©2004 Валентин Володин
Архив старого форума
Сайт Валентина Володина
Главная Справочник Схемы и описания Статьи Книги и журналы
Гостевая книга Старый Форум Программы Ссылки http://valvol.nightmail.ru/index.html
О себе Форум
Чтение
На главную
Multik

08-02-2006 21:09

[469]
Завсегдатай
Повышение эффективности Косого Моста , обычного ШИМ Моста и Полумоста
Косой мост сегодня у нас самая продвинутая схема.
Главные её достоинства - простота, надёжность, повторяемость.
Многие не только у нас, но и во всём мире, выбирают её, несмотря на очевидные недостатки - низкий КПД и коэффициент заполнения К<0,5.
В интернете есть много предложений по устранению этих недостатков.

Предлагаю здесь обсуждать предложения по совершенствованию косого моста.

Мой опыт применения переключения при нулевом напряжении показывает, что при тех же транзисторах и охладителях схема отдаёт в три раза большую мощность. Или ту же мощность при меньших габаритах.
Интересны предложения по совмещению косого моста с корректором мощности, что приводит к мягкому переключению транзисторов, и заодно улучшит работу сварочника при питании от плохой сети, например:
0/29.2_10817.pdf
В этой статье есть ссылки на интересные патенты:
0/6370051.pdf
и
0/6469915.pdf
(Для того, чтобы скачать полное описание патента с картинками, надо найти на страничке текст: "View PDF Images" и кликнуть по нему. Загрузится PDF файл, а его уже можно сохранить на компе , нажав на дискету слева вверху текста. По-другому они не грузятся).
Правка | Удалить
Multik

08-02-2006 22:14

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
В первом патенте один диод косого заменяется транзистором:
0/d68b363d5dad.jpg
и временная диаграмма:
0/acd47ec012ac.jpg
Делается небольшая модификация схемы управления с целью обеспечить мёртвое время между импульсами, и достигается переключение всех транзисторов при нулевом напряжении.
Правка | Удалить
Multik

08-02-2006 22:38

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Во втором патенте то же самое, только совсем убрали второй диод, что позволяет увеличить напряжение размагничивания на трансформаторе и увеличить допустимый коэффициент заполнения импульсов:
0/e2b929078c08.jpg
и временная диаграмма:
0/02b7e359dcc6.jpg
В обоих патентах чего-то не договорили, или не дорисовали. Оба вместе они дают полную картину одного и того же, что хотел сказать каждый.
Правка | Удалить
Multik

09-02-2006 01:29

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Интересна идея, как повысить K в полтора раза:
http://www.powermanagementdesignline.com/howto/showArticle.jhtml?articleID=159402553
Предлагается ввести ещё один ключ:
0/c0c19b47fbb2.jpg
тогда диаграмма выглядит так:
0/3d75beead54a.jpg
как видим, время сброса трансформатора уменьшилось.
Правка | Удалить
Valentin

09-02-2006 08:39

[874]
Админ
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
...очевидные недостатки - низкий КПД...

Хотелось бы уточнить не в ущерб уже сказанному в пользу мягкой коммутации!
При сравнении желательно указывать, по сравнению с чем у прямохода более низкий КПД. Известно, что потери происходять в ключевых и электромагнитных элементах, это потери проводимости ключей, потери коммутации, потери в снабберах, потери в магнитопроводе, потери от скин-эффекта и т.д. Исходя из сказанного КПД прямохода практически ни чем не хуже, чем у других преобразователей с жёсткой коммутацией!
Правка | Удалить
GYGY
09-02-2006 09:47

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
Интересна идея, как повысить K в полтора раза:

Достижимый коэфф. заполнения в этой схеме 0.66 (т.е. увеличение от 0.5 в 1.3 раза), а вот увеличение статических потерь из-за введения 3 ключа 1.5 раза.
что в результате получается:
Потери уменьшатся за счет уменьшения тока в 1.3*1.3, а увеличатся за счет увеличения времени открытого ключа - 1.3 и введения дополнительного ключа 1.5.

В итоге увеличение потерь на ключах на 15%.
Правка | Удалить
Multik

09-02-2006 11:01

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Valentin
При сравнении желательно указывать, по сравнению с чем у прямохода более низкий КПД. ...КПД прямохода практически ни чем не хуже, чем у других преобразователей с жёсткой коммутацией!

