Главная » Питание
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Блок питания (инвертор) с адаптивным ограничением тока

Предисловие

Хочу заранее предупредить уважаемых читателей данной статьи о том, что данная статья будет иметь не совсем привычную для читателей форму и содержание. Поясню почему.

Предоставленный Вашему вниманию материал абсолютно эксклюзивен. Все устройства о которых пойдёт речь в моих статьях разрабатываются, макетируются, настраиваются и доводятся до ума лично мной. Чаще всего всё начинается с попытки реализовать на практике какую-нибудь интересную идею. Путь бывает очень тернист , и занимает, порой, довольно длительное время и каков будет конечный результат , и будет ли он вообще – заранее не известно. Но, практика подтверждает – дорогу осилит идущий…, и результаты, порой превосходят все ожидания…А как увлекателен сам процесс – словами не передать.Надо признать,что знаний и умений у меня (как у всех , надо отметить)  хватает не всегда, и мудрые и своевременные советы только приветствуются, и помогают довести задумку до логического конца. Вот такая специфика…

Эта статья адресована не столько начинающим, а скорее к людям уже имеющим необходимые знания и опыт, которым тоже интересно ходить нехожеными тропами, и которым стандартные подходы к решению задач не столь интересны…Важно понять, что это не материал для бездумного повторения, а скорее – направление в котором нужно двигаться…Не обещаю читателям больших подробностей про очевидные, общеизвестные и понятные грамотному в электронике вещи…, но обещаю, что главная СУТЬ будет всегда хорошо освещена.   

Про инвертор

Инвертор, о котором пойдёт речь, появился на свет именно описанным выше образом…К сожалению, я не могу, не нарушая правил публикации данных статей, осветить подробно, как он появился на свет, но уверяю, что схемы двух крайних вариантов инвертора ещё нигде не публиковались…Более того – предпоследний вариант схемы уже практически используется, а крайний (надеюсь – самый совершенный из них), пока лишь на бумаге и ещё не макетировался, но в работоспособности его не сомневаюсь, а изготовление и его проверка займёт всего пару дней…

Знакомство с микросхемой для полу-мостового инвертора IR2153, произвело хорошее впечатление - довольно маленький потребляемый по питанию ток, наличие дид-тайма, встроенный контроль питания…Но у неё два существенных недостатка – отсутствует возможность регулировать длительность импульсов на выходе и довольно маленький ток драйверов…(реально он не озвучен в даташите, но вряд ли он больше чем 250-500 мА…). Необходимо было решить две задачи – придумать, как реализовать регулировку напряжения инвертора, и как увеличить ток драйверов силовых ключей…

Эти задачи удалось решить введением в схему оптических драйверов полевых транзисторов, и дифференцирующих цепей на выходах микросхемы IR2153 (см. Рис.1)


Рис.1
     

Пара слов о том , как работает регулировка длительности импульсов. Импульсы с выходов IR2153 поступают на дифференцирующие цепи состоящие из элементов С2, R2, светодиод оптического драйвера, VD3-R4- транзистор оптрона…, и элементов С3,R3,светодиод оптического драйвера, VD4-R5- транзистор оптрона…Элементы дифференцирующих цепей рассчитаны таким образом, что, при закрытом транзисторе оптрона обратной связи, длительность импульсов на выходах оптических драйверов практически равна длительности импульсов на выходах IR2153. При этом , напряжение на выходе инвертора – максимально.

В момент, когда напряжение на выходе инвертора достигает напряжения стабилизации , начинает приоткрывается транзистор оптрона …, это приводит к уменьшению постоянной времени дифференцирующей цепи , и , как следствие, к уменьшению длительности импульсов на выходе оптических драйверов. Это обеспечивает стабилизацию напряжения на выходе инвертора. Диоды VD1,VD2 ликвидируют отрицательный выброс, возникающий при дифференцировании.

Тип оптических драйверов умышленно не озвучиваю. Вот почему – оптический драйвер полевого транзистора , это большая отдельная тема для разговора. Номенклатура их очень велика – десятки …, если не сотни типов …, на любой вкус и цвет. Чтобы понять их назначение и их особенности , необходимо поизучать их самостоятельно.

