[forregister84 0]

6 часов назад, аксим-м сказал:

Ок.Жду...

Схема ZVS_drv_BJT_1c6_PB

Транзисторы IRF540Z. Диоды D10, D11: SF18 (600 В, 1А 35нс)
RC-цепи на стоках не установлены. Супрессоры на стоках 1.5KE68A
Стабилитроны на эмиттерных повторителях D7, D8 не установлены.
Ограничение времени включенного состояния транзисторов: ton=около 8 мкс C8,C12=0, С9,C13=470 пФ

Сердечник E30/15/7 N87 EPCOS, зазор 0,5 мм (2x0,2+2x0,05 мм).
Расчетная индуктивность вторички 155 мкГн
Сначала обмотка III (вторичка) 10 витков проводом 2x0,56 мм, длина провода 0,5 м.
Сопротивление 17 мОм (1 А).
Потом 3 слоя скотча.
Потом обмотка 2х 5 витков проводом 3x0,56 мм (6 проводов параллельно).

Первичка выполняет роль резонансного дросселя.
Резонансный конденсатор: 3 шт 47 нФ х 1 кВ CBB81.

Дроссель – фильтр L1:
От его индуктивности резонансная частота слабо зависит.
Сердечник E20/10/6 N87 EPCOS, зазор 0,6 мм (2x0,1+2x0,2 мм).
15 витков 3 х d=0,56 мм. Слои: 5+5+5 витков.
Межслойная изоляция: 1 слой скотча.
Индуктивность: 20,46 мкГн.
Сопротивление обмотки 15 мОм (1 А). Длина провода 0,68 м.

    При перегрузке (добротность меньше 1,4) транзисторы выходят из режима ZVS.
    В момент пуска работает ограничение времени включенного состояния транзисторов на стоках сильный звон без
RC-цепей.
    Запуск происходит по срабатыванию порога включения компараторов Vpwr или Vcc.

Запуск по Vcc: сначала подаем силовое питание, потом питание сх. управления (можно Vcc сначала, перенапряжения меньше)

Запуск Rн=10 Ом; 6,4 Ом; 100 Ом; 100 Ом

Osc_пуск_E30_w1=2x5_w2=10.zip ZVS_drv_BJT_1c6.pdf

Вот приблизительный расчет, близкий к реальности

ZVS Push-Pull_1L_12V_45W_100kHz.pdf

Изменено 26 апреля пользователем forregister84

[аксим-м 2]

Благодарю. В моем случае при индуктивности дросселя, сопоставимой с контурной индуктивностью -переходняк был хуже...но правда и схемка

была другая.Надо будет заново попробовать.....Еще несколько вопросов :

1) я правильно понял, что остановка схемы-как пуск, только в обратном порядке ?....то есть выключением управляющего напряжения ? Если да,

то куда при этом утилизируется энергия дросселя?

2)при низкоомной нагрузке у вас сильный перекос в симметрии, отсюда похоже и следы насыщения.Планируете с этим как-нибудь бороться ?...это так то

чревато

3) каково практическое использование схемки ?...у меня подобный пушпул использовался для двух целей-как индукционная грелка и как заготовка

для мощной зарядки. А у вас ?

[forregister84 0]

40 минут назад, аксим-м сказал:

несколько вопросов

1. Остановить можно либо отключив силовое питание, либо питание схемы управления в любом порядке. Лучше конечно отключить силовое питание. При отключениии энергия дроселя сливается в пробой супресооров или транзисторов. Это недостаток схемы и ограничение на мощность. Правильнее конечно дополнительный транзистор с диодом как в Step-down перед дросселем по питанию выключить, а потом отключить схему управления.

2. Не заморачивайтесь вы с этой асимметрией при перегрузке это кратковременно в момент пуска. На практике я ставлю дополнительный LC-контур между вторичкой и нагрузкой. При номинальной нагрузке проблем нет. При попытке перегрузить или коротнуть, первичка видит просто увеличение емкостной нагрузки, частота падает, а не растет. При кз просто слегка повышенные потери в реактивных элементах по сравнению с холостым ходом.

3. Практическое использование: поиграться, поискрить в разных режимах (например собирал 3 кВ 15 кГц 100 Вт). Палил транзисторы только по ошибке, когда ради эксперимента поставил диоды D10, D11 11DQ10 вместо SF18 без супрессоров.

Единственные проблемы, которые были это сильные искажения синусоиды на нагрузке при попытке перегрузить (мощность потребления падает при уменьшении Rн).

Ничего не горит и без этих ваших хайтек ШИМов 🙃.  А если серьезно, конечно для промышленного применения нужно допиливать.

 

ZVS-драйвер 15 кГц: 20 В 100 Вт. На вторичке синус 3кВ пик

            Предварительный тест низковольтного трансформатора. Трансформатор:

Сердечник E42/21/20 N87 EPCOS. Зазор 0,4 мм.

