Surse SMPS rezonante/cvasirezonante

[Vizitator]

Repet, daca luam fiiecare impediment in parte, totul se traduce prin 80% riscuri, si nu mai face nimeni nimic.

Eu am ajuns sa scot 5,5kW din un miez ETD59 la 70kHz, in ZCS, am plecat de la o amarita de full bridge cu IRFP460, doar experimentind si imbunatatind.

La ZCS am anuns dintr-o prostie, cind m-am jucat cu o bobina serie in primar trafo, la un HB pentru ca vazusem asta la un SMPS facut de Crest.

Hai sa nu taiem elanul, zic si eu...

Poate vor pocni IGBT-uri sau mosfet-uri, depinde si cit de bine sint comutate, de frecventa, deadtime, racire.

Doar experimentind, ajungi la rezultate!

Succes Maxi.

Editat Octombrie 29, 2016 de Vizitator

[Vizitator]

Dupa teorie si diverse "interventii-sfaturi", nimeni nu ar mai lucra nimic de teama...

 

 

Corect, facusem un nou film cu 2 trafo ATX cu inf. primare in paralel si secundarele de 12V in serie si cu vizualizarea curentului prin mos-uri (in primul era prin traf) dar nu-l mai postez sa nu influentez negativ practicienii.

[Vizitator]

Orice oscilograma este utila!

Dar practica de a face tu sa obtii o oscilograma, aduce satisfactii si experienta.

[Marian]

Cele doua tensiuni vazute de transformator nu sunt egale, dar cele doua arii (V*t) trebuie sa fie egale pentru a nu ajunge traful la saturatie.

Deci in prima secventa tens pe traf este Vd-Vcap iar apoi -Vcap. Cum ariile tb sa fie egale: (Vin-Vcap)*Ton = Vcap*(1-Ton), deci Vcap=Vin*Ton, tensiunea pe cond se modifica cu factorul de umplere, din acest motiv "alternantele" vazute de traf nu au amplitudine egala si trebuie avut grija ca ariile sa fie egale.

Aici tranz lucreaza in comutatie in contratimp.

In cele spuse de Dvs in aliniatul citat, s-a strecurat o contradictie deoarece Ton este intotdeauna egal intre cele 2 semialternante, adica tranzistorul de sus conduce exact acelasi timp cat conduce si cel de jos, doar pe perioade opuse ca si timp. Tinand cont de asta daca ar fi asa cum dvs afirmati ( amplitudini diferite ) atunci cursa inductiei in traf garantat nu este simetrica, nu ar avea cum, si riscul saturatiei ar fi foarte real. Insa nu este asa, amplitudinile chiar sunt egale, o simulare poate demonstra asta destul de usor. Iar analogia cu amplificatorul audio alimentat asimetric este totusi potrivita cat priveste modul de conectare al sarcinii ( difuzorul acolo, traful aici ), clasa de functionare a tranzistorior este mai putin relevanta in context, conteaza mai mult principiul de lucru, si in am,bele cazuri atunci cand tranzistorul de sus conduce, se incarca condul prin intermediul sarcinii, iar cand tranzistorul de jos conduce, condul se descarca tot prin sarcina, simetria la Vcc/2 este adusa de insasi simetria comenzii provenita de la integrat, cu cat cele 2 semialternante sunt mai egale, cu atat mai buna este simetria pe comanda trafului, daca in schimb din terte motive cele 2 semialternante ar diferi ca si timp atunci apare componenta continua pe traf si risc de saturatie. Personal prefer semipuntea clasica, acolo mici diferente pot fi usor compensate de condensatorul/condensatorii inseriat/inseriati cu primarul.

 

 

Dupa teorie si diverse "interventii-sfaturi", nimeni nu ar mai lucra nimic de teama...

Hai sa nu incepem iarasi cu remarci nepotrivite, astea genereaza frictiuni si pot duce la vesnicele scandaluri, limiteaza-te te rog la agumente tehnice.

[Vizitator]

Eu am tinut cit am putut de mult pe "tehnice", atit cit ma pricep, dar vad mult negativism, ceea ce nu e bun in acest domeniu.

Este strict parerea mea.