Представленный инвертор имеет ещё одну важную особенность. Поясню. Так как основное предназначение инвертора – зарядка литиевых ( хотя – можно любых, конечно) аккумуляторов, пришлось принять меры по ограничению тока на выходе инвертора. Дело в том, что если подключить к блоку питания разряженный аккумулятор , ток зарядки может превысить все разумные пределы…Чтобы ограничить ток зарядки на необходимом нам уровне, в цепь управляющего электрода TL431, введён шунт Rш…Как это работает ? Минус заряжаемого аккумулятора подключается не к минусу инвертора , а к верхнему по схеме выводу Rш…При протекании тока через Rш, повышается потенциал на управляющем электроде TL431…, что приводит к уменьшению напряжения на выходе инвертора , и , как следствие , к ограничению тока зарядки. По мере зарядки аккумулятора , напряжение на нём растёт, но вслед за ним, растёт и напряжение на выходе инвертора , стремясь к напряжению стабилизации.Короче - простая , и эффективная до безобразия штуковина. Изменив номинал Rш, легко ограничить ток заряда на любом нужном нам уровне.  Именно поэтому, сам номинал Rш не озвучен…   ( ориентир – 0,1 Ом и ниже…) , его легче подобрать экспериментально.

Предвидя множество поучающих комментариев о «правильности» и «неправильности» принципов зарядки литиевых аккумуляторов , большая просьба – от подобных комментариев воздержаться и поверить на слово,что я более чем в курсе , как это делается…Это большая , отдельная тема …, и в рамках этой статьи она обсуждаться не будет.

Несколько слов о ВАЖНЫХ особенностях настройки сигнальной части инвертора…

Для проверки работоспособности и настройки сигнальной части инвертора необходимо подать +15 Вольт в цепь питания сигнальной части от любого внешнего блока питания и проконтролировать осциллографом наличие импульсов на затворах силовых ключей. Затем , необходимо имитировать срабатывание оптрона обратной связи ( подав напряжение на светодиод оптрона ) и убедиться , что при этом происходит ПОЧТИ полное сужение импульсов на затворах силовых ключей. При этом , удобнее щупы осциллографа подключить не штатно, а иначе – сигнальный провод щупа к одному из затворов силового ключа , а общий провод щупа осциллографа – к затвору другого силового ключа…Это даст возможность видеть импульсы разных полутактов одновременно …( то , что в соседних полутактах мы увидим импульсы противоположной полярности , здесь значение не имеет ).Теперь САМОЕ важное – необходимо убедится ( или добиться ), чтобы при ВКЛЮЧЕННОМ оптроне обратной связи управляющие импульсы НЕ сужались до нуля ( остались минимальной длительности , но не потеряли прямоугольную форму…). Кроме того, важно, подбором резистора R5 ( или R4 ) добиться , чтобы импульсы в соседних полутактах были ОДИНАКОВОЙ длительности…( разница вполне вероятна , из-за разницы характеристик оптических драйверов ). См. Рис.2


Рис.2

После этих хлопот , подключение инвертора к сети 220 Вольт , пройдёт , скорей всего без проблем. Очень желательно при настройке подключить к выходу инвертора небольшую нагрузку ( автомобильную лампочку на 5 Вт )…Из-за ненулевой минимальной длительности управляющих импульсов , без нагрузки , напряжение на выходе инвертора может быть выше напряжения стабилизации . Это не мешает эксплуатации инвертора , но , от этого неприятного момента , надеюсь избавиться в следующем варианте инвертора .

Важное про рисунок печатной платы – она имеет ряд особенностей…

Последние несколько лет использую платы разработанные под аля-планарный монтаж элементов…То есть – все элементы расположены со стороны печатных проводников . Таким образом припаяны ВСЕ элементы схемы …, даже те, которые от рождения не предназначены для планарного монтажа . Это значительно уменьшает трудоёмкость изготовления. Кроме того – плата имеет абсолютно плоскую нижнюю часть и появляется возможность разместить плату непосредственно на радиаторе. Подобная конструкция заметно упрощает процесс замены элементов при настройке и ремонте. Некоторые соединения ( самые неудобные , для разводки печатным способом ) выполняются изолированным монтажным проводом. Это вполне оправданно , так как позволяет значительно уменьшить размеры платы.

Сам рисунок печатной платы (см.Рис.3) , это скорее ОСНОВА для именно Вашей конструкции .Её окончательный рисунок будет необходимо корректировать под используемые именно Вами оптические драйвера . Надо иметь ввиду , что разные оптические драйверы имеют РАЗНЫЕ корпуса , и нумерация и назначение выводов , может отличаться от приведённой на схеме в данной статье. Представленная плата пережила уже штук десять модификаций в отношении сигнальной части. Корректировка сигнальной части, порой очень значительная , отнимает совсем не много времени.

