ИИП для новичков на IR2153

[KBH-I]

Думаю: имеет ли смысл перейти от полномостовой схемы к двойному косому мосту?
Транзисторы - STW77N60M5, нагрузка - блок резисторов РБ-302 (до 120А), схема:

[Slabovik]

R10 R12 R14 R16 что собой представляют? Зачем они?
R19 R20 - каково сопротивление, по какой причине они после диодов?
Судя по всему ШИ регуляция есть, L1 имеет достаточную индуктивность и токовую выносливость (без насыщения)?
R9 R11 R13 R15 - каково сопротивление? Какова частота работы моста? Транзисторы классные, но у них 10 нан в затворе всё-таки... Каков номинал и тип C5 C6 C7 C8?
Переключение режимов каким образом реализовано?

[Seriyvolk]

А слона то мы и не заметили... жОский мост без какого либо контроля тока подмагничивания СТ Вот на переходных процессах он и пуляеть по своим! Проблема решается разделительным кондёром по первичке СТ нужного номиналу.

[KBH-I]

R10 R12 R14 R16 что собой представляют? Зачем они?

Перемычки. Чтобы не напутать с трассировкой.

R19 R20 - каково сопротивление, по какой причине они после диодов?

8,2 Ом, нагрузка токового транса. После диодов они, чтобы ступенька диодов не уменьшала падение напряжения.

Судя по всему ШИ регуляция есть, L1 имеет достаточную индуктивность и токовую выносливость (без насыщения)?

1,3 мкГн. Судя по осциллограммам на его входе и выходе, вполне достаточно.

R9 R11 R13 R15 - каково сопротивление?

5,1 Ом

Какова частота работы моста?

100 кГц

Каков номинал и тип C5 C6 C7 C8?

4,7 мкФ, SMD0805

Переключение режимов каким образом реализовано?

Каких именно режимов?

Проблема решается разделительным кондёром по первичке СТ нужного номиналу.

Естественно, решается. Только я не смог найти кондёров, способных пропускать через себя по 20 А без фейерверка.

[Slabovik]

Да, спасибо - теперь яснее.
Seriyvolk как всегда хватает за самое главное - респект! Конденсатор очень не помешал бы в плане защиты от малейшей несимметрии поступающих на трансформатор импульсов (даже в промышленных аппаратах не брезгуют его установкой - как правило набирают необходимую емкость параллельно включенными плёночными конденсаторами типа К73-17 и т.п.)

Частота 100 кГц для моста - не многовато ли? Простой прикид говорит, что: емкость затвора порядка 10 нан., сопротивление самого затвора ~1.2 Ом, ещё 5,1 Ом - затворный резистор и ещё фиг знает сколько сопротивление драйвера (навскидку не определили тип, хотя такие драйверы явно встречал) - всё это означает частоту среза в затворной цепи никак не выше 3 МГц, и это ещё без учёта Миллера. Осциллографом глядели на затворах - сколько там наносекунд полка занимает? Полагаю, что не меньше сотни... Но на деле это к выгоранию транзисторов не относится - только к паразитному теплу... Нужен ли в затворе вообще диод и резистор - можно поэкспериментировать...

Другой интересный момент - я не вижу диодов параллельно транзисторам. Судя по схеме, надеетесь на работу внутренних диодов. Напрасно. Опять же дело в частоте. У них просто неприличное время восстановления - пол-миллисекунды и хужеет при росте тока. Для нейтрализации этих внутренних диодов навешивают внешние, с лучшими параметрами. Я бы рекомендовал какие-нибудь высоковольтные с барьером Шоттки и временем переключения несколько десятков нс.

Про переключение режимов - это вопрос был о том, как переключается например ток со 100 до 5 (неважно, со скольки до скольки), каком механизм переключения. Понятно, что шириной импульсов. но как делается ширина? Происходит ли при этом скачкообразное изменение ширины импульса сразу на требуемый, или процесс плавный?
Чтобы не томить, сразу скажу, что скачкообразного изменения быть не должно - это порождает переходный процесс в трансформаторе, который будет бить по транзисторам (да ещё и при отсутствующем конденсаторе - см. выше). Переключение режима должно быть плавным, как минимум в течение сотни-другой периодов. Если управляющий сигнал формируется аналоговым способом, то получить эту "плавность" не составит труда. При цифровом - надо думать... Если даже просто переключаете напряжение опоры контроллером, то и это можно сделать плавно...

[Seriyvolk]

Только я не смог найти кондёров, способных пропускать через себя по 20 А без фейерверка.

В ассортименте вимы или эпкоса такие точно есть. Если ты вдруг из Минска - приезжай, найду тебе из своих запасов 10-20 мкФ нормальной плёнки.
То Slabovik: 73-17 - это лавсан, не очень он туда, где гуляет большая реактивка с большими токами, тут полипропилен нужен.

