резистор, который 30 кОм, это R на этой схеме?

 

Я тут подумал, если так сделать, то получается RC цепь (R - C17) со своей постоянной времени заряда.

При U = 3000В, R = 30000 Ом, С = 0.028 мкФ, время зарядки конденсатора до 99.2% = 4.2 миллисекунды (238 Гц). Максимальная рассеиваемая мощность = 300 Вт.

При R = 7150 Ом, время зарядки конденсатора до 99.2% = 1.0 миллисекунды (1000 Гц). Максимальная рассеиваемая мощность = 1258.7 Вт.

Это расчеты для заряда конденсатора постоянным током.

 

Но защитит ли этот резистор транзисторы от перегрузки?

Если использовать дроссель, как защиту от перегрузки, его ставить вместо резистора R?

Изменено 26 октября, 2013 пользователем James D.

[Ydaloj 0]

Plain, зачем ему сетевой пушпул советовать? он же тогда как инженер тимофеев, весь дом без света оставит.

 

gte, топикстартеру не надо сотен ватт, на самом деле. я не знаю, почему он себе в голову вбил эту магическую цифру 300. Хотя бы чисто обкатать технологию, начать с половинного результата, простенький токовый обратноход как нельзя кто подходит для работы на ёмкость. Вы же видите, у него на резисторах киловатты рассеиваются. Качать в конденсатор 100-200Дж в секунду с минимальными потерями - тут надо долго и тщательно считать, а у него половина номиналов с потолка взята.

[Plain 169]

зачем ему сетевой пушпул советовать? он же тогда как инженер тимофеев, весь дом без света оставит.

Не знаю такой топологии. Я советовал получить ток, например 126 Вт / 126 В = 1 А, и им питать пуш-пул.

 

То же самое ещё проще сделать в низковольтном варианте, от 12 В с компьютерного БП. Такое любой пионер из радиокружка на коленках за день соберёт.

[gte 6]

Резистор, который 30 кОм, это R на этой схеме?

Да

Я тут подумал, если так сделать, то получается RC цепь (R - C17) со своей постоянной времени заряда.

При U = 3000В, R = 30000 Ом, С = 0.028 мкФ, время зарядки конденсатора до 99.2% = 4.2 миллисекунды (238 Гц).

1,7 мс при зарядке средним током 50 мА. На самом деле будет хуже.

Но защитит ли этот резистор транзисторы от перегрузки?

Естественно.

Если использовать дроссель, как защиту от перегрузки, его ставить вместо резистора R?

Нет. Это из другой конструкции источника. Впрочем, спросите у советчика.

P.S.

Если собираетесь добывать энергию из эфира, бросьте Вы эту затею, направьте силы в другое русло.

Серьезное занятие техникой высоких напряжений требует много сил и средств.

[Александр Козлов 0]

Александр Козлов, где можно почитать про расчет дросселя, который Вы приводили?

 

1. Это не расчет а просто прикидка. Преобразователи для заряда накопительных конденсаторов рассматривались в различных сборниках.

Помню, что в сборнике "Электронная техника в автоматике" выпуск 10 была статья о таком преобразователе.

2. Сам расчет велся по формуле dI= dt*u/L.

3. Или вас интересует расчет самого дросселя?

 

Александр, Вы уже получили повышение уровня предупреждений на 10% за неумение (или нежелание) пользоваться редактором.

Вижу, не подействовало. Что за проблема?

Изменено 27 октября, 2013 пользователем Herz

[James D. 0]

У меня возникло несколько вопросов к вам, уважаемые электронщики. :)

 

Я считаю, что если вы отлаживаете схему, значит, в ней должно быть приличное число контрольных точек и методик измерений, и естественно какие-то механизмы защиты должны присутствовать. Последнее - уже не только моё мнение. У IR2153 вроде бы есть вход шатдаун, то есть можно её глушить по возникновению кз или перегрузки. Но это опять же, как подметил Burner, токовый трансформатор 1:25...1:50, и какой-нибудь одновибратор на несколько микросекунд

Да, есть шатдаун.

Не знаю, правда, как именно осуществляется отключение, но я однажды на IR2153 питание не подал, а на полевики подал (у меня раздельно питание подается), и они мгновенно сгорели. Надо надеяться, шатдаун по умному запирает феты-полевики.

Как думаете, успеет ли система защиты, построенная на этом шатдауне, защитить полевики при КЗ на выходе выпрямителя (разряд в разряднике)?

 

Сформируйте траекторию выключения полевиков. Со стока конденсатор 1-2n далее на резистор и включенный ему параллельно диод.

При нарастании напряжения (закрывание транзистора) ток будет протекать через емкость и диод. При открытом состоянии транзистора емкость будет разряжаться через открытый транзистор. Без таких цепей любая схема не жилец на белом свете.

Вообще-то попробовать можно, но вопрос такой же: сумеет ли система защиты, построенная с использованием цепей конденсатор-резистор-диод, защитить полевики при КЗ на выходе выпрямителя?

 

Все равно придется ограничивать скорость нарастания напряжения на транзисторе. Индуктивность в доли микрогенри погоды не делает, а вот защита обеспечена.