 
Рис.3 

Приводить точный перечень элементов в рамках данной статьи я не планирую. Причина проста – главная цель всей этой возни, сделать полезную вещь с минимальными трудозатратами из максимально доступных элементов. То есть -  собирайте, из того что есть. Кстати – если выходное напряжение инвертора не планируется делать более двадцати вольт , то в качестве выходного трансформатора можно использовать любой трансформатор от компьютерного блока питания ( собранного по полу-мостовой схеме). Фото ниже - общий вид собранного инвертора, чтобы Вы имели представление , как это выглядит ( лучше - один раз увидеть , чем сто раз услышать ). Очень прошу быть снисходительными к качеству сборки, но у меня просто выхода нет - руки всего две... Паяешь текущий вариант, а в голове уже следующий вариант почти созрел... И иначе - никак...- через ступеньку не прыгнешь...

Да, вот про что забыл упомянуть – наверняка возникнут вопросы про мощность инвертора. Отвечу так – максимальную мощность подобного инвертора заочно трудно оценить…, она определяется, в основном, мощностью применяемых силовых элементов, выходного трансформатора и максимальным  пиковым током выхода оптических драйверов . При больших мощностях большое влияние начнут оказывать сама конструкция, демпферные цепи силовых ключей…, понадобится применение синхронных выпрямителей вместо диодов на выходе…Короче – это уже совсем другая история, значительно более сложная в реализации…Что касается описанного инвертора, я использую его для зарядки LiFePO4 аккумулятора с напряжением 21,9 Вольт (ёмкость – 15А/ч) током 7-8 Ампер…Это та грань, где температура радиатора и трансформатора находится в разумных пределах и не требуется принудительного охлаждения…На мой вкус – дёшево и сердито.. 

Более подробно говорить о данном инверторе в рамках данной статьи я не планирую. Всё осветить не возможно (и отнимает такую тучу времени, надо заметить...), так что будет более разумно обсудить возникшие вопросы в отдельной теме на форуме паяльника. Там я выслушаю все пожелания и критические замечания, и отвечу на вопросы.

Не сомневаюсь - очень многим может не понравится подобный подход. А многие уверены, что всё уже придумано до нас... Уверяю - это не так...

Но это не конец истории. Если будет интерес, то можно будет продолжить разговор …, ведь есть ещё один , крайний вариант сигнальной части. …Надеюсь – продолжение следует.

Дополнения от 25.06.2014

Вот так получается и в этот раз - ещё не успели высохнуть чернила в статье, а уже появились очень интересные мысли, как сделать сигнальную часть инвертора более совершенной...

Хочу предупредить, что все рисунки, помеченные подписью "проект" в полностью собранном инверторе НЕ проверялись! Но если, работоспособность отдельных фрагментов схемы была проверена на макете, и их работоспособность подтвердилась, я буду оговаривать особо.

Принцип работы доработанной сигнальной части, по-прежнему основан на дифференцировании импульсов с микросхемы IR2153. Но с точки зрения правильности построения электронных схем, подход здесь более грамотный.

Пара пояснений - собственно дифференцирующие цепи теперь включают в себя C2, R2, R4 и C3, R3, R5 плюс диоды VD1, VD2 и оптрон обратной связи. Диоды, устраняющие отрицательные выбросы возникающие при дифференцировании - исключены..., так как в них нет необходимости - полевые транзисторы допускают подачу напряжения затвор-исток +/-20 Вольт. Продифференцированные импульсы , меняющие свою длительность при воздействии оптрона обратной связи , поступают в затворы транзисторов Т1, Т2, которые включают светодиоды оптических драйверов...

Данная схема проверена на макете. Она показала хорошую работоспособность и большую гибкость в настройке. Настоятельно рекомендую к использованию.

На фото ниже - фрагмент принципиальной схемы с изменённой сигнальной частью и рисунок печатно платы с коррекциями под доработанную сигнальную часть...

Продолжение следует...

Дополнение от 29.06.14

Вот так выглядит крайний вариант сигнальной части инвертора, о котором я упоминал в начале статьи. Наконец, нашёл время сделать его макет и посмотреть в реалии на его работу… Посмотрел…, и таки – да, именно он и будет назначен самым совершенным из предложенных… Схему можно назвать удачной и потому, что все элементы в ней выполняют функции, для которых и предназначены от рождения.

