©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://valvolodin.narod.ru/index.html
О себе Форум
Чтение
На главную
GYGY
28-03-2006 19:58

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
А то я уже подумал,что у меня чегой-то не в порядке. :

все в порядке. На первичке 2U, а на каждом ключе 1.5U, что для 600В ключей в самый раз.
Правка | Удалить
Multik

28-03-2006 20:37

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Valentin
Проведём приблизительный расчёт.
Энергия накапливается в индуктивности намагничивания (около 3мГн, Iм=1.5А) и индуктивности рассеяния (около 30мкГн, Iи=45А). На частоте 30кГц будет около 1000Вт. Если на трансилах упадёт половина, то это будет 500Вт, причём не импульсной, а средней мощности.

Проверим корректность данных:
примем частоту f = 30*10^3 Гц,
коэф. заполнения d = 0,5 и
мёртвое время tп = 2 мкс,
тогда за время t = 15*10^(-6) c
при напряжении Uпит = 300 В,
ток в индуктивности Lм = 3*10^(-3)Гн
вырастет до величины:
Iм = Uпит*t/Lм = 300*15*10(-6)/3*10^(-3) = 1,5 [A].
- совершенно справедливо! Коректно. Считаем дальше.
В индуктивности намагничивания накапливается энергия:
Eм = Iм^2*Lм/2 = (1,5)^2*3*10^(-3)/2 = 3,38*10^(-3)[Дж]
энергия в индуктивности рассеяния:
Eи = Iи^2*Lи/2 = (45)^2*30*10^(-6)/2 = 30,4*10^(-3)[Дж]
всего реактивной энергии:
Eсм = Eм + Eи = 3,38*10^(-3) + 30,4*10^(-3) = 33,8*10^(-3)[Дж].
На частоте 30кГц в индуктивности намагничивания гуляет мощность:
Pм = Eм*f = 3,38*10^(-3)*30*10^3 = 101,4 [Вт]
в индуктивности рассеяния:
Pи = Eи*f = 30,4*10^(-3)*30*10^3 = 912 [Вт]
суммарной:
Pсм = Pм + Pи = 1014 + 912 = 1013 [Вт].

При пиковом токе 45 А, мощность, потребляемая от сети получается не более 6 КВт.
Если всё правильно, то шестая часть её гуляет в виде реактивной мощности в индуктивности намагничивания и, в основном, в индуктивности рассеяния.
Я не уверен, что индуктивность рассеяния добровольно вернёт свою энергию в источник питания.
Но давйте попробуем вернуть её из индуктивности намагничивания. В простом косом, без наворотов.
Для этого надо, чтобы средний ток, протекающий из индуктивности намагничивания в источник во время паузы был равен:
Iмср = Pм/Uпит = 101,4/300 = 0,34 [A]
при d = 0,5 и tп = 2 мкс пиковый ток намагничивания равен:
Iмпк = (2*2*17/15)*Iмср = 4,52*0,34 = 1,54[A],
то есть, округлённо равен 1,5 А, совпадает.
Остаётся вопрос:
-Действительно ли энергия индуктивности рассеяния возвращается в источник?
Если это так, то средний ток, протекающий в источник во время паузы должен быть равен:
Iсрсм = Pсм/Uпит = 1013/300 = 3,38 [A]
пиковый ток при этом будет не менее:
Iсмпк = (2*2*17/15)*Iмср = 4,52*3,38= 15,3 [A],
Это можно проверить, проведя измерения в живой схеме. К сожалению, таковой не имею.
Правка | Удалить
Multik

28-03-2006 21:28

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
simpson
Как Вы думаете,какова ориентировочно будет эта
мощность?

Ну давйте посчитаем конкретный вариант, если считать, что индуктивность рассеяния не отдаёт совсем энергию в источник:
- коэффициент заполнения d = 0,66;
- напряжение пробоя диода Uпр = 0,5*Uпит, пусть Uпит = 300 В;
- ток намагничивания: Iм = 1,5 А.
Во время размагничивания через диод будет проходить линейно спадающий ток от 1,5 А до нуля, при напряжении 150 В.
Средний ток за время размагничивания:
Iср = 0,5*Iм = 0,5*1,5 = 0,75 [А].
Средняя мощность, выделяемая на одном диоде:
Pср = (1-d)*Iср*Uпр =0,34*0,75*150 = 38,25 [Вт].
на двух диодах:
P2 = 2*38,25 = 76,5 [Вт].
и не зависит от частоты.
Как видим, всё равно не подарочек!
Правка | Удалить
Valentin

28-03-2006 21:37

[874]
Админ
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
Во время размагничивания через диод будет проходить линейно спадающий ток от 1,5 А до нуля, при напряжении 150 В.

