SG3525 - Protectie cu stop si limitare puls cu puls, pro si contra

[giongiu]

Nu am montaj decat cu 3524 cu care poate vad cat de mult creste curentul in scurt fata de sarcina max.(mai trebuie sa si muncesc)

Un indian (nu piele rosie) a folosit un traf de curent dar nu are detalii cu comportarea in scurt.

Ma gandesc ca s-ar putea calcula, stiind intarzierea introdusa de SG3525, plus driver, pe de o parte si inductanta de iesire si frecventa pe de alta parte. Ma gandesc ca o valoare mare a inductantei, va micsora diferenta dintre curentul maxim si cel de scurtcircuit. Poate face Marian o simulare...Eu o sa testez practic, dar o sa mai dureze, oricum montajul e facut.

[Vizitator]

Cam dezastru cu 3524. Am sarcina 1,8ohm/ 0,5ohm paralel cu 1,8 si apoi scurt cu un fir subtire. Tensiuni: 7V/ 3,9V si 140mV.

Cu sarcina a doua intra in limitare si prin traf am 1,1A. In pin 4 am 200mV cat are amplif de curent pragul.

In scurt am 1,8A prin traf (la varf, cu sonda de curent) iar in pin 4 am 300mV cand opreste conductia .

Destul de creu sa fac si montajul cu 3525.

[Vizitator]

M-a enervat limitarea interna asa ca am folosit acelasi traf de curent--traful driver de la ATX--si un MPS2222 ce actioneaza tot in pin 9 unde am la masa 115k paralel cu 39k(pentru delta mai mic decat maxim, nu am pus bucla de control tensiune iesire) si paralel cu 6,2nF(pus intai 1,5nF/ facea urat si am adaugat 4,7nF, ceramici ambii).

Cu 0,5ohm paralel cu 1,8ohm aveam 1,6 Avarf primar traf iar cu un scurt cu fir subtire(mai aveam 1,2V iesire direct pe condensator(2200micro/35V) curentul a crescut la 1,7Avarf.

Cu scurt ceva mai ferm(0,9V la borne) curentul a ramas 1,7Avarf.

Scurtul mai apropiat de borne--0,6V la borne--curentul nu s-a schimbat.

 

REVIN: ce am uitat sa va spun este ca testele sant la 150Vca. La 190Vca o ramura a curentultu are o modulatie, scade in amplitudine.

Ma gandesc ca este din cauza alimentarii incorecte a ramurii de sus a lui IR2110 din cauza duratei foare mici a conductiei mos-ului de jos si cond de bootstrap nu se mai incarca suficient.

 

Maine poate testez si limitarea prin SD a lui IR cum a spus @giongiu.

Ramane varianta de driver cu traf, am unul de la un invertor sudura(de pe forum, era intr-un set de piese schimb).

Editat Decembrie 12, 2015 de Vizitator

[Vizitator]

Incercati o limitare pentru putere mare, minim 2kW, la puteri mici nu sint probleme cu elementele comutatoare, beleaua incepe la puteri mai mari, in regim de scurtcircuit, elementele comutatoare "dau" doar in inductanta de scapari a trafului marea majoritate a energiei, si ceva in bobina(ele) de la iesire.

Atentie, IR2110 are cam, 1,2uSec deadtime intern intre low si high side.

[Vizitator]

Nu am eu asa putere la prize pt ca intre timp mai funct si frigiderul, calculotorul.

Deocamdata imi fac usor mana, doream sa vad comportamentul integratului.

Am vazut ca in pin 10 este un tranz. asa ca l-am folosit in locul lui 2222.

Sus avem curentul prin traf---1A/div

Mijloc avem tens in pin 9 unde am acum 1,5nano paralel cu 2,2nano.

