Форум Радиолюбителей

Прямоходовой преобразователь из подручных деталей

108571 просмотров, 64 ответов

Игорь 2 12 сентября 2020 г. в 11:43#1
Обещал с неделю назад показать, как всё это делается, и вот, выполняю своё обещание.
Итак, требуется источник питания на 1200 Вт с выходным напряжением 27 В.
Собираем мою схему с TL494, учитывая последние веяния для разгрузки драйверов на КТ972/КТ973 - питаем их теперь от 30 В а для снижения протекающего через них тока, транс в затворы IGBT делаем 2:1 - у транса первичка 14 витков, вторички по по 7.
Все регуляторы пока что отключены, микросхема работает на всю катушку - скважность выходных импульсов минимальна.
Естественно, я предварительно убедился в том, что драйвер не выводит промежуточный транс в насыщение - без нагрузки ток через первичку - чистый треугольник, транзисторы драйвера холодные, ток через них даже с подключёнными затворами не более 20 мА, и то же и с выходным трансом - у последнего при указанной частоте вообще можно 7 витков в первичку мотать без нагрева материала и транзисторов, но я решил подстраховаться, и намотать 10 витков, прекрасно отдавая себе отчёт, что это снизит КПД, и увеличит индуктивность рассеяния.
И это, на мой взгляд, оправдано - даже, если что-то произойдёт не то, и преобразователь стартанёт сразу в меандр минимальной скважности (по-нормальному там плавный старт), риск запалить транзисторы из-за повышенного стартового тока, вызванного насыщением сердечника выходного транса невысок...
Игорь 2 12 сентября 2020 г. в 11:44#2
Консервный макет сделан вот так - провода от конденсаторов фильтра до силовых транзисторов должны быть минимальной длины...
Игорь 2 12 сентября 2020 г. в 11:52#3
Для начала, нужно определится с демпферными цепями - расчёт их вряд ли оправдан, т. к., требует предварительного измерения многих параметров транса, что займёт времени существенно больше, чем просто подобрать номиналы.
Итак, смотрим осциллограмму напряжения/тока в первичке - напряжение - красный трек, ток - жёлтый, для тока съём идёт с резистора 0.06 Ома, т. е., пиковый ток ХХ через обмотку составляет 0.5 А, напомню, и транзисторы (даже, если они без радиаторов), и магнитопровод имеют комнатную температуру...

Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 01:58#4
было бы не плохо рассказать про рассчёт ОС у TL494

Там очень много нюансов. Зависит от всего, в т. ч., и от выходного конденсатора, и от сопротивления нагрузки. Ставьте то, что стоит у меня, и проблем не будет.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 02:10#5
Теорию устойчивости систем с обратной связью? Не, это не ко мне...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 02:45#6
Да я под это вообще математику не писал - руками всё получается намного быстрее.
Понятно, что можно написать, но практического смысла не вижу никакого.

Вот до кучи импульсы тока через первичку выходного транса с демпферами при киловаттной нагрузке.
Токовый резистор 0.51 Ом, несложно заметить, что выбросы тока, связанные с перезарядом паразитных ёмкостей, не превышают 15 А, что на порядок ниже допустимого импульсного тока для применённых транзисторов...
Ut1lw 13 сентября 2020 г. в 03:03#7
А 30В откуда брали.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 03:19#8
А 30В откуда брали.

Отдельный источник на трансе.
Он входит в состав изделия, частью которого и является описанный преобразователь...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 03:21#9
Тепловизорные картинки через 5 минут работы на киловатт без обдува на открытом воздухе...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 03:21#10
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 05:21#11
а как он буднт себя вести при динамической нагрузке. сброс наброс

На выходе 300 мкФ, первый всплеск - подключение нагрузки 1 кВт, второй - отключение. Прямо проводом вручную подсоединял, возможно, именно поэтому импульс включения слегка размазан...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 06:11#12
это вы оос ввели?

Да. На первую ножку 13 кОм с плюса.
Вот без ООС...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 07:07#13
При -70 по цельсию будет работать?

Микросхему и электролиты смените на соответствующие.
Мы под -70 делали как-то....
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 07:24#14
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 07:48#15
Кстати, ведь сделать так, чтобы источник минимально реагировал на нагрузку/разгрузку, элементарно - достаточно просто увеличить выходную ёмкость (конечно же, не забыв про ограничитель выходного тока, а то при форс-мажорном резком старте можно транзисторы сжечь).
К примеру, вот так выглядит нагрузка/разгрузка 1 кВт при выходной ёмкости 4700 мкФ.
Ut1lw 13 сентября 2020 г. в 08:02#16
ESR кондеров учитывать? И может + еще тантал на выход?
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 08:14#17
ESR кондеров учитывать?

