Jump to content

    
Sign in to follow this  
VadikT

Димминг на 2-2.5 КВт и IEC 61000-3-2

Recommended Posts

С уважением к коллегам!

Требуется управлять интенсивностью пара в бытовом парогенераторе (мощностью ТЭН).. Сперва был реализован метод пропускания-непропускания полуволн (или периодов) сетевого напряжения: вписываемся в ГОСТ Р 51317.3.2-99 (IEC 61000-3-2-95), но его неприятный эффект - мигание и мерцание света (особенно заметное и неприятное на люминесцентных лампах), связанное с падением напряжения на проводке.. Потом был реализован ФИМ-димминг (ШИМ на каждой полуволне): эффект мерцания и мигания света, естественно, был преодолен, но на мощности 2 и 2.5 КВт не вписываемся в IEC 61000-3-2 и, соответственно, не пройдем сертификацию.. И тут, как ни крути и не комбинируй разные варианты распределения мощности по полуволнам или периодам, как будто невозможно одновременно вписаться в IEC 61000-3-2 и добиться приемлемого отсутствия эффекта мерцания или мигания света..

Остается ли только быстрый ШИМ (на 25-30 КГц) ? За это придется расплатиться раз в 5-8 большим выделением тепла на радиаторе и, при текущих его конструктивных размерах, необходимой установкой кулера.. А также придется расплатиться большей стоимостью деталей диммерной части схемы..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как вариант - поставить несколько ТЭНов разной мощности и сделать из них подобие ЦАПа. :)

С целью увеличения разрядности младшими разрядами можно модулировать, хоть методом пропускания полуволн (или периодов), хоть димингом.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Как вариант - поставить несколько ТЭНов разной мощности и сделать из них подобие ЦАПа. :)

С целью увеличения разрядности младшими разрядами можно модулировать, хоть методом пропускания полуволн (или периодов), хоть димингом.

 

Мысль оригинальна:) - спасибо, положу в копилку идей..:) Сейчас, к сожалению, механический конструктив аппарата не позволяет установить в испарительный бачок несколько ТЭН.. Ну и это, конечно, более эксклюзивно, чем целесообразно для бытового прибора..

Неужели только быстрый ШИМ, чтобы вписаться в эти лимиты гармоник IEC 61000-3-2 на мощности в 2 КВт ?..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Чтобы вписаться в лимиты гармоник IEC 61000-3-2 при обычном фазовом управлении симистором, надо обеспечить подавление гармоник. Варианта два:

 

-- Поставить LC-фильтр. Недостаток - дроссель в фильтре будет довольно большой.

 

-- Поставить IGBT, который сформирует пологий фронт включения длительностью в несколько сотен мкс. Когда фронт закончится и IGBT полностью откроется, включать симистор. Совсем без LC-фильтра при этом обойтись не удастся, но размеры его будут гораздо меньше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Когда фронт закончится и IGBT полностью откроется, включать симистор.
IGBT должен быть включен параллельно симистору? Тогда весь ток будет течь через открытый IGBT, и как же откроется симистор? Тока через него не будет и он закроется, или я чего-то не понимаю? И зачем симистор? чтобы IGBT остывал до конца полупеиода?

Share this post


Link to post
Share on other sites
IGBT должен быть включен параллельно симистору? Тогда весь ток будет течь через открытый IGBT, и как же откроется симистор?

Нетрудно обеспечить (например, включением диода последовательно с IGBT) гарантированное падение напряжения примерно на 1 В больше, чем падение на открытом симисторе. При включении симистора он возьмет на себя весь ток. Малая ступенька в ~ 1 В дофильтровывается упомянутым небольшим LC-фильтром

 

И зачем симистор? чтобы IGBT остывал до конца полупеиода?

Угу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Создавая фронт в несколько сот микросекунд, мы можем сгладить высокие радиопомеховые гармлоники.. Но на уровне первых 40 гармоник стандарта IEC_61000-3-2 это почти никак не скажется..

Радиопомеховые гармоники, в принципе, уже сглаживаются небольшим дросселем и кондером в 0.1 - 0.47 мкФ параллельно на входе сети и на это распространяется стандарт EN55015..

IEC_61000-3-2 - это стандарт на первые гребаные 40 гармоник - что еть уже понятие "коэффициент мощности", а не радиопомехи.. И придумали же..

Другой неприятный эффект самопального дросселя на ферритовом сердечнике с серьезным зазором - что он трещит.. (более всего на 50% (размах точкА-то на 2 - 2.5 кВт - серьезен..)).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Создавая фронт в несколько сот микросекунд, мы можем сгладить высокие радиопомеховые гармлоники.. Но на уровне первых 40 гармоник стандарта IEC_61000-3-2 это почти никак не скажется..

Вы напрасно пытаетесь спорить. Я рассказал не умозрительную идею, а принцип работы 5А и 10А диммеров известной западной компании, прошедших сертификацию и продающихся по всему миру

 

Другой неприятный эффект самопального дросселя на ферритовом сердечнике с серьезным зазором - что он трещит.. (более всего на 50% (размах точкА-то на 2 - 2.5 кВт - серьезен..)).