В этом варианте регулятора использован иной, более привычный, способ изменения длительности управляющих. Импульсы с выходов IR2153 преобразуются из прямоугольной, в треугольную форму, интегрирующими цепями R2,C2 и R3,C3. Сформированные треугольные импульсы поступают на инвертирующие входы сдвоенного компаратора LM393. На неинвертирующие входы компараторов поступает напряжение с делителя R4,R5. Компараторы сравнивают текущее значение треугольного напряжения с напряжением с делителя  R4,R5, и в моменты, когда величина треугольного напряжения превышает напряжение с делителя R4,R5, на выходах компараторов возникает низкий потенциал . Это приводит к включению светодиода оптического драйвера… УВЕЛИЧЕНИЕ напряжения с делителя R4,R5 приводит к УМЕНЬШЕНИЮ длительности импульсов на выходах компараторов. Именно это позволят организовать обратную связь выхода инвертора с формирователем длительности импульсов, и обеспечить, тем самым, стабилизацию и управление выходным напряжением инвертора. При срабатывании оптрона обратной связи, транзистор оптрона приоткрывается, напряжение с делителя R4,R5 – увеличивается, что приводит к уменьшению длительности управляющих импульсов…, при этом, выходное напряжение – уменьшается… Величина резистора R6* определяет степень влияния цепи обратной связи на длительность формируемых импульсов… – чем номинал резистора R6* меньше, тем меньше длительность импульсов при срабатывании оптрона обратной связи…  При настройке, изменение номинала резистора R6*, позволяет добиться того, что длительность сформированных импульсов в момент срабатывания оптрона обратной связи будет стремиться (или будет равной – здесь это не страшно) к нулю. Рисунки ниже, помогут понять суть работы компараторов.

Пара слов о важном при настройке. Сама процедура настройки, достаточно проста, но сделать её без осциллографа – даже не пытайтесь... Это равносильно попыткам ехать с завязанными глазами... Особенность (и это, скорее, его достоинство, чем недостаток) в том, что он позволят сформировать импульсы с любым соотношением длительностей в соседних каналах... Нужно понимать, что формирователь может как изменить (ввести или устранить полностью) длительность дид-тайма между импульсами соседних каналов, но даже сформировать их так, что импульсы соседних каналов будут «накладываться» друг на друга..., что, естественно – недопустимо... Ваша задача – контролируя осцилографом импульсы на выходе драйверов, изменяя номинал резистора R4*, выставить на неинвертирующих входах компараторов такое напряжение, при котором на выходах драйверов будут сформированы импульсы, разделённые дид-таймом 1-2 мкС (чем дид-тайм шире – тем риск сквозных токов – меньше).

Затем, необходимо включить оптрон обратной связи, и, изменяя величину резистора R6*, выбрать его таким, при котором длительность формируемых уменьшится до нуля. Во время этой процедуры, будет не вредно проконтролировать МОМЕНТ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ формируемых импульсов. Очень желательно, чтобы полное исчезновение формируемых импульсов происходило ОДНОВРЕМЕННО... Неодновременное исчезновение возможно, если сильно различны параметры интеграторов R2,C2 и R3,C3. Это можно вылечить небольшим изменением номиналов элементов одного из интеграторов. Я сделал это практически. Для удобства, временно, вместо цепи транзистор оптрона-R6*,  подключил потенциометр на 20 Ком, и выставил длительность импульсов на грани исчезновения. Разница в длительности сформированных импульсов, оказалась ничтожной… Но и её я устранил, уставив добавочной конденсатор (всего 30 пФ), параллельно конденсатору С3.

Пара слов об особенностях работы оптических драйверов... При настройке выяснилось,что оптические драйвера лучше работают при большем токе светодиодов .Причём, есть ещё один важный ньюанс – светодиод оптродрайвера потребляет больший ток не в течение всей длительности импульса , а лишь в достаточно короткие периоды (1-2мкС), совпадающие по времени с положениями фронтов импульсов. Это важно, так как позволяет понять, что средний ток потребляемый светодиодом оптодрайвера реально совсем не высок.Этими соображниями обусловлен выбор номинала резистора R7. Реально измеренный ПИКОВЫЙ ток светодиода оптодрайвера, при указанном на схеме номинале составляет 8-10 мА.

В схему добавлен диод (VD5) в цепи в цепи питания нижнего драйвера. Поясню зачем. Применяемые мной оптодрайвера, имеют встроенною систему контроля питания. В связи с тем, что в цепи питания верхнего драйвера всегда используется диод, напряжение питания верхнего драйвера всегда оказывается чуть ниже напряжения питания нижнего драйвера. Поэтому, при снижении напряжения питания, импульсы с выхода верхнего драйвера исчезают чуть раньше, чем  нижнего. Чтобы сблизить моменты отключения драйверов и введён диод VD5.На эти моменты всегда следует обращать пристальное внимание…

Здесь же, самое время заметить, что данный формирователь можно использовать (после небольшого изменения логики работы компаратора) вместе с обычными (не оптическими) драйверами полу-мостов. Кто не понял о чём речь, посмотрите, к примеру, что такое IR2113.  Подобных – тьма …, и их применение может оказаться даже более предпочтительным, чем оптических…  Но это тема для  следующего дополнения к статье…Не обещаю, что проверю на практике их работу, но хотя бы на уровне принципиальных схем нескольких вариантов – нет проблем….