На такой частоте единственное, что я учитываю - так это то, что на выходе ток почти 50 А, и, конечно же, выходной конденсатор с тонкими выводами его не выдержит.
Поэтому, ставлю туда либо что-то с кондовыми выводами (тот же 300 мкФ 400 В), либо же, хотя бы 6 шт. параллельно мелких (47.0*63V) - см. картинку.
Огромные ёмкости предпочитаю туда не ставить - ведь в этом случае при форс-мажоре в нагрузку сольётся весьма приличная энергия даже при штатном срабатывании защиты.
Кроме этого места на указанных частотах никакого нагрева электролитов не наблюдал никогда...

КСТАТИ, с танталом, может быть, не стоит горячиться - ведь, как я помню, эти конденсаторы крайне критичны к перепадам тока, и в силовых частях, я бы не рисковал - ведь у любого блока питания и КЗ по выходу может быть.
Ut1lw 13 сентября 2020 г. в 08:19#18
Спасибо!
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 08:44#19

Более того скажу - если длина выводов от электролитов фильтра до силовых транзисторов невелика (к примеру, как в моём макете), то и необходимости в шунтирующей питани�� керамике прямо на выводах транзисторов, тоже особой нет, страхи про ужасное увеличение сопротивления электролитов при таких низких рабочих частотах, абсолютно безосновательны.
Да и на 50 кГц, как помню, керамику тоже не ставил...
Valery Gusarov 13 сентября 2020 г. в 09:39#20
Два аналогичных лет тридцать лежат... Драйверы от низкого питаются, нет межкаскадных трансов, преобразуют (раньше, счас отдельно блок ШИМ, силовой, транс, и прочие два. ) с 12В на 400. Полкиловатта.
Диоды на выходе FR...
Выходной на Ш-образном, около 10кГц. Снаббер 0,05 и 56 Ом.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 09:48#21
На каком минусе?
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 09:53#22
Да мне и не нужно на минусе.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 10:45#23
На низких напругах и у меня все ок

Насколько помню, у Вас с фронтами были проблемы, и защитный интервал почему-то не отображался...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 10:47#24
Драйверы от низкого питаются, нет межкаскадных трансов

Так от 12 В транс и не нужен, другое дело, что имеющиеся у меня TL494, иногда умудряются на свои выходы давать две единицы одновременно, что при работе без промежуточного транса, заканчивается плачевно.
По этой причине, работать без него зарёкся...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 11:00#25
За 5 минут работы на 1 кВт, транзисторы не нагрелись вовсе, а вот диоды куплю другие - во-первых, с демпферными цепями здесь оптимальны Шоттки, во-вторых, сами по себе они, похоже, подделка - у меня стоят те, что на фото справа, они греются существенно больше, чем те, что на фото слева - запарили уже подделками...
rn6lim 13 сентября 2020 г. в 11:14#26
спасибо за наглядное решение
вот они лабораторные работы)
на самом деле и радостно и печально
r1tx 13 сентября 2020 г. в 11:36#27
брали где? чтоб не напороться.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 11:40#28
брали где? чтоб не напороться.

Да и не помню уже...
Возможно, фишка в том, что на оригинале фирменный знак есть.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:01#29
Нагружаем преобразователь примерно на 30% - нагрузка 4 Ома, напряжение - 35 В. (на полную нельзя - без демпферов есть риск его сжечь).
Смотрим напряжение на первичке.
Несложно догадаться, что при закрытых транзисторах, там присутствуют колебания, не прекращающиеся к открытию любого из них, а этого допускать я не люблю - ведь эти колебания открывают встроенные в транзисторы диоды, которые весьма тихоходные, отчего возникает лишний их нагрев из-за сквозного тока, не исключаю, что и пробить их так можно...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:03#30
Начинаем играть демпфером первички.
Для начала, 68 Ом, 820 пФ - уже неплохо - всего пара колебаний без достижения питающего напряжения...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:06#31
Снижаем добротность демпфирующей ёмкости - последовательно с 820 пФ ставим 136 Ом - картинка ещё красивее..
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:11#32
До кучи картинки 136 Ом и 1600 пФ, и 136 Ом и 3300 пФ.
Понятно, что чем больше ёмкость, тем меньше выброс, но и тем бОльшая мощность будет на демпферном резисторе, при 3300 пФ и мощности киловатт, есть подозрение, что вообще резистор на 10 Вт придётся ставить, в чём, кстати, трагедии не вижу - я лучше резисторы мощные поставлю, чем оставлю болтанку напряжения в первичке.
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:14#33
Идём во вторичную обмотку.
Я совершенно не зря пока что поставил туда киловольтные диоды (потом их можно сменить на какие-нибудь Шоттки), ведь индуктивность рассеяния обязательно будет давать на них существенные всплески напряжения.
Итак, смотрим, что там на диоде без демпфера, нагрузка - те же 300 Вт - паразитный выброс напряжения втрое выше номинального...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:16#34
Опять играем демпферами - для начала, на вторичке 30 Ом и 3300 пФ...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:17#35
30 Ом, 0.01 мкФ...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:18#36
Снижаем добротность демпферного конденсатора - последовательно 0.01 мкФ и 9.1 Ома - перебор, появились апериодические колебания...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:21#37
Ну, а теперь увеличим резистор - 0.01 мкФ, 68 Ом, тоже не фонтан - всплеск напряжения на диоде выше, чем с резистором 30 Ом, короче, оставляем вариант 0.01 и 30 Ом, резистор, скорее всего, тоже нужен будет ватт на 5...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:22#38
Ну, а теперь, опять в первичку, и снимаем 1 кВт - теперь это уже можно делать спокойно, риск взорваться минимален.
Картинка вполне себе нечего - паразитных колебаний нет...
Игорь 2 13 сентября 2020 г. в 12:24#39
На неделе привезу Ш-образный сердечник, посмотрим, что там с ним получится...
Игорь 2 14 сентября 2020 г. в 02:24#40
как затворный транс мотать