Такие дроссели делают на сердечниках из трансформаторного или порошкового железа, а не на ферритовых, поэтому ваш аргумент не имеет почвы. Я видел 10А диммер другой западной компании, где использовался LC-фильтр, дроссель был намотан на тороиде сантиметров 15 в диаметре.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы напрасно пытаетесь спорить. Я рассказал не умозрительную идею, а принцип работы 5А и 10А диммеров известной западной компании, прошедших сертификацию и продающихся по всему миру

Такие дроссели делают на сердечниках из трансформаторного или порошкового железа, а не на ферритовых, поэтому ваш аргумент не имеет почвы. Я видел 10А диммер другой западной компании, где использовался LC-фильтр, дроссель был намотан на тороиде сантиметров 15 в диаметре.

Нет, спорить - не в моих интересах.. Я выразил просто свои соображения.

Я рассказал не умозрительную идею, а принцип работы 5А и 10А диммеров известной западной компании, прошедших сертификацию и продающихся по всему миру

Спасибо. Это наиболее сильный аргумент, но Вы, к сожалению, ничего не сказали о том в своем предыдущем сообщении.

Такие дроссели делают на сердечниках из трансформаторного или порошкового железа, а не на ферритовых, поэтому ваш аргумент не имеет почвы.

Да, я понимал, что такие дроссели должны быть именно из листового трансформаторного, либо порошкового железа - ибо у него выше порог насыщения, а частота небольшая: в меньшие размеры можно уместить бОльшую индуктивность.. Просто не было возможности пока добраться до расчетов и поставщиков.. А ферритовый дроссель из материала высокой проницаемости трещит, как кажется, на зазоре..

Да, тороидный дроссель из железа диаметром в 15 см - это очень серьезно.. А какая у него была приблизительно индуктивность, Вы не в курсе?

 

Моделинг показывает, что для того, чтобы вписаться хотя бы в класс "B" IEC_61000-3-2 на мощности 2 кВт, нужен дроссель не менее 30 мГн.. А чтобы подойти под соответствующий для этого применения класс "А", - и подавно более 75 мГн.. (Это очень жестоко..)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вообще-то диммеры на IGBT обычно работают немного по-другому.

В начале периода IGBT открыт, а по требуемой мощности закрывается, в этом случае бросков тока на включение нет вообще, а есть только процесс выключения, который с IGBT можно организовать как надо. Если взять "медленный" IGBT, то помех будет меньше и статических потерь тоже меньше.

Есть микросхемы управления такими диммерами.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В продолжение темы о IEC_61000-3-2 и лимитах на первые 40 гармоник потребляемого из сети тока для устройств с потреблением до 16А - такая вот тема:

Когда потребление превышает 10А, вписаться в этот стандарт с применением ФИМ-димминга (ШИМ на каждой полуволне) и сглаживающего дросселя и тормозящего фронт IGBT уже практически невозможно, - так показывает моделинг. Как же быть с теми 6 лишними амперами потребления, которые лежат выше этих 10, - стандарт-то распространяется до 16А?.. Ответ - остается только "быстрый ШИМ"?

Допустим. Но с применением стандартного диодного моста на вольтаж сетевого напряжения и IGBT или MOSFET мы расплатимся раз в 5-8 большей рассеиваемой мощностью... И действительно: стоит себе симистор на 25А на не особо большом радиаторе, рассеивает ватт 10 при мощности 2.5 кВт - и ничего больше не нужно. А здесь уж - на 50-80 Вт - будь добёр ставить кулер или реально приличную и тяжелую радиаторную болванку...

Тема такая: симистор на 25А рассеивает примерно 1Вт/1А - то есть весьма-весьма по-божески по сравнению с мостами, IGBT и мосфитами.. Раньше в фотовспышках была реализована схема - закрывания тиристора посредством закорачивания его другим тиристором через емкость подобранной величины. Симистор открывается достаточно быстро - по сравнению с тем же IGBT, например, поэтому даже динамические потери получим меньшие.. Ну то есть - берем BTA26 и коротим его через подобранную емкость - посредством BTA41 (этот симистор на 40А от ST имеет меньшее падение на том же токе - по сравнению с BTA26, - а значит, должен взять на себя основной ток в момент импульса и привести к закрыванию BTA26)... Ну и запускаем этот "быстрый ШИМ" на этой симисторной паре на частоте - 10-30КГц... Дроссель, конечно же, небольшой понадобится. Но он уже не сравним по размеру с тем, который потребуется для ФИМ-димминга даже на 5А...

Share this post


Link to post
Share on other sites

drvcircr.pdfНе надо делать ШИМ, а просто выключаем IGBT через некоторое время до начала следующей полуволны. Скважность включенного состояния на частоте 100 Гц и определяет выходную мощность.

Можно сделать примерно так, как в примере на 8 странице. Схема на 555 таймере.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this