я не вижу диодов параллельно транзисторам

Уж сколько копий было поломано на этом поприще Скажу кратко: простым навешиванием диода на полевик не исключить его паразитный диод (по крайней мере при таких напряжениях питания). Тут или обвязка шоттки+ультрафаст, что здорово усложнит трассировку (а с такими токами оно надо?), или оставить как есть. В подтверждение своих слов Slabovik-у домашнее задание: найти быстрый диод, у которого ВАХ будет располагаться левее бодидиода фета. Скажу сразу, SiC-шоттки тут тоже не помогут, у них падение под 2 вольта и более.

[KBH-I]

Частота 100 кГц для моста - не многовато ли?

Иначе невозможно влезть в заданные габариты.

Осциллографом глядели на затворах - сколько там наносекунд полка занимает?

20-30 нс

У них просто неприличное время восстановления - пол-миллисекунды и хужеет при росте тока.

Полмикросекунды. Но подумаю.

Про переключение режимов - это вопрос был о том, как переключается например ток со 100 до 5 (неважно, со скольки до скольки), каком механизм переключения. Понятно, что шириной импульсов. но как делается ширина? Происходит ли при этом скачкообразное изменение ширины импульса сразу на требуемый, или процесс плавный?

Программно: хардовые выходы 2-х компараторов таймера в режиме счёта "сначала вверх, потом вниз". Тем самым достигается одинаковая длительность положительных и отрицательных (не знаю, как сказать точнее) управляющих импульсов.

Чтобы не томить, сразу скажу, что скачкообразного изменения быть не должно - это порождает переходный процесс в трансформаторе, который будет бить по транзисторам (да ещё и при отсутствующем конденсаторе - см. выше).

Про переходный процесс просьба поподробнее. К сожалению, программу пишу не я. Моё мнение - вычислять и задавать Кшим нужно прямо в прерывании АЦП, программист же считает - только в главном цикле по запросу от таймера, и никак не иначе. Сейчас - через каждые 10мс. Смог сделать только схему защиты по току, но она не срабатывает: то ли б/действия не хватает, то ли выбивающий ток идёт не по обмоткам, а сквозняком.

В ассортименте вимы или эпкоса такие точно есть. Если ты вдруг из Минска...

Я не из Минска, сейчас работаю в Москве, поэтому лучше напишите тип конденсатора, попробую найти.
Хотя насчёт Минска я тоже не раз уже задумывался.

[Slabovik]

Ну, 78-е и "маленько" подороже будут, а 73-х везде как грязи, хотя если есть возможность и в этом плане ограничений нет - только "за". А для 73-х нужно только напряжение повышенное выбрать (630В) и не пытаться одним конденсатором решить вопрос - нужно ставить несколько параллельно (скажем, 10 шт. по 1 мкФ), а токовую нагрузку они получше импортных лавсановых аналогов держат.

[Seriyvolk]

KBH-I, выгоднее конечно батарею кондёров набрать (в идеале из к78-2, но их на большую ёмкость нет...), но если нужен один.... http://www.epcos.com/inf/20/50/ds/B3236X.pdf
А вообще, на сайтах производителя иногда есть параметрический поиск, полезная штука, хочу сказать.
И по поводу диодов - я поправил свой предыдущий пост, почитайте.
пы.сы.: лучше на "ты".

[KBH-I]

...по поводу диодов...

Посмотрел по своим записям - ставил таки HFA15TB60, никаких изменений не заметил.

... жОский мост без какого либо контроля тока подмагничивания СТ ...

Меня интересует, сильно ли поможет идентичность длительности положительных и отрицательных полупериодов.

[Slabovik]

Ну, вот у этих ВАХ явно правее, чем у внутренних. Да, найти трудно. Однако не могу полностью согласиться с отсутствием смысла в шунтировании. Смысл-таки есть, потому что время восстановления ещё и от прямого тока зависит, чем он был больше - тем дольше восстанавливается переход. Если цеплять доп. внешний диод, то при этом внутренний диод хотя и не исключается полностью, но зато уменьшается его время восстановления.
Признаюсь - с лёту у меня наткнуться на правильные диоды с нужным током, соответствующим току используемых транзисторов, не удалось. Однако я наткнулся на вполне пристойные 15-амперные диоды ВАХ которых таки левее ВАХ внутренних диодов. Это Omnirel'овские OM5006 и OM5007... но их ток... У подавляющего же большинства, действительно, если на относительно небольших токах ситуация с FV лучше, чем у внутреннего диода, то на больших токах наоборот - FV у внешних диодов растёт быстрее.... А если так, то есть всё-таки два других пути: а) заменять транзисторы; б) ограничивать минимальный DeadTime...

По поводу переходного процесса. При скачкообразном изменении заполняемости импульсов, трансформатор ведёт себя как индуктивность, со всеми последствиями. От воздействия неодинаковых импульсов в момент перехода, через него начинает протекать затухающий постоянный ток. Чтобы его минимизировать, необходимо ширину импульсов изменять постепенно.

[Seriyvolk]

необходимо ширину импульсов изменять постепенно.

