Surse SMPS rezonante/cvasirezonante

[Vizitator]

Daca nu pui cateva oscilograme ne amagesti degeaba. M-as multumi si cu una, de la o sursa finalizata. Curentul in drena mos-ului de jos si tensiunea in G. Si o intrebare suplimentara, folosesti mos-uri sau igbt? Din amintiri parca mos.

[iop95]

De regula se calculeaza numarul de spire din primar pentru frecventa minima la care va opera, apoi cu cond serie rezultat din calcule se modifica in sus frecventa pentru a gasi frecventa de rezonanta.

E mai usor sa modifici frecventa fata de rebobinare traf.

Dead-time-ul in gol e important daca sursa va sta f mult in gol si daca eficienta e asa importanta... teoretic, la frecvente peste rezonanta, ZVS este asigurat si in gol.

Un dead-time prea mare reduce transferul de energie si creste continutul de armonici (si-asa mare).

[FRobert]

Dl miticamy am gasit o filmare veche pe care l-am facut lui maxente, din pacate este de calitate mai slaba pentru ca era setat rezolutia ca sa-l pot trimite pe whatsapp dar se vede ce este important. Defapt doream sa arat necesitatea intrefierului in traf. Cu rosu este semnalul de iesire din half bridge, iar cu albastru curentul din primar in gol si in sarcina. Sursa era alimentat la o tensiune mica de 30V. Folosesc IGBTuri HGTG30N60A4D.

https://www.youtube.com/watch?v=hoR2LEi0RMI

Cel mai mult am tras din sursa 2kW, dar nu am inca finalizat nici una, atat am tot sarit intre proiecte ca nu m-am ales inca cu nimic. Pana acum am invatat cum pot sa le fac de la puteri mici la puteri mari.

 

Dl. iop95, nu rebobinez traful. Vorbim la aceste surse de 2 regimuri de functionare diferite:

1: Regimul de mers in gol, unde circuitul rezonant nu are nici un efect, si aici stabilim regimul de comutatie a tranzistoarelor (sa fie soft switch) respectiv excitarea miezului ( nr. de spire necesar sa nu se incinga miezul ). In faza asta eu nici nu bobinez secundarul pe miez.

2. Regimul in sarcina unde are efect circuitul rezonant.

 

Din testele pe care le-am facut pana acum daca in gol aveam hard switch nici cu sarcina maxima nu a iesit sursa din aceasta functionare, defapt acest lucru se vede si in filmuletul atasat.

[Vizitator]

NU ma intereseaza curentul prin traf ci prin drena/colector tranz. forta!

[iop95]

Curentul prin traf e cel care trebuie urmarit.

Defazajul sau fata de tensiunea aplicata pe circuitul rezonant determina zonele de lucru (ZVS la f>fo; ZVS/ZCS conditionat de sarcina pentru f<fo si ZCS pentru f<fp).

ilr in graficul de mai sus.

[Vizitator]

Cine este fp?

[iop95]

Frecventa de rezonanta cu Lp (sau Lm - inductanta de magnetizare).

Aceasta frecventa de rezonanta este variabila - depinde de sarcina; pentru sarcina zero are valoarea minima iar pentru sarcina maxima (scurtcircuit) devine egala cu fo (frecventa de rezonanta serie Lr + Cr).

[Vizitator]

Eu am cedat, cred ca intelegem diferit lucrurile. Cum sa fie frecventa de rezonanta variabila cu sarcina, exista la LLC doua frecvente batute in cuie iar functie de sarcina alegem o frecventa ca pe functia de transfer sa ne situam intrun punct ce corespunde tensiunii de iesire dorite. Dar asta la surse stabilizate LLC, noi nu dorim stabilizare ci stam la o frecventa fixa aproape de punctul numit de ei LOAD INDEPENDENT POINT.

[iop95]

Urmariti graficul de la fig. 8. https://www.fairchildsemi.com/technical-articles/Design-Considerations-for-an-LLC-Resonant-Converter.pdf

Curbele sunt trasate pentru diverse valori ale lui Q (ale sarcinii); se vede ca maximul creste si se muta spre valori ale frecventei tot mai mici pe masura ce scade sarcina.

Frecventa fp e batuta in cuie pentru sarcina zero... iar la scurt-circuit ajunge la f0 (inductanta de magentizare fiind scurt-circuitata).