 

Mica diferenta de potential, o vede doar driverul din cauza alimentarii (pierderea pe dioda boostrap) dar si aia se poate compensa.

Nu am vazut ever  un SMPS Half Bridge la care un tranzistor sa conduca diferit ca factor de umplere fata de celalalt.

Editat Octombrie 29, 2016 de Vizitator

[Marian]

Nu cred ca e ceva in postarea D-lui Iop95 ce poate fi considerat negativism, mai degraba precautie. Dumnealui a venit cu niste argumente tehnice menite sa contrazica niste afirmatii ale tale.PS: Si eu tot asta am spus in postarea anterioara, ca ambii tranzistori conduc la fel, sper ca nu s-a inteles altceva.

[Vizitator]

Singura comanda unde tranzistorii conduc cu factor diferit de umplere este in curent balansat, in idle ambii sint 50%, iar bariatia de tensiune (potentialul) este facut prin debalansarea celor 50% din idle, adica cresti 10% pe unul, scazi 10% pe celalalt.

dar sa nu deviem aiurea topicul cu chestii complicate.

hai sa vedem la ce rezultat ajunge maxente.

Eu zic pentru 70kHz cam 17-18 spire pe primar pe miez ETD49 in half bridge.

[maxente]

Asa aveam si eu prin 2002 cind facusem primul SMPS, evident NU era rezonant..

O sa vezi satisfactia cind iese, iti vine sa iubesti pe toata lumea si sa iti cinstesti si dusmanii!

Din pacate starile astea nu le am ca nu am facut sursa sa mearga, starile astea sunt din alta parte. De fapt nici nu stiu de unde sunt si in ultima perioada incep sa le am din ce in ce mai des. O fi vreo depresie ceva... nu stiu...

Editat Octombrie 29, 2016 de maxente

[iop95]

Teorie nu inseamna negativism.

Experimentarea e foarte buna dar zic ca ar fi si mai buna daca ar fi insoitita de cat mai multa teorie si de intelegerea cat mai exacta a ce se intampla acolo.

 

Legat de convertor - cred ca-l confundati cu varianta simetrica... unde intradevar cele doua tranz conduc in mod egal (pentru ca traful "vede" tensiuni egala in ambele alternante).

Aici este varianta asimetrica, care tot half bridge e... dar difera mult ca si functionare.

Nu exista un punct median, astfel ca tensiunea vazuta de traf difera in fiecare alternanta.

Daca tensiunea difera, pentru a asigura balanta tensiune x timp (adica flux magentic), timpii de comutatie trebuie sa difere, astfel ca V1*t1 = V2*t2; altfel... saturatie!

[Vizitator]

Nu confund nimic, chiar am experimentat asa ceva, la o clasaD, modificata de mine cu succes.

Cu putin studiu, se poate face si un SMPS cu aceasta topologie, dar, sa nu deviem prea mult, ceata este destul de deasa.

 

http://adn.harmanpro.com/site_elements/resources/854_1425410424/Original_(1996)_White_Pater_on_Class-I_by_Gerald_Stanley_original.pdf

 

Banuiesc ca nu aveati idee de o asemenea topologie, nu?

Prin 2004, , am inceput sa prind ideea.

0 probleme de deadtime sau crossconduction, (ambii mosi conduc simultan).

 

De studiat totusi pentru cine vrea sa se dezvolte.

Maxente, trec ele problemele mai ales cind vezi ca iese treaba usor, usor!

Editat Octombrie 29, 2016 de Vizitator

[Marian]

Iop95 si cum sugerati sa ze obtina variatia timpilor de conductie intre cei 2 tranzistori? Pentru ca asa cum si Leco a spus nici eu n-am intalnit integrat pwm cu 2 iesiri in contratimp cu timpi diferiti de conductie ci din contra arhitectura lor este centrata tocmai pe simetria asta...

 

Editare ulterioara:

As vrea sa ma asigur ca vorbim despre acelasi lucru, deci postez un print din pdf-ul integratului de control de la schema pusa de Maxente aici:

http://www.elforum.info/topic/110426-surse-smps-rezonante/?p=1437435

 

Este vorba despre un integrat conceput special pentru surse rezonante ( sau cvasirezonante cum s-a vorbit anterior ). 