Jos este tensiunea intre mos-uri

1-sarcina medie           2-suprasarcina usoara     3-scurt, in total 3 fire de la iesire ATX cu care am legat sarcinile

[giongiu]

I-am promis lui Marian, acum cateva zile, ca o sa fac cateva masuratori, cu ajutorul unui osciloscop digital cu doua canale, pentru a determina cam ce intarziere introduce SG3525. Sau altfel spus, cat mai creste curentul, de la momentul cand tensiunea in pin 10 atinge valoarea necesara, ca iesirile sa devina off, pana iesirile devin efectiv off . Mai intai trebuia aflata tensiunea minima necesara in pinul 10. Asta se poate stabili si cu un osciloscop cu un singur canal. Se urmareste semnalul pe una din iesiri, cu potentiometru ce regleaza nivelul rampei, la minim. Apoi se creste fin nivelul, pana cand se observa o usoara scaderii a umplerii pe iesire. Asta s-a intamplat la cca 0,9V, cat avea varful rampei. Dupa aceea se vizualizeaza simultan rampa si semnalul de iesire si se observa intersectia dintre rampa si frontul descrescator. Intersectia s-a produs la cca 1V. Deci o intarziere in care rampa a crescut de la 0,9V la 1V. As zice ca acelasi lucru se va intampla si la limitare. Daca comanda de off se da la 9A, de ex, curentul va mai creste pana la 10A

PS

Cele doua oscilograme unde semnalul de iesire e mai...putin dreptunghiular, e semnalul din poarta mosfetului low, comandat de IR2110. Adica intarzierea introdusa de acesta, e insesizabila.

Editat Decembrie 14, 2015 de giongiu

[MLGore]

Problema e ca intarzierea de Off e constanta. Daca la frecvente mici(<30khz) se poate neglija la frecvente mari lucrurile se schimba in rau. Conteaza raportul dintre  durata semnalului in regim de scurt si intarzierea la Off. De ex: daca pt. 50A curent de scurt avem nevoie de un puls de 10 microsecunde, cele 0.5 microsecunde intarziere pt. Off sunt nesemnificative; daca , in schimb, avem pt. 50A un puls de 1 microsecunda, cele 0.5 microsecunde vor produce o limitare de curent la 75A ceea ce s-ar putea sa devina fatal pt. sursa. Durata pulsului in regim de scurt e mica deoarece avem ca sarcina pt. elementul comutator doar rezistenta in DC a acestuia si a primarului transformatorului precum si inductanta de pierderi a transformatorului. Parerea mea: pt. o sursa universala e bine sa avem implementate ambele tipuri de protectie, cea puls cu puls pt. limitarea curentului maxim in regim normal de functionare si cea cu oprire totala pt. scurtcircuit.

 

In discutia de fata, fiind un SMPS pt. audio, as merge pe varianta propusa de Leco pt ca regimul de scurtcircuit al unui amplif de putere apare doar la cedarea tranzistorilor finali, de scurcircuitul la iesire se ocupa cu brio protectia amplifului.

Editat Decembrie 14, 2015 de MLGore

[giongiu]

Asa e, intarzierea introdusa e mare, dar nici nu cred ca cineva va alege SG3525, un integrat ce costa vreo 2 lei, sa faca o sursa de cativa Kw, la peste 100Khz, doar daca e extrem de zgarcit. Cu siguranta va alege un integrat curent mode, gen UC3825, sau similar.Nici IR2110 n-ar face probabil fata in asemenea conditii, ar trebui unul mai potent. Dar revenind la oile noastre, daca se poate face o sursa cu limitare puls cu puls, la 30Khz, cativa Kw, eu zic ca e o performanta pentru modestul integrat. Iar eu unul cred ca se poate face asa ceva.

[Vizitator]

Tu ai spus-o mai teoretic, eu am simtit asta practic.

Dar, era vorba la inceput (cazul meu particular) pentru care am sustinut si sustin in continuare ca limitarea puls cu puls NU este buna ca protectie la scurt pe iesire, si hai sa explic un pic mai detaliat:

 

Cind am facut smps-ul de putere mai mare (peste 3500W), era construit half bridge, hard switching avind ca PWM, celebrul SG3525 la 125kHz (250kHz pwm la SG) cu 4kW peak.

 

Fara limitare puls cu puls (sau la un prag mult mai mare) si fara scurt pe iesire trageam si 4,5 chiar spre 5kW putere din retea, deci un minim de 3700-4000W utili, dar cum incercam limitarea de curent puls cu puls sa o folosesc ca protectie pentru scurt pe iesire, boom elementele comutatoare instant chiar daca o reglam sa actioneze echivalent unei puteri de 3kW, circa 16A trasi din retea.

Insa sursa era capabila sa traga si 25A din retea fara sa crape elementele comutatoare...