Я и говорю о схемах с жёсткой коммутацией вообще. КПД схемы с мягкой коммутацией выше, чем с жёсткой. Хоть для прямохода, хоть для сбратнохода.
Если в косой мост ввести мягкую коммутацию, из той же конструкции можно взять много больше мощности!

GYGY
Потери уменьшатся за счет уменьшения тока в 1.3*1.3, а увеличатся за счет увеличения времени открытого ключа - 1.3 и введения дополнительного ключа 1.5.
В итоге увеличение потерь на ключах на 15%.

Это для полевых транзисторов, а для IGBT потери уменьшатся за счет уменьшения тока в 1.3, а увеличатся за счет увеличения времени открытого ключа тоже в 1.3 и введения дополнительного ключа в 1.5 раза.
В итоге увеличение потерь на ключах на 50%.
Я тоже долго думал, какой выигрыш это даёт, и не придумал, что и ты и подтвердил.
Кстати, из двух схем, приведённых выше (из патентов), целесообразность увеличения К во второй схеме мне тоже кажется сомнительной. Во-первых, надо менять управление, а значит, готовый сварник надо хорошо перелопатить а результат мизерный, по сравнению с первой.
Зато первая схема будет работать и как простой косой, за счёт паразитного диода МОП, или всироенного в IGBT, и поэксперементировать можно. Лично я именно её и собираюсь мурыжить.
Правка | Удалить
GYGY
09-02-2006 12:26

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
А по первой схеме получается, что вместо возврата Энергии сердечника обратно
в источник, ее загоняют в снабер, который потом разряжают через доп. транзистор.
Поэтому оставший диод просто ненужен (в дальнейшем его выкинули). а вот включить
насыщающийся дросель последовательно с первичкой - снизит потери коммутации.
Правка | Удалить
Multik

09-02-2006 13:15

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
GYGY
А по первой схеме получается, что вместо возврата Энергии сердечника обратно в источник, ее загоняют в снабер, который потом разряжают через доп. транзистор

Её загоняют в конденсатор 28, как и во второй схеме. Процесс описан во втором патенте. После резонансного сброса ток намагничивания меняет направление (+!) и фиксируется открытым транзистором 26 и обратным диодом ключа 14 до закрывания ключа 26.

Поэтому оставший диод просто ненужен (в дальнейшем его выкинули).

Если ёмкость конденсатора 28 мала, выброс на нём превысит напряжение питания. Оставшийся диод зафиксирует его на уровне напряжения питания. Для начала я его оставлю. С ним спокойнее. И опять же, если не получится, косй работать будет. А там посмотрим.

а вот включить насыщающийся дросель последовательно с первичкой - снизит потери коммутации

Во втором патенте нарисован вариант схемы с насыщающимся дросселем в цепи вторички, а впервом про него словами пишут. Он нужен для мягкого включения транзистора 12.
Правка | Удалить
GYGY
09-02-2006 14:11

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Я опять же смотрел с точки зрения потерь. в косом - энергию в источник для повторного использования, а в "патентах" - на ветер (т.е. на нагрев специально установленного ключа ).
При этом если кондер 28 заряжать меньше Uп, то толку от него (размагничивающего) тоже будет меньше.
Правка | Удалить
Multik

09-02-2006 15:31

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
GYGY
Я опять же смотрел с точки зрения потерь. в косом - энергию в источник для повторного использования, а в "патентах" - на ветер (т.е. на нагрев специально установленного ключа ).

Я бы тебе поверил, если бы не делал фазосдвигающих схем. Вопреки кажущемуся здравому смыслу, в них транзисторы меньше греются, когда гоняешь в них дополнительно 20 А, а, например, не 10 (для каждого случая есть оптимальный ток). А тут гоняешь только ток намагничивания, зато работаешь по почти симметричной петле гистерезиса. Уже этот факт заслуживает небольших потерь. Кроме того, мягкое переключение с лихвой окупит и бОльшие потери. Правда, подозреваю, что для включения верхнего транзистора при нуле этого не хватит.

При этом если кондер 28 заряжать меньше Uп, то толку от него (размагничивающего) тоже будет меньше.