Вот так. Все обмотки мотал отдельно. Никто не мешает первичку вывести в другую сторону...
Игорь 2 14 сентября 2020 г. в 02:54#41
Конечно. Из того, что было. Претензий к нему нет.
Игорь 2 14 сентября 2020 г. в 03:01#42
Да и фиг с ним, главное - работает. Транзисторы холодные, фронты крутые...
Denis_ka 14 сентября 2020 г. в 09:04#43
А в чём печаль?
Valery Gusarov 14 сентября 2020 г. в 09:32#44

Раньше умформерами обходились, баловство энти транзисторы, лампы тож надежнее.
Когда то в 80-е (еще в авионике кое где упорно транзисторы МП применялись), демонстрируя небольшую систему радиотелеметрии скромно упомянул о возможности применения заказной БИС...
"Не-не, на проверенном , кондовом надо!" ответил чин министерства.


На Северах на каждом кусту тож стояла кондовая-мрачно в обслуживании, летела 172 серия очень. Ну я хоть КМОП не ставил...
Для времени существования передатчика в пару минут потребление было неважно.
Игорь 2 20 сентября 2020 г. в 04:00#45
разве что, и дроссель двойным проводом намотаю на двух сложенных сердечниках.

Вот такой дроссель поставил - на двух наших полных колечках К55 ТЧ-60 два двухмиллиметровых провода параллельно.
При токе 40 ампер греется на открытом воздухе до 40 градусов при температуре комнаты 25 град.
И шунт токовой защиты сменил - с 1 мОм на 0.75 мОм, чтобы защита по току при 75 А срабатывала.
Я доволен...
Игорь 2 20 сентября 2020 г. в 10:41#46
А как должен выглядеть ток первички под нагрузкой?

Это сумма токов нагрузки (чистый меандр) и тока ХХ транса. Поэтому при большой мощности там, фактически, меандр - см. красный трек при 1200 Вт. При малых нагрузках, естественно, у меандра визуально станет заметен рост уровня от начала к концу - там же на него уже заметный треугольник от холостого хода наложится...
Игорь 2 11 февраля 2021 г. в 01:40#47
100 Вольт и ток 10А?

2*12 витков ПЭЛ диаметром 2 мм. во вторичке, резистор ООС 13 кОм меняете на 51 кОм, диоды во вторичке - 40EPF12 (10). Демпферная цепь во вторичке, скорее всего, будет лишней...

Как будет себя вести данный бп при динамической нагрузке 0-100% и 50-100% ?

У меня от таких питаются все мои КВ усилители, проблем не замечал.
Под постоянную мощность 2 кВт без обдува иногда параллелил два выходных транса, при этом на пике снимал до 4 кВт.
Игорь 2 11 февраля 2021 г. в 01:55#48
А, ну да, дроссель в Вашем случае тоже нет необходимости в два провода мотать...
40 витков крутите.
По поводу расчёта - уже не вспомню, вроде бы, в ветке есть как реакция на полную нагрузку, так и на скидывание этой нагрузки, и всё вполне достойно.
Или это на ve3kf было - не помню.
Но то, что всё нормально - это точно...
У меня сейчас такой же блок с добавлением триггерной секции защиты по току (чтобы зря не греть нагрузку при аварии), в СМД виде будет сделан.
Игорь 2 11 февраля 2021 г. в 02:29#49
Да там всё длинно, и сплошные компромиссы.
rn6lim 11 февраля 2021 г. в 02:41#50
Ни где толком не описано как считать выходной дроссель.
https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=33756
считайте
Игорь 2 11 февраля 2021 г. в 02:47#51
Нашёл на дружественном форуме формулу Игоря2