 

Pai de ce elementele comutatoare tineau 25A in regim de sarcina, dar in regim de protectie la scurt cu limitare puls cu puls, nu erau capabili nici 16A sa tina?!?

 

Nu puteam implementa protectia la scurt prin metoda puls cu puls (nu limitarea de curent maxim, sa nu se faca confuzie).

Atunci am stat eu si m-am gindit, pai ce fac eu cu limitarea de curent puls cu puls cind am nevoie de peak-uri instantanee de curenti mari (readuc in aminte crest factorul de 3-6-12db in programul audio), am zis ca fac un mic delay time de citeva zeci sau spre suta de milisecunde (cit ar dura peak-ul audio) sau bag sursa in limitare prematura de curent si ma multumesc cu asta?

 

Evident ca in hard switching, prima solutie cu delay time pina la limitarea de curent era un FAIL din start, pentru ca IGBT-urile ar fi dat "toata energia" doar in rezistenta in DC a infasurarii primare si a traseelor+inductanta de scapari a trafului, peak-urile de curent fiind foarte riscante in regim de scurt.

Usor usor, am inceput sa ma joc cu o bobina serie sa maresc inductanta "totala" sa fie mai safe in regim de scurt dar nici asa nu am avut succes.

 

Asa am si ajuns la sursa smps rezonanta serie, experimentind, si am decis ca o protectie cu shutdown (special in cazul SG3525 pwm circuit) este mult mai avantajoasa, avind si rezerva de putere, si ca in cazul de scurt la iesire al sursei (oricum nu se putea folosi, nu?),nu mai disipam aiurea, presupunind ca dublam sau triplam capabilitatea in curent a elementelor comutatoare sa reziste la peak-uri mari de curent...

[Marian]

Multumiri pentru teste Giongiu, rezultatele nu-s rele si nu cred ca infirma ipoteza mea ca la o frecventa mai redusa ( 30-40khz ) acea intarziere nu ar fi o problema, reamintesc ca UC3846 care este special conceput pentru comanda in curent are o intarziere similara, si ceea ce am dorit eu sa subliniez atunci cand am amintit prima data de el, este ca daca la un integrat cu comanda in curent este acceptabila acea intarziere, atunci si la asta care este pentru comanda in tensiune ( voltage mode, NU tension mode ), ar trebui sa fie acceptabila, singura problema ar putea ramane compensarea de panta dar exista documentatie si cred ca se poate pune la punct. O sa testez si eu ceva zilele astea cu osciloscopul de la tine, sa vad daca pot replica rezultatele, este in interesul meu avand in vedere la ce vreau sa-l folosesc.

[Vizitator]

Sa experimentezi Marian, o sursa smps de 3-4kW sub 50kHz (30-40kHz) linga un Cd Player, o sa ai surprize frumoase!

Error TOC reading, si comportament impropriu aleatoriu, modulatii de sunete cind se apropie de 44,1kHz.

Poti inlatura problemele de gen prin functia pinului sync la sg3525 dar cam greu sa abordezi problema final.

Daca vrei o sursa pentru audio, fa-o sa fie preferabil peste 50kHz.

[MLGore]

Fara sa polemizez cu nimeni, limitarea de curent (puls cu puls sau ce model vreti voi) nu se poate considera protectie la scurtcircuit indiferent de cat de bine e implementata si indiferent de aplicatie. Limitarea de curent poate proteja SMPS-ul cel mult, nu are de unde sa ghiceasca ce se intampla dupa el. Cum ar fi sa aveti la tabloul electric din casa in loc de sigurante limitatoare de curent? Pana si la aparatele de sudura (care au implementata limitarea de curent puls cu puls) am intalnit protectie la scurt cu oprire totala (cu intarziere de 10 sec ca altfel il arunca sudorul la tomberon). Merge si la SG limitarea puls cu puls , fie prin micsorarea frecventei, fie prin sacrificarea lui Imax la Unominal.

Prin cele scrise mai sus, pt. aplicatiile audio, limitarea puls cu puls o consider inutila, ba chiar periculoasa daca nu se foloseste macar un shutdown intarziat.