Навскидку мне тоже так кажется, но боюсь чего-то не учесть. Опять же подозреваю, что минимальное значение выброса должно быть не менее 1,41*Uвх, чтобы было К>0,5.
Это значит, что транзисторы должны быть вольт на 600.
Правка | Удалить
GYGY
09-02-2006 15:51

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
заинтриговал, однако. Вечером погоняю на симуляторе.
Правка | Удалить
Multik

09-02-2006 18:41

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
GYGY
заинтриговал, однако. Вечером погоняю на симуляторе.

Поделись результатами, а то я уже силовую плату нарисовал, сейчас утюжить буду.
Правка | Удалить
GYGY
13-02-2006 08:07

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Однако, это заняло больше времени, чем я думал.
В общем, у меня получилось неразрешимое противоречие. Т.К. С28 заряжается рабочим током, а разряжается током намагничивания, то получается или емкость не успевает разряжаться(поскольку время разряда T-tи-tзар), либо если ее сделать достаточно малой, то ее надо заряжать до 4-5Uп (для этого оставшийся диод надо убрать), что еще хуже. компромис где-то в районе заряд 2U, разряд до 0.3U.
Если менять коэфф. заполнения петля за несколько циклов сваливается или в одну или в другую сторону.
Правка | Удалить
Multik

13-02-2006 10:26

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
GYGY
В общем, у меня получилось неразрешимое противоречие.

Спасибо, Буду начеку, но отступать уже некуда. Почти всё сделал.

Если менять коэфф. заполнения петля за несколько циклов сваливается или в одну или в другую сторону.

А ты обратные диоды поперёк транзисторов не забыл поставить?

емкость не успевает разряжаться

Может быть, на этот случай в патенте нарисовали вариант с двухполупериодным выпрямителем? Надо забить выходную обмотку со средней точкой.
Правка | Удалить
Трибун

14-02-2006 00:27

[390]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Valentin
КПД прямохода практически ни чем не хуже, чем у других преобразователей
Multik Я недавно в теме - мнение дилетанта. Как понял, косой уступает в основном по массо-габаритным параметрам. В высказаных идеях явные усложнения массу и габарит не улучшающие. Напротив. Т.е. полученый эффект должен солидно это прекомпенсировать. Иначе цель всего только новизна и удовлетворение любопытства. Это конечно полезно и приятно, а практично ли? С этих позиций оценка есть? И как насчет
достоинства - простота, надёжность, повторяемость
?
Правка | Удалить
GYGY
14-02-2006 09:10

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
Может быть, на этот случай в патенте нарисовали вариант с двухполупериодным выпрямителем? Надо забить выходную обмотку со средней точкой.

тогда аппарат нельзя использовать без нагрузки (главная прелесть КМ , что он может работать без нагрузки)
Правка | Удалить
Multik

14-02-2006 11:21

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Трибун
В высказаных идеях явные усложнения массу и габарит не улучшающие.

А какие усложнения? Вместо одного косого диода ставится транзистор. Второй диод пока под сомнением, но скорее всего он не нужен. В схеме управления есть усложнения, но на массу они не влияют.
Эффект следующий: Раньше я собирал косого на четырёх радиаторах, теперь собираю на двух. Габариты в два раза меньше, мощность если не та же, то не в два раза меньше. В случае необходимости, можно поднять частоту без существенных потерь.

GYGY
тогда аппарат нельзя использовать без нагрузки

А что мешает? Минимальная нагрузка, скажем, 0,1 А не сильно обременит.
Правка | Удалить
GYGY
14-02-2006 13:20

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Ну есть такие схемы, где энергия намагничивания сбрасывется в нагрузку. т.е. доп. вторичка, которая работает на обратном ходе и есть размагничивающая обмотка.
И если средний ток намагничивния ~2 А, то если сбрасывать его в нагрузку столько же, тогда 2* Ктр =6А (и на ключах 2Uп), а если за четверь периода(если заполнение 0.7), тогда все 12А (и на ключах 3Uп).
Правка | Удалить
Multik

14-02-2006 14:32

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
GYGY
И если средний ток намагничивния ~2 А,

А на то нам и схема управления, чтобы в отсутствие нагрузки импульсы не выдавть.
Достаточно минимальной нагрузки, которая обеспечивает управляемость в области минимальных токов.
Правка | Удалить
На главную
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28]
Hosted by uCoz