Более того индуктивность полезна. В киловатном полумосте ставлю по 5мкГ для ограничения скорости нарастания тока...

Насчет индуктивностей L3-L4, поясните, пожалуйста. Так ли это выглядит на схеме, как я изобразил, и можно ли использовать дросселя на ферритовых стержнях из компьютерных БП?

 

Для работы на высоковольтный разрядник очень даже правильно будет использовать квазирезонанс с дополнительными диодами.

"Resonant Mode Converter Topologies" by Bob Mammano

К сожалению не увидел я в этом документе методики расчета L_R... :(

 

Давайте порассуждаем. Амплитуда напряжения на выходе полумоста 150В. На вторичной обмотке амплитуда напряжения составит 150*521/29=2700В.

Для того чтобы зарядить вашу накопительную емкость за 1 млсек достаточно обеспечить ток заряда 0,1А.

Пусть емкость полностью разряжена. При этом ток заряда ограничен только индуктивностью рассеяния трансформатора.

Для ограничения тока нужно применять дроссель. При частоте 70 кГц длительность полупериода 7 мксек.

Значит, вам нужен дроссель примерно : L=7*10-6*2700/1=19млГн. При этом ток заряда в конце полупериода принимаем 1А, а ток через транзисторы преобразователя будет 18А.

Если ограничить ток резистором, то на нем будет рассеиваться мощность такая же как на нагрузке.

Дроссель получается еще тот, но сделать его можно.

Если я в чем-то ошибаюсь подскажите.

Вы бы не могли показать сами формулы, по которым приводите расчеты? Или скажите, где их можно найти? Меня интересует расчет величины тока необходимого для заряда емкости за определенное время (как Вы считали?) и расчет индуктивности дросселя (по какой формуле Вы считали?).

 

Энергия одного разряда = CU²

За 1 секунду при частоте 1 кГц потребуется

(28*10_-9*9*10⁶*1000)/2 = 126 Дж/с.

Т.е. в нагрузку уйдет до 126 Вт.

При варианте Б можете настроить на резонанс при минимуме тока. Сопротивление будет близко к активному, максимальный ток определится нагрузочным резистором. При 300 Вт это 30 кОм.

Энергия конденсатора E=(CU²)/2, E = (28*10^-9 * 3000²)/2 = 0.126 Дж.

Чтобы получить 1000 разрядов в секунду нужно затратить на это: 0.126 * 1000 = 126 Дж*с (Вт). С учетом КПД 50% выходит, что источник питания должен выдавать 250-300 Вт. Правильно я понимаю?

Нужен ли резонансный конденсатор С16 (на моей схеме, см. нижнюю картинку) последовательно с первичкой трансформатора?

Я имею в виду - добавить конденсатор в схему "Б":

 

На одних схемах он есть, на других его нет... И указывают номинал 0.47 мкФ, а первичку, говорят, вообще можно мотать 40-50 витков, а лучше 80... :)

[Ydaloj 0]

Не знаю, правда, как именно осуществляется отключение, но я однажды на IR2153 питание не подал, а на полевики подал (у меня раздельно питание подается), и они мгновенно сгорели. Надо надеяться, шатдаун по умному запирает феты-полевики.

Как думаете, успеет ли система защиты, построенная на этом шатдауне, защитить полевики при КЗ на выходе выпрямителя (разряд в разряднике)?

Полевики сгорели не от неподанного питания, а от того, что на затворы каким-то образом просочился необходимый для отпирания заряд. То ли от емкости Миллера, то ли от отсутствия подпирающих резисторов, может ещё причины были.

Сама микросхема отключит транзисторы ровно через время, обозначенное в даташите, изучайте. Плюс время возможных цепей задержек в схеме контроля тока, и т.д.

сумеет ли система защиты, построенная с использованием цепей конденсатор-резистор-диод, защитить полевики при КЗ на выходе выпрямителя?

Вы не понимаете назначения этой цепочки. Она нужна для задержки нарастания напряжения на транзисторах. К росту тока она никакого отношения не имеет.

Вы бы не могли показать сами формулы, по которым приводите расчеты? Или скажите, где их можно найти? Меня интересует расчет величины тока необходимого для заряда емкости за определенное время (как Вы считали?) и расчет индуктивности дросселя (по какой формуле Вы считали?).

Думаю, Александр Козлов тоже прокомментирует свой пост, а вообще, это школьная физика. Достаточно даже википедию почитать про то, что такое 1 генри, чтобы сформировать понятие о работе катушки индуктивности и как её считать.

Насчет индуктивностей L3-L4, поясните, пожалуйста.

На самом деле, я очень боюсь всяких странных деталей в истоках транзисторов, так как при росте напряжения на них, потенциал заряженного затвора может улететь далеко вверх, а это чревато выходом из строя схемы управления.

Нужен ли резонансный конденсатор С16 (на моей схеме, см. нижнюю картинку) последовательно с первичкой трансформатора?

Вы так и не почитали кем-то рекомендуемые вам к прочтению материалы. С16 не является резонансным конденсатором, и полумост ваш совершенно не резонансный.