Да, я писал много, повторять неохота.
Тем более, что реальный конструктив уже дан...
Игорь 2 11 февраля 2021 г. в 02:53#52
Почитайте мои ответы на Ваши вопросы - всё чётко обозначено.
Сердечник дросселя типа такого http://ferrite.ru/warehouse/r-58-x-34-7-x-14-9-serdechnik-0077110a7.html

Никто не мешает на нашем альсифере ТЧ60, ТЧК55 аналогичного размера мотать те же витки.
Игорь 2 11 февраля 2021 г. в 03:06#53
Так схемотехника - творческий процесс, вначале было так, потом - по другому. И объяснено, с чем связано. На 27 В и то и другое работало. Вам для 100 В нужно столько, сколько написал в ответе. Не вопрос намотать чуть больше. Если нужно. Всё не так однозначно, как кажется на первый взгляд, и в целевой функции можно ставить разные коэффициенты.
rtty 8 июня 2021 г. в 08:45#54
Может оффтопик, не знаю, какой в моем случае "ход"...

Есть модуль китайский на TL494, популярный повышай, красного цвета плата с двумя радиаторами по бокам, там из +12 делает +24 (регулируется напряжение подстроечным).
Как сделать правильно ему вход запуска-остановки, для питания только передатчика в трансивере.

Там вроде у м/с есть 4я нога, если правильно понял, когда на ее 3.3в дать, должна остановится генерация, то можно управлять от РТТ сигнала или не всегда будет успевать под нагрузкой старт делать?
Игорь 2 8 июня 2021 г. в 09:01#55
Гляньте, как это у меня сделано - старт плавный, что и Вам рекомендую - не очень это хорошая затея с места в карьер импульсник пускать - трансы-то китайцы, наверняка под предел сделали, а в момент резкого запуска большой импульсный ток...
rtty 8 июня 2021 г. в 09:55#56
Спасибо, а какое в этой схеме время пуска?
К примеру, р/л программах телеграфа обычно 100-200мс задержка между появлением РТТ и первой посылкой.

Игорь 2 8 июня 2021 г. в 10:22#57
а какое в этой схеме время пуска?

Постоянная времени цепи плавного пуска 10 мс, стало быть, под самой полной нагрузкой за 15 мс. выйдет на режим гарантированно.
Это же БП из станции РС-419, там тормозов нет...
Игорь 2 8 июня 2021 г. в 10:59#58
494 глюк сплошной, может две единицы кинуть

Это так, но я использую дифференциальное включение выходов через транс, и две глючные единички не откроют ни одного транзистора...
Игорь 2 9 июня 2021 г. в 01:16#59
выключается преобразователь, но в это время выдает исходное напряжение на выходе,

Да то конденсатор на выходе неразряженный остаётся..
rtty 9 июня 2021 г. в 10:59#60
но ни как не TL494.

В моем варианте именно тл494, на 4ю ногу для пробы подал 3.3в щупом - выключается преобразователь, но в это время выдает исходное напряжение на выходе, это так для инфо, если кто планирует тоже использовать.
Покупал который якобы "400 Ватт", где-то с пачку сигарет габаритом ПП+радиаторы алюм. не крашенные, кольцо черное с намоткой одним проводом.

Есть какие-то другие, с черными радиаторами и кольцо тройным проводом мотается, м.б. там UC3xxx.

Игорь 2 14 октября 2021 г. в 01:50#61
Для некоторых экспериментов понадобился мощный блок питания 8...16 В с током 50 А.
Решил приспособить под эту цель макет блока питания для монстра, который, напомню, заточен под 40...60 В, сменив делитель на первой ножке TL494.
Кино про испытание на КЗ вот тут https://youtu.be/FfuozNroqCI залито...
Игорь 2 14 октября 2021 г. в 02:18#62
Исправил...
rtty 14 октября 2021 г. в 07:10#63
испытание на КЗ

А без нагрузки точно так же или сильней искрит?
Игорь 2 14 октября 2021 г. в 09:15#64
А без нагрузки точно так же или сильней искрит?

Так же, там ёмкость на выходе всего-навсего, 300 мкФ.
Если докинуть напряжение вольт так до 50, искра повеселее, но, тоже, вполне себе удобоваримая.
А вот в режиме не отсечки, а ограничения тока теми же 60 А, вот там реальная веселуха - водопроводные трубы варить можно, тем более, что 2 кВт блок держит без проблем...