 

A se observa fraza marcata de dreptunghiul rosu care indica faptul ca ambele iesiri conduc pe timpi egali.

 

Acuma o simulare care dovedeste ceea ce am tot sustinut eu si Leco:

 

Am simplificat schema pentru ca nu e nevoie de integrat, nici de stabilizare, nici macar de rezonanta ca sa dovedim principiul pe care l-am sustinut. Au fost suficiente 2 surse de tensiune pulsatorie configurate pentru cate 45% umplere fiecare, frecventa 50khz, si in contratimp una fata de cealalta. 

 

Forma de unda nu-i ideeala insa spune suficiente lucruri, amplitudinile celor 2 semialternante opuse sunt identice si la fel si timpii de conductie.

 

Uite ce se intampla cu timpi de conductie diferiti:

 

Adica se intampla exact ce am zis, si anume amplitudini diferite numai daca timpii sunt diferiti, si inevitabil comanda nesimetrica pentru traf, ceea ce poate cauza saturatia. 

 

Sper ca acum ne-am lamurit de ce si cu cond catre masa pe traf pica tot fix Vcc/2, deci calculul ramane acelasi, si deci putem merge mai departe.

[iop95]

In simulare daca lucrezi cu componente ideale totul e minunat dar departe de realitate.

Puneti pe hartie si vedeti la cat se incarca acel condensator in "alernanta" pozitiva si vedeti cum e valoarea fata de tensiunea sursei.

Sau introduceti componente reale in simulare, traf saturabil si restul elementelor si o sa vedeti ca la o comanda simetrica o sa intre in saturatie daca cond nu se incarca la 1/2Vin in perioada de comutatie data.

E un circuit RLC serie conectat la o sursa de cc (cand tranz de sus conduce) si apoi pus in scurt (cand cel de jos conduce).

In deadtime curentul nu se poate intrerupe brusc... si va incarca/descarca acele capacitati parazite de la MOS-uri. Aceasta topologie intra in ZVS in mod "natural".. de la o anumita sarcina in sus (cu atat mai mica cu cat capacitatile Coss sunt mai mici si/sau inductanta de scapari mai mare). Din acest motiv e si folosita in mult in sursele rezonante,

Editat Octombrie 29, 2016 de iop95

[Marian]

Asta cu denigrarea simularilor pe motiv ca nu reproduc componente reale este un stereotip des folosit atunci cand lipsesc argumentele, insa nu tine atunci cand ceea ce incerc sa fac este reproducerea unui principiu elementar ( si de cele mai multe ori asta fac ). Ati afirmat cum ca amplitudinile sunt inegale si ca timpii de conductie trebui sa fie diferiti pentru o comanda simetrica a trafului, ceea ce este gresit, v-am si demonstrat ca integratul oferta timpi identici de conductie pe ambele iesiri, refuzati in continuare sa va asumati eroarea si sa acceptati simularea mea, este problema dvs si nu ma priveste, mi-am facut datoria, deci nu mai insist.

[iop95]

Nu e nicio denigrare sau stereotip... de unde astea?!

Nu trebuie sa-mi dati dreptate sau eu sa conving pe cineva...  desi argumente cred ca au fost suficiente.

 

Toate programele de simulare opereaza cu ecuatiile si elementele date... nu au cum sa "vada" componentele reale, cu care vrem sa facem ceva.

In acest sens demonstratia facuta cu acel program nu e valida, adica nu e conforma cu realitatea.

Integratul respectiv ofera iesiri simetrice pentru ca vorbim de varinta rezonanta a acestui convertor nu PWM si integratul lucreaza pe panta de frecvente superioare rezonantei, adica la frecvente imediat superioare rezonantei, cu o fundamentala sinusidala, in conditii de ZVS pentru mare parte a sarcinii si urca frecventa destul de mult pentru sarcini mici sau in gol. In vecinatatea rezonantei, circuitul are caracter aproape rezistiv (putin inductiv, curentul in urma tensiunii) iar valoarea medie a fundamentalei este zero...risc de saturatie minim.

[maxente]

Marian, daca tot ai simulat semipuntea aia normala, fa-o te rog LLC si simuleaz-o sa vedem cum arata oscilogramele pe condul din LLC asa cum arata leco mai sus in filmarea aia