Сначала намотана вторичка: 14 витков 2х0,9 мм, длина провода 1,2 м. Индуктивность 135,1 мкГн 40,5 мОм.

Потом первичка: 2х7 витков 0,9 мм, длина провода 0,74 м. Обмотки соединены последовательно:135,1 мкГн. 17,7 мОм. Средняя точка на дроссель по питанию Vpwr.

Резонансный конденсатор: 760 нФ: (3х220+100) нФ х 400 В  CBB21.

Дроссель:

Сердечник E42/21/15 N87 EPCOS. Зазор 0,6 мм. 18 витков 2х0,9 мм. Отвод от 14 витка.

Индуктивность 81,7 / 135,1 мкГн.

 

Транзисторы IRF540Z. Затворные резисторы Rg=20 Ом.

RC-цепи на стоках: 2200 пФ + 1 Ом.

ограничение времени =4700+2200пФ

Потребление без нагрузки:

12,00 В  61,2 мА,  5мин:  59,4 мА, 15,43 кГц Vds1pk=38,6 В

20,00 В 115,9 мА, 5мин: 110,5 мА, 15,31 кГц Vds1pk=64,8 В

24,00 В 142,8 мА, 5мин: 137,4 мА, 15,28 кГц Vds1pk=77,2 В

30,00 В 186,5 мА, 5мин: 176,1 мА, 15,20 кГц Vds1pk=96,2 В !

На 30 В увеличения частоты (насыщения сердечника) нет, несмотря на сильный нагрев сердечника. Оптимальное напряжение питания 10…24 В.

            Трансформатор

Сначала намотана вторичка проводом 2х 0,16 мм. 12 слоев: нечетные 54, четные 53 витка.

Отвод от 2-го и 4-го слоев. Всего 642 витка.

Межслойная изоляция: 1 слой скотча 24 мм + ПЭТ 4 мм.

Сопротивление обмотки: 24,2 Ом (100 мА). 285,466 мГн.

Межобмоточная изоляция: 3 слоя скотча.

Потом намотана первичка 2х7 виков 2х0,9 мм (7 витков 4 провода длиной 0,88 м параллельно). Слои: 4+3 витков. Сопротивление обмотки: 24,6 мОм (1 А). 136,6 мкГн.

            Резонансный дроссель Lr2:

Сердечник E42/21/15 N87 EPCOS. Зазор 0,6 мм. 9 слоев по 60 витков = 540 витков 2х0,16 мм. Отвод от 240 витка и от 480 витка. Сопротивление обмотки: 16,9 Ом.

Измеренная индуктивность:23,8 / 93,2 / 119 мГн.

            Резонансный конденсатор Cr2: 500 пФ (2 шт 1нФ х 2кВ последовательно)

Оптимальный дроссель Lr2: не более 93,2 мГн.

Osc_E42_21_20_w1=2x7_w2=642.zip

Изменено 26 апреля пользователем forregister84

[forregister84 0]

Попробовал добавить ШИМ по дросселю питания (вариант E30 100кГц). Размышления:
1.Дроссель 20 мкГн. При ШИМ=100% пульсации тока 20%p-p в дросселе на удвоенной частоте LC-контура не привоят к неустойчивой работе автогенератора.
2.Дроссель 155 мкГн. Низкие пульсации тока в дросселе на удвоенной частоте LC-контура 2,5%p-p при ШИМ=100% не гарантируют устойчивую работу при ШИМ <65%. При пульсациях 20% (20 мкГн) стабильность еще хуже (низкочастотная модуляция).
3.Нужен компаратор пикового тока дросселя,как в UC3843 с подмешиванием дополнительной пилы ?
4.Синхронная ШИМ нужна ?

С практической точки зрения:
Без ШИМ у меня схема устойчиво работала при снижении силового питания до 6 В.
Похоже тоже самое будет даже с правильным ШИМ: не менее 50% пр 12 В.
Естественно можно поднять напряжение питания выше 12 В и пропорционально снизить ШИМ.
Похоже, что регулировать амплитуду напряжения первички можно только в небольших пределах.
При питании 24 В это (6..24)*3,14 при ШИМ 25...100%.
Из этого следует, что при кз вторички (без дополнительного LC-контура) мой автогенератор устойчиво работать не будет даже с ШИМ.
Более хитрая схема работать будет, но без ZVS.

ШИМ 62,5% 12 В 155 мкГн и 20 мкГн. красный шунт 0,1 Ом, желтый напряжение на стоке одного ZVS транзистора.

Изменено 27 апреля пользователем forregister84

[forregister84 0]

Вот модель LTspice ZVS_driver без ШИМ, если кому интересно, меняете нагрузку R15: 5 Ом...10 кОм

ZVS_drv_BJT_1c1a_1L_LTspice.zip

[forregister84 0]

Мой автогенератор неплохо работает без синхронной ШИМ в диапазоне ШИМ 44%...100% при 12 В с дросселем 155 мкГн нужно только добавить RD-цепочки в схему ограничения времени включенного состояния транзисторов (R33,D220,R37,D21 LTSpice). При падении амплитуды напряжения на стоках она работала некорректно. Теперь стало лучше, но в более широком диапазоне ШИМ нужна более продвинутая схема.