Извиняюсь, откуда взялись эти 150В? Что это за диоды такие?
Правка | Удалить
Multik

28-03-2006 22:26

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Valentin
Извиняюсь, откуда взялись эти 150В? Что это за диоды такие?

Это simpson предложил , чтобы не мотать доп обмотки, использовать в косом вместо простых диодов диоды TRANSIL. А для полной эквивалентности с предложением GYGY, напряжение пробоя у них должно быть 150 В.
Правка | Удалить
GYGY
29-03-2006 08:51

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
чтобы не мотать доп обмотки

правильней, Чтобы не делать ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОТВОДОВ на первичке.

Вопрос, 30 мкГн для индуктивности рассеяния не многовато? получается ,что на ней около 100в падать будет?
Правка | Удалить
simpson

29-03-2006 11:12
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Valentin
....индуктивности намагничивания (около 3мГн,

У меня в тр-ре косого (ETD59,30витков) измеренная индуктивность получилась ~1,05 мГн. Трансформатор 2-х секционный. Полагаю, что индуктивность рассеяния не более 5мкГн.
Правка | Удалить
Valentin

29-03-2006 12:19

[874]
Админ
Re: Повышение эффективности Косого Моста
simpson
Полагаю, что индуктивность рассеяния не более 5мкГн.

Надо мерять. Индуктивность рассеяния не имеет прямой зависимости от индуктивности намагничивания.
В любом случае там накапливается достаточно большая мощность. Если эту мощность превратит в тепло, то это сильно снизит КПД источника и увеличит нагрузку на ключи, что ставит под сомнение целесообразность изготовления такого источника.
Правка | Удалить
psnsergey
29-03-2006 12:23

[157]
Активный участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
-Действительно ли энергия индуктивности рассеяния возвращается в источник?
Да, напруга ведь на вторичке во время спада тока рассеяния (т.е. Iрасс = Iвторички / Ктр) практически нулевая (открытый обратный диод выпрямителя), и энергия поворачивает обратно в питание.

Вообще по вопросу думаю следующее. Если динамические потери при Кшим = 0,5 примерно равны статическим, то изменение Кшим при тех же нагрузке и напряжении питания в любую сторону увеличит общие потери... Увеличим, например, Кшим отводами - и даже при идеальной связи серединки с крайними кусочками напряжение на закрытых(-ющихся) ключах возрастёт так, что сьёст всю выгоду для статических потерь (тем более что у БТИЗов сильно нелинейно Uкэ=f(Iкэ)) и ещё оставит.
Правка | Удалить
Multik

29-03-2006 13:46

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
psnsergey
энергия поворачивает обратно в питание.

А до того, как повернёт в питание, успеет перезарядить конденсаторы снабберов, немножко рассеяться в закрывающихся транзисторах, и питать выходную цепь до полного закрывания выпрямительного диода.
В процессе участвует также выходной дроссель. Индуктивность рассеяния пытается накормить его и перезарядить ёмкости снабберов. Полагаю, энергетический баланс не изменится, если считать, что выходным процессом занимается выходной дроссель, а индуктивность рассеяния - только зарядом снабберов.
Пусть ёмкости снабберов в сумме составляют
Cснб = 10*10^(-9) Ф,
тогда энергия, которая уйдёт на их перезарядку, равна:
Eснб = Cснб*Uпит^2/2 = 10*10^(-9)*300^2/2 = 0,45*10^(-3) [Дж]
ну и пусть столько же рассеится на выходных транзисторах, тогда общая энергия составит:
Eсм = 2*Eснб = 2*0,45*10^(-3) = 0,9*10^(-3) [Дж].
- да, это копейки, по сравнению с 30,4*10^(-3) [Дж].
Интересно всё - таки посмотреть, какой ток течёт в обратных диодах (в источник) после выключения транзисторов.
Но резюме, касающееся повышению эффективности косого моста, одно:
Мужики! Не ленитесь секционировать обмотки в трансформаторе!
Правка | Удалить
Балбес
29-03-2006 21:07
[133]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Ну, народ!.. Уж на такие-то вопросы симулятор-то ответит...

Итого, при L1=6000uH и L1par=6uH (скорость нарастания тока по началу импульса около 50 A/us), заполнение 0.45 (Ton=9us, Fsw=50Khz), ток в конце импульса 50А, на обратных диодах треугольный импульс с вертикальным фронтом в 34А длительностью в 0.8us. Это с регенеративным снаббером на первичке, без него длительность импульса увеличивется до 0.9 мкс за счет размазывания фронта.