Editat Decembrie 14, 2015 de MLGore

[Vizitator]

Citat: Cind am facut smps-ul de putere mai mare (peste 3500W), era construit half bridge, hard switching avind ca PWM, celebrul SG3525 la 125kHz (250kHz pwm la SG) cu 4kW peak.

 

Fara limitare puls cu puls (sau la un prag mult mai mare) si fara scurt pe iesire trageam si 4,5 chiar spre 5kW putere din retea, deci un minim de 3700-4000W utili, dar cum incercam limitarea de curent puls cu puls sa o folosesc ca protectie pentru scurt pe iesire, boom elementele comutatoare instant chiar daca o reglam sa actioneze echivalent unei puteri de 3kW, circa 16A trasi din retea.

Insa sursa era capabila sa tfaga si 25A din retea fara sa crape elementele comutatoare...

 

Nu ne-ai spus nicio secunda in toate referirile la prima sursa: aveai bobina pe iesire?

Limitarea de curent puls cu puls are sens numai la o sursa stabilizata, la o sursa ca Yamaha cu cond direct dupa diode nici nu poate exista conceptul de limitare puls cu puls. Am vrut sa testez ce se intampla cu o sursa fara bobina daca scad factorul de umplere. Cred ca va creste curentul prin tranz/ diode deoarece incearca sa acopere aceeasi putere intr-un timp mai scurt. Dar nu vreau sa ma hazardez pana nu fac niste teste.

Asa ca fiecare cu partitura lui, atat timp cat nu spui configuratia completa si o aproximare de valori va curge multa cerneala pe aici fara sa reusim sa spunem: uite oameni buni ca am lamurit-o si pe asta.

Amesteci apoi varianta sinusoidala la care am spus ca nu se poate face limitarea puls cu puls.

Avem o varza uriasa aici si-i dau dreptate lui Maxente ca i-am scos peri albi cu teoria.

[giongiu]

Limitarea de curent, puls cu puls, are in primul rand rolul de a proteja mosfetii/IGBT, indiferent ce se intampla pe iesire. Cel putin asa stiu eu si nu cred sa existe surse de mare putere, industriale, fara asa ceva. Ca dupa o ms, o secunda, sau zece, se poate comanda oprirea sursei, e cu totul alta discutie.

PS

Raspunsul e pentru MLGore. 

Editat Decembrie 14, 2015 de giongiu

[Marian]

Pentru MLGore:

 

1.- Variator PWM turatie motor 12Vcc, timer 555, 1 buc IRF3205 si o limitare implementata si nascocita de mine la pinul 4 ( un soi de puls cu puls improvizat ), facuta pentru un amic ce trebuia sa alimenteze un motor de stergator, omul a testat un demaror ( i-am zis ca o face pe propria raspundere ), a iesit ceva fum din shunt insa nimic nu s-a ars, te las pe tine sa estimezi ce curent trage un motor demaror.

 

2.- http://www.elforum.info/topic/101105-sursa-forward-pentru-inlocuirea-acumulatorilor-la-masinile-de-gaurit-cordless/

Deja destul de multi l-au facut, nu cred ca trebuie sa reamintim ce varfuri de curent poate trage acea bormasina, mai ales in sarcini mari si la pornire, n-am observat pana acum sa se planga cineva ca i-ar fi pocnit sursa ( posibil sa nu fi urmarit eu atent topicul, desi nu cred ). Si totodata protectia cu stop este total contraindicata in acea aplicatie, cum de altfel este si la incarcarea de acumulatori ( asta ca tot generalizezi "indiferemnt de aplicatie" ).

 

3.- Sursa ce am conceput-o in colaborare cu Smilex pentru alimentarea regulatoarelor mele in comutatie de la vanzare, sistem de control specific in curent, deci limitare puls cu puls, am testat-o in mod expres in scurt ca sa fiu sigur ca este in regula si pot sa spun fara nici un pic de exagerare ca n-as avea nici un stres sa o las pornita o noapte intreaga cu iesirea in scurt, te las pe tine sa ghicesti motivul.

 

Adica doar pentru ca in anumite cazuri acest tip de limitare este mai dificil de implementat pentru un nivel optim de performanta, nu inseamna si ca nu este buna, faptul ca tu generalizezi astfel, tradeaza superficialitate din partea ta, si probabil o usoara neintelegere a principiului.