Vds1, Vds2

Vds1, VPWM

ZVS_drv_BJT_S0a_PB.pdf

ZVS_drv_BJT_1c1a_1L_PWM0_LTspice.zip

Изменено 30 апреля пользователем forregister84

[HardEgor 66]

В 30.04.2024 в 22:40, forregister84 сказал:

Мой автогенератор неплохо работает без синхронной ШИМ

Забыли показать как он стартует, а то на предыдущих картинках он у вас  начинает возбуждаться.

[forregister84 0]

18 часов назад, HardEgor сказал:

Забыли показать как он стартует

Да ничего, там особенного нет, главное частоту запуска не выставлять слишком низкой.

Более важно что мой автогенератор нет особого смысла применять с ШИМ т.к. без ШИМ схема более устойчива, даже с индуктивностью дросселя 20 мкГн (с ШИМ лучше 155 мкГн) в диапазоне 5..24 В.

Конечно раздельное питание силовой и управляющей части не очень удобно и схема ограничения времени включенного состояния транзисторов запрещает запуск при пониженном силовом питании. Поэтому приходится запускать с 12 В, а потом понижать силовое питание. Вот работа при 5 В силового и 20 мкГн - нет НЧ модуляции:

ZVS_drv_BJT_1c6a.pdf

[аксим-м 2]

Цитата

Да ничего, там особенного нет,

Тут штука в чем......все переходняки имеют....эээ...статистический характер, поэтому и рассматривать их нужно тоже статистически.То есть сделать пуск/стопов-штук 50...100 подряд для полной нагрузки и столько же для ХХ.

Смотреть среднее значение и отклонения.Иногда по результатам этого теста вылазит такая страхота, что рука невольно тянется к писто...в смысле к напильнику, чтобы доработать то, что, казалось бы уже доработано.

Вы там чето говорили про 100Вт ?...На киловатты когда планируете переходить?.....сразу и аудитория расширится ))

[HardEgor 66]

В 01.05.2024 в 19:46, forregister84 сказал:

Да ничего, там особенного нет, главное частоту запуска не выставлять слишком низкой.

Это установившийся режим. Если не желаете старт показывать, то так и напишите)

[forregister84 0]

1 час назад, аксим-м сказал:

На киловатты когда планируете переходить?.

ориентировочное применение этой схемы 11...17 В с транзисторами на 100 В и 11...36 В с транзисторами на 200 В. Ограничение мощности: думаю проблемы начнутся, когда падение на открытых транзисторах превысит 1,5 В. Преимущество ZVS-пушпула это ограничение амплитуды на первичке без управления частотой. Для выпрямленного 220 В и киловатт наверное лучше другие топологии.

[forregister84 0]

1 час назад, HardEgor сказал:

Если не желаете старт показывать, то так и напишите

Будет позже.

[Yuri7751 20]

On 4/26/2024 at 2:24 PM, forregister84 said:

Вроде частота ШИМ и частота LC-контура должны совпадать или быть кратны иначе возникнет НЧ модуляция.

Как Plain уже сказал, можно не синхронизировать - надо лишь, чтобы индуктивность дросселя (дросселей) была в разы больше индуктивности контура (индуктивности намагничивания или в моём случае параллельно соединенных индуктивностей дополнительного дросселя и индуктивности намагничивания). Собственно в статьях, на которые вы сослались, об этом сказано.

Такую вот простенькую схемку я успешно использовал в нескольких высоковольтных проектах - до 500Вт (150кВ с умножителем). Никаких проблем с запуском или работой при КЗ\ пробоях в нагрузке (рентгеновская трубка) не было. Отчасти этому способствует сравнительно высокая индуктивность рассеяния трансформатора (L6).

Понятно, что трансформатор может быть и со средней точкой и одним дросселем (источник тока). 

Питающее напряжение (V1) регулируется чем угодно - я делал и SEPIC, и boost, и buck. От задачи зависит. И никакой синхронизации. Обычно частота этого питающего преобразователя была в разы выше частоты работы ZVS схемы. 

Основная засада в L5 - это резонансный дроссель, соответственно большие потери. Будет греться, надо делать на все деньги :). Ну и С1 - я использовал керамику NP0 TDK или Murata (несколько в параллель).

[аксим-м 2]

Цитата

в моём случае параллельно соединенных индуктивностей дополнительного дросселя и индуктивности намагничивания

Цитата

Основная засада в L5 - это резонансный дроссель,

Без дросселя, на одной индуктивности намагничивания не получилось ?

[forregister84 0]

1 час назад, Yuri7751 сказал:

Такую вот простенькую схемку я успешно использовал в нескольких высоковольтных проектах - до 500Вт

А включение / отключение преобразователя как делали ? R5 и R6 тумблером или транзистором ?