Перейти к содержанию
    

Инвертор 12В->115В 400 Гц

Здравствуйте!

Делаю преобразователь напряжения 12VDC->115В 400 Гц (с претензией на синусоидальность) используя Atmega16, IR2110, IRF540N по мостовой схеме. Синус формируется из ШИМ-сигнала, имеющего частоту 31250 Гц. Цепи стабилизации и защиты отсутствуют, поскольку предполагается кормление от инвертора только лишь вентилятора ДВО-1-400 мощностью 50Вт. Схема и файл печатной платы во вложении. Силовой выходной трансформатор серии ТА-115-400 включается своей 12 вольтовой вторичкой в диагональ моста и на схеме не показан. Обнаружил косяк с цоколевкой выводов транзистора (использовал непроверенную библиотеку, каюсь). Чтобы плату не перерисовывать, перегнул сток и исток транзистора. Сначала распаял контроллер, его обвязку, один драйвер и его полумост. Осциллограф показывает появление сквозного тока в момент выключения транзисторов (дедтайм примерно 600нс). Просьба покритиковать схемотехнику и трассировку платы, в силовой электронике я новичок. Подозреваю, что накосячил в трассировке, но, в какую сторону смотреть и что исправить, пока не представляю.

Адептов нормоконтроля и ЕСКД просьба не кидаться табуретками, поскольку делаю вещицу сугубо для себя, для проверки идеи. Танталовые емкости SMD типоразмера D заменил керамическими 47 мкФ 50 В по причине их наличия под рукой. Дроссели мотались на ферритовых кольцах М2000НМ, их индуктивности подгонялись под величину 6.7 мГн (примерно) на частоте ШИМ (31250 Гц) с помощью RLC-метра. Попутно возникают два вопроса:

1. Насколько корректно использование IR2110 при напряжении питания 12В?

2. Почему в цепях вольтодобавки драйверов во многих конструкциях мостовых и полумостовых источников питания разработчики используют конденсаторы емкостью десятки мкФ, хотя по расчетам даже с учетом 10-15 кратного запаса следует использовать конденсаторы емкостью единицы мкФ максимум?

С уважением.

inverter_sch.sch

inverter_pcb.pcb

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

на 50Вт можно было бы на порядок меньше сделать плату, если использовать смд компоненты.

IRS2186, например.

IPD096N08, например.

 

1. почему бы и нет.

2. Потому что после одного подзаряда этой ёмкости ключу надо успеть один раз, а может тысячу раз открыться-закрыться, а ещё от неё кормится драйвер, а ещё напряжение на этом конденсаторе не должно за этот период снизиться ниже порога UVLO драйвера, а так же оно не должно снизиться ниже предела, при котором начинает расти Rds_on ключа

 

Мёртвое время должен генерить сам контроллер. В задачи IR2110 не входит формирование задержек между переключениями.

Ну или если код допиливать лень, вставьте между МК и драйвером цепочки RCD для задержки.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Плата делалась на коленке методом лазерного утюга, задача жесткой экономии места не стояла. У меня мертвое время и формируется микроконтроллером.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вам бы следовало выкладывать схему и трассировку в PDF или другом общедоступном формате. Не у всех есть КАД, в котором Вы их создавали.

Я подобную задачу решал по-другому. Сначала чисто аналогово, с применением 400-герцового трансформатора. Затем на ВЧ, с применением микросхемы UC3871. Она одновременно управляет пуш-пулл каскадом и понижающим конвертером для него, модулируя питание частотой 400Гц. Получилось довольно компактно и просто. А мост на низкие входные напряжения - это плохое решение.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Исправляюсь, выложил схему и плату в удобоваримых форматах. А в чем порочность использования моста при низких напряжениях питания? И можно ли напряжение питания 12 В считать низким? Кроме того, устройство делается в учебных целях, не имея опыта разработки схемотехники импульсных источников питания и трассировки печатных плат для них наивно лезть в области высоких напряжений и мощностей. Для меня это учебно-тренировочный проект. В чем порочность моей схемотехники и трассировки платы?

inverter_sch.pdf

post-88774-1533059797_thumb.jpg

post-88774-1533059805_thumb.jpg

 

Касаемо питания моста от 12В. У китайцев есть платы EGS002 и EGP1000W для построения инвертора с чистым синусом на выходе. Один из вариантов использования этих плат допускает построение инвертора с напряжением питания моста 12В и большим железным трансформатором на выходе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А в чем порочность использования моста при низких напряжениях питания? И можно ли напряжение питания 12 В считать низким?