Это бесспорно поможет, но что тогда делать с переходным процессом на выходе? При сбросе нагрузки будет нехилый скачок напряжения, при набросе - провал.
По диодам, я как-то в своё время усиленно штудировал эту тему, кандидатов на прямое подключение к фету реально нет. А про "чуть-чуть поможет", так аналогичного эффекта можно добиться простым увеличением мёртвого времени и правильным выбором снаббера.

сильно ли поможет идентичность длительности положительных и отрицательных полупериодов.

Сильно. Даже очень. Но наобум, без контроля постоянной составляющей тока первички, эту идентичность обеспечить просто нереально, когда речь идёт о стабилизированном выходе.

[Slabovik]

При сбросе нагрузки неплохим "тормозом" переходного процесса должен работать LC фильтр на выходе выпрямителя (впрочем, как и при резком её увеличении). Это надо бы промоделировать, насколько петля ОС может быть медленной, чтобы успевать, и в то же время насколько ей нужно быть быстрой, чтобы не схватить возбуждение...

[KBH-I]

необходимо ширину импульсов изменять постепенно.

Это бесспорно поможет, но что тогда делать с переходным процессом на выходе? При сбросе нагрузки будет нехилый скачок напряжения, при набросе - провал.

Вообще-то это придётся решать программно. ИМХО, можно для начала ввести коррекцию Кшим как можно быстрее, программно ограничив изменение за один шаг времени.

сильно ли поможет идентичность длительности положительных и отрицательных полупериодов.

Сильно. Даже очень. Но наобум, без контроля постоянной составляющей тока первички, эту идентичность обеспечить просто нереально, когда речь идёт о стабилизированном выходе.

Постоянную составляющую тока измерять нечем, да и с переменной в реальном времени не выйдет.
К тому же вряд ли удастся создать временной перекос моста, компенсирующий изменение тока за период.

... насколько петля ОС может быть медленной, чтобы успевать, и в то же время насколько ей нужно быть быстрой, чтобы не схватить возбуждение...

Петли ООС нет. Есть прошивка, кое-как успевающая выполнять ПИД-регулирование.

[Slabovik]

Петля всегда есть, неважно, программная она, хардверная, или с помощью рукоятки
Не собираетесь пересматривать концепт по регулированию с целью вывода задатчика ширины импульса из процессора? Оставив процессору только две функции: наблюдательную (измерения) и функцию "рукоятки" - задатчика целевого тока (опорного напряжения). Честно говоря, это мои тараканы, т.к. малость предвзято отношусь к необходимости цифрового вычисления каждого импульса...

p.s. Господа, а ведь мы конкретно выпали из топикообразующей темы

[KBH-I]

Петля всегда есть, неважно, программная она, хардверная, или с помощью рукоятки

Если в этом смысле, то таки да.

Не собираетесь пересматривать концепт по регулированию с целью вывода задатчика ширины импульса из процессора?

И хотел бы, да не могу - начальство над душой сидит, постоянно торопит.

... мы конкретно выпали из топикообразующей темы

Почему это?

[Seriyvolk]

Постоянную составляющую тока измерять нечем

Как это нечем? Ключи еть? - есть! Падение напряжения на открытом канале зависит от тока? - зависит! Всё! Есть чем измерять! Вопрос в другом, поспеет ли МК за столь бытро изменяющимися процессами...

... мы конкретно выпали из топикообразующей темы

Почему это?

Ну хотя бы потому, что рассматриваемые вопросы далеко не для новичков, да и в этой теме изначально обсуждалась совсем другая схема. Было бы неплохо, если бы модераторы отделили это обсуждение в отдельный топик.

[Starichok51]

ответ на вопрос. МК не успеет за столь быстро изменяющимися процессами...

[Сергеj]

Ну хотя бы потому, что рассматриваемые вопросы далеко не для новичков, да и в этой теме изначально обсуждалась совсем другая схема. Было бы неплохо, если бы модераторы отделили это обсуждение в отдельный топик.

Да, этот 60-ти Амперный монстр совсем не вписывается в тему "для новичков".
KBH-I, как вас вообще угораздило сюда.

[Slabovik]

Падение напряжения на открытом канале ещё и от температуры канала зависит, так что метрологически оно будет недостоверно, с другой стороны, оно наверное и не надо, т.к. для определения наличия постоянки достаточно будет ловить разницу падений на двух плечах.
Жмущие сроки - это конечно да, тут быстрым вариантом кажется только присовокупление конденсатора к имеющейся схеме. Переход на косой полумост не кажется разумным, т.к. токи через транзисторы в этом случае вырастут вдвое. Хотя... если на выходе 120А при 12 вольтах - это всего лишь полтора киловатта - косые я постоянно вижу в переносных сварочниках с вдвое большей мощностью (но и транзисторов там по три-пять впараллель, правда, они похилее). Изменение концепта же может повлечь за собой как и ускорение работ, так и замедление (обычно разные концепты стараются параллельно в разработке держать, чтобы было понятно в их сравнении)...

p.s. но ведь нас пока не бьют, а вопросы действительно интересные...