Editat Ianuarie 28, 2018 de iop95

[Vizitator]

Din documentatia pusa la #879:

The operating range of the LLC resonant converter is limited

by the peak gain (attainable maximum gain), which is

indicated with ‘*’ in Fig. 8. It should be noticed that the peak

voltage gain does not occur at fo nor fp. The peak gain

frequency where the peak gain is obtained exists between fp

and fo as shown in Fig. 8. As Q decreases (as load decreases),

the peak gain frequency moves to fp and higher peak gain is

obtained. Meanwhile, as Q increases (as load increases), the

peak gain frequency moves to fo and the peak gain drops. Thus,

the full load condition should be the worst case for the

resonant network design.

Deci marcat cu X nu este frecventa de rezonanta ci maximul functiei de transfer la o anumita sarcina.

CITAT: Frecventa fp e batuta in cuie pentru sarcina zero...

Documentatia pusa de un coleg cateva postari mai inainte este cea mai pe intelesul tuturor (de la ST). Frecventa fp numita de ei fr2 este data de valorile fizice ale elementelor constructive-Cr, Lr si Lm, nu are nicio legatura cu sarcina.

[iop95]

La fig.6 este schema echivalenta.

Calculati frecventa de rezonanta cu Rac infinit si cu Rac=0; o sa obtineti cele 2 valori extreme, fp si f0.

Curbele castigului Vo/Vin indica si valorile maxime de tensiune pe primar traf.

In fapt e vorba de un divizor de tensiune realizat care poate fi grupat in doua elemente, Lp si circuitul serie Lr-Cr.

Cum impedantele se modifica cu frecventa, se modifica si acest raport (castig). Sub fo, caderea de tensiune pe Lr-Cr scade si tot creste pe Lp pana la un maxim aproape de fp. Curbele se modifica cu sarcina.

 

LLC este un convertor multi-rezonant! Este total neliniar si cu risc mare de instabilitate la salturi mari de sarcina.

Editat Ianuarie 29, 2018 de iop95

[Vizitator]

CITAT: Calculati frecventa de rezonanta cu Rac infinit si cu Rac=0; o sa obtineti cele 2 valori extreme, fp si f0.

 

Pune dumneata acele formule in care frecventa de rezonanta depinde de sarcina. Considera ca eu sunt anul 2 de liceu si imi explici cum functioneaza LLC.

[iop95]

Strict fizic frecventa de rezonanta in orice circuit RLC nu depinde de R. E vorba de o "rezonanta rezultata" dependenta de Q (sarcina) prin timpul in care curentul rezonant e sub cel de magnetizare.

La LLC, pentru frecvente mai mici decat f0 avem doua frecvente de rezonanta care alterneaza in cadrul unei perioade de comutatie; de aici si numele de convertor multi-rezonant.

Atat timp cat diodele de redresare conduc, bobina de magnetizare Lm este scurt-circuitata, frecventa de rezonanta fiind data de C si Lr.

Cand curentul in circuitul rezonant devine mai mic decat cel de magnetizare, diodele sunt blocate iar Lm intra in circuit si frecventa de rezonanta se muta la fp.

Timpul in care curentul rezonant este mai mic decat cel de magnetizare depinde de sarcina, din acest motiv, castigul (care in fapt urmareste curba de rezonanta la fp) este dependent de sarcina.

Cu cat frecventa de lucru coboara spre fp cu atat efectul rezonant este mai accentuat si castigul tot mai mare.

Aceste salturi de pe un circuit rezonant pe altul se vad si in formele de unda pe osciloscop.

Desi unii indica varful curbelor de castig ca si frecventa de rezonanta rezultanta (vezi fig. 12 din fisier link), strict fizic nu este corect.

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND9408-D.PDF

[Vizitator]

Ce ai scris aici nu mai seamana deloc cu postarea de la care a inceput discutia:

 

Posted 28 January 2018 - 07:48 PM

Frecventa de rezonanta cu Lp (sau Lm - inductanta de magnetizare).

Aceasta frecventa de rezonanta este variabila - depinde de sarcina; pentru sarcina zero are valoarea minima iar pentru sarcina maxima (scurtcircuit) devine egala cu fo (frecventa de rezonanta serie Lr + Cr).

[iop95]

Daca explicitarea nu mai corespunde deloc cu forma simplificata... probabil e o eroare pe undeva.