При увеличении индуктивности рассеяния до 12 мкГн максимальный импульс тока на первичке уменьшается до 45А (рост тока на индуктивности рассеяния уменьшает эффективное время передачи энергии во вторичку), на диоде -- 36А длительностью 1.6uS.

L1par=12uH, I1max=38A, ток на диоде 32А, длительность импульса 2.8uS.

Тенденция, однако.
Правка | Удалить
Балбес
29-03-2006 22:01
[133]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Очепятка, однако. Четвертый параграф следует читать как

L1par=24uH, I1max=38A, ток на диоде 32А, длительность импульса 2.8uS.
Правка | Удалить
GYGY
30-03-2006 08:23

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
(рост тока на индуктивности рассеяния уменьшает эффективное время передачи энергии во вторичку)

я думаю, что он уменьшает эффективное напряжение на первичке.

Для завершенности эксперимента, загони тогда уж данные из примера Валентина(ну чтоб не масштабировать результаты):
L1=3мГн
Lрас=30мкГн
F=30 кГц
Правка | Удалить
Балбес
30-03-2006 08:45
[133]
Участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста
I1max=42.5А, ток на диоде 37.5А, длительность 4.0 мс.
Правка | Удалить
simpson

30-03-2006 09:21
[435]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Балбес
симулятор-то ответит...

Это SwitcherCAD? или что?
Правка | Удалить
GYGY
30-03-2006 10:57

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
I1max=42.5А, ток на диоде 37.5А, длительность 4.0 мс.

чей-то не коррелирует . индуктивность первички в 2 раза меньше, частота в полтора. Значит время накапливать энергию увеличилось, мешающий этому фактор (первичка) уменьшен. А параметры на диоде не изменились ( я полагаю что 4.0 это в микросекундах). что не так?
Правка | Удалить
Multik

30-03-2006 12:01

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Балбес
I1max=42.5А, ток на диоде 37.5А, длительность 4.0 мс.

За 4,0 мкс размагничивается только индуктивность рассеяния. (Это, между прочим, означает, что за время прямого хода она успела нахватать 1200 вольт*микросекунд накачки.) Индуктивность намгничивания не может разрядиться за 4 мкс по причине тех же вольт*микросекунд. Просто на фоне такого большого тока её не заметили.
средний ток разряда индуктивности рассеяния равен:
Iсри = 37,5*4/2*33,3 = 2,25 [A]
Но это считалось при I1max=42,5А, значит, для приведения в соответствие с расчётами в верхнем посте, (считалось при 45 А) надо умножить на
(45/42,5)^2 = 1.12,
получится
I`сри = 1,12*2,25 = 2,86 [A]
В верхнем посте средний ток разряда индуктивности рассеяния можно получить вычитанием среднго тока разряда индуктивности намагничивания из суммарного:
Iсри` = Iсрсм - Iмср = 3,38 - 0,34 = 3,04 [A].
Поскольку в расчётах (в верхнем посте) не были учтены потери энергии, накопленной в индуктивности рассеяния, на заряд конденсаторов снабберов и прочие, можно считать, что
результат симулирования подтвердил, что энергия, накопленная в индуктивности рассеяния, не использованная в процессе переключения, возвращается в источник
кроме того, прояснился необходимый рейтинг разрядных диодов.
Правка | Удалить
psnsergey
30-03-2006 12:26

[157]
Активный участник
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Multik
питать выходную цепь до полного закрывания выпрямительного диода.
Как так, какого такого диода? Не вижу...
Правка | Удалить
Multik

30-03-2006 12:37

[469]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
psnsergey
Как так, какого такого диода? Не вижу...

Для тех, кто не видит, я далее предлагаю:
считать, что выходным процессом занимается выходной дроссель, а индуктивность рассеяния - только зарядом снабберов.

Я понимаю, что именуемый буржуями "отражённый" ток тоже будет заряжать снабберы, не понимаю только, как правильно распределить энергию двух последовательно включённых источников тока. В школе говорили, что так нельзя.
Поэтому руководствуюсь личными ощущениями процесса, которые могут отличаться от классических. Могут быть и неправильными, но пока работают...
Правка | Удалить
GYGY
30-03-2006 14:14

[339]
Завсегдатай
Re: Повышение эффективности Косого Моста
Если из транса вынуть сердечник и померять индуктивность, получим ли мы индуктивность рассеяния?
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]

Рейтинг сайтов YandeG Рейтинг@Mail.ru