Всё, конечно, относительно. Просто с выбранными Вами транзисторами из входного 12В Вы будете терять напряжение на них минимум 2В при 50 ваттах нагрузки. Есть, конечно, и получше ключи, но всё равно жаль впустую тратить КПД.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

На первом этапе Бог с ним, с КПД, я не понимаю, почему у меня при выключении транзисторов дует сквозной ток. Я старался примерно прикидывать пути возвратных токов силовой части и логики во избежание интерференции и петель, но, избежать проблем не удалось.

 

Может быть, есть смысл перенести тему в раздел, относящийся к силовой электронике (с разрешения модераторов)? Все-таки вопросы у меня узкоспециализированные...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Осциллограф показывает появление сквозного тока

А давайте на него посмотрим

выложите осциллограммы с обоих затворов

и с места, в котором вы видите сквозняк

 

и кстати

Силовой выходной трансформатор серии ТА-115-400 включается своей 12 вольтовой вторичкой в диагональ моста

пусть включается, но зачем нужны С18 С19 С21 С22?

Изменено пользователем borodach

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я провел следующий эксперимент. Распаял контроллер, его обвязку (включая линейный стабилизатор), одну IR2110, и, относящийся к ней полумост. Потом порезал дорожки так, чтобы контроллер и IR2110 кормились от одного источника, а полумост- от другого. Оба источника независимы друг от друга и дают напряжение питания 12 В. В этой ситуации сквозной ток отсутствует. Как только я запитал все от одного источника, начались проблемы, появился сквозной ток. Оглядываясь на примеры использования драйверов полумоста, в частности, вышеупомянутые китайские платы, увеличивал емкость конденсатора вольтодобавки (bootstrap) с 0,68 мкФ последовательно до 10, 22 и 47 мкФ (эти конденсаторы были танталовые, всякий раз им в параллель стояла SMD керамика 0.1 мкФ). Ноль эмоций, сквозной ток не исчез. Исходя из этого я и сделал вывод, что у меня ошибки в трассировке платы. Но где и какие? Не ставить же вместо CVD цепочки вольтодобавки изолирующий DC/DC преобразователь. Иначе сама идея bootstrap-а губится на корню и нужно смотреть в сторону опторазвязки, а хочется пощупать IR-ку за всякое...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Дроссели мотались на ферритовых кольцах М2000НМ
Если кольца без зазора, автору можно притормозить бурное обсуждение схемотехники инвертора и изучить вопрос - что такое дроссели, как и на чем их мотают.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Как только я запитал все от одного источника, начались проблемы, появился сквозной ток.

А как именно Вы его обнаруживаете?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я некорректно выразился (перегрелся на работе), трансформатор включается в диагональ моста не напрямую, а через два П-образных ФНЧ, которые и образуют указанные Вами конденсаторы вместе с самомотанными дросселями. Частота среза фильтров близка к значению 400 Гц. Ведь мне ШИМ сигналом, фактически, по точкам, приходится строить синусоиду.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А в чем порочность использования моста при низких напряжениях питания?

+ проще трансформатор (в отличие от пуш-пула, у него одна первичка). На больших токах это может играть значительную роль

+ все выбросы с первички возвращаются во входной конденсатор, а не рассеиваются теплом в демпферах

- двойные потери в транзисторах на проводимость

- необходимо следить за симметричностью перемагничивания (перекос выводит трансформатор в насыщение с последующей аварией ключей)

 

С19 и С21 без толку гоняют реактивную энергию, они в интегрировании не участвуют вовсе

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Сквозной ток был обнаружен по уходу источника питания половинки моста в токовое ограничение (3 А), а затем и с помощью осциллографа. Во время эксперимента элементы, образующие фильтр еще не были распаяны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...