Вот так – буков много – но реально настройка сводится к подбору двух резисторов.   Хочу особо отметить, что данный формирователь НЕ критичен к своему питанию – в диапазоне питания микросхемы IR2153 (9-15 Вольт), он работает абсолютно адекватно. Исчезновение импульсов с выходов IR2153 при снижении её питания (в момент выключения блока), приводит к закрытию силовых ключей.

Ещё пара советов – не стоит пытаться заменить IR2153 неким аналогом на дискретных элементах – это не продуктивно… Реально, это возможно, но просто не разумно – количество деталей вырастет в разы (в оригинале – их всего три…, куда уж меньше). Кроме того, придётся решать вопросы, по поведению аналога при включении и выключении (а они будут однозначно). Борьба с этим ещё более усложнит схему, и смысл этой затеи сведётся  на   нет…

Для тех, кому данная тема интересна, прилагаю для удобства откорректированные под данный формирователь рисунки печатных плат. Среди них – собственно формирователь в виде субмодуля... – с них удобнее начать первое знакомство. ОСОБО подчеркну – если решите попробовать настроить формирователь автономно (не подключая силовые ключи), помните, что при настройке необходимо соединить «виртуальный» общий верхнего драйвера, с реальным общим проводом ( иначе – у верхнего драйвера будет отсутствовать питание).

Хотя дальнейшее изменения инвертора я не планировал, но надо заметить, что наличие всего одной цепи регулировки длительности, позволят легко ввести в него любые защиты по току. Это, отдельная интересная тема, и мы, возможно,  вернёмся к ней позже…

 

В заключение данного дополнения напомню – от рождения, основное назначение инвертора – зарядка литиевых аккумуляторов. Особыми, очень важными свойствами, его наделяет применение в схеме Rш…Кто не осознал его назначение, рекомендую вникнуть ещё раз в тот раздел статьи, в котором о нём идёт речь.

Если не использовать Rш (перемкнуть) – будем иметь обычный инвертор со стабилизацией напряжения (но, без всякой защиты по току, естественно…).  

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Драйвер питания и MOSFET
IR2153
1 Поиск в FivelВ блокнот
ИС источника опорного напряжения
TL431
1 Поиск в FivelВ блокнот
Т1, Т2 Полевой транзистор2 Поиск в FivelВ блокнот
VD1-VD6 Диод6 Поиск в FivelВ блокнот
VD7, VD8 Выпрямительный диод
FR607
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD9 Диодный мост
RS405L
1 Поиск в FivelВ блокнот
Оптопара1 Поиск в FivelВ блокнот
Оптический драйвер2 Поиск в FivelВ блокнот
С1 Конденсатор3900 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С2, С3, С10 Конденсатор0.01 мкФ3 Поиск в FivelВ блокнот
С4 Электролитический конденсатор100 мкФ 25 В1 Поиск в FivelВ блокнот
С5, С6 Конденсатор1 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С7, С12 Конденсатор1000 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С8, С9 Электролитический конденсатор150 мкФ 250 В2 Поиск в FivelВ блокнот
С11 Электролитический конденсатор1000 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
5.1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2, R3 Резистор
1.3 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R4, R5 Резистор
110 Ом
2 Поиск в FivelВ блокнот
R6, R7 Резистор
10 Ом
2 Поиск в FivelВ блокнот
R8, R9 Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R10, R15 Резистор
3.9 кОм
2 R10 0.5 Вт.Поиск в FivelВ блокнот
R11 Резистор
3 кОм
1 0.5 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R12 Резистор
51 Ом
1 1 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R13, R14 Резистор
100 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R16, R18 Резистор
1 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R17 Резистор
7.76 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
0.1 Ом и менее
1 Поиск в FivelВ блокнот
Трансформатор1 От компьютерного БППоиск в FivelВ блокнот
Катушка индуктивности1 Поиск в FivelВ блокнот
F1 Предохранитель2 А1 Поиск в FivelВ блокнот
Задающий генератор. Вариант №2.
Драйвер питания и MOSFET
IR2153
1 Поиск в FivelВ блокнот
T1, T2 MOSFET-транзистор
2N7002
2 Поиск в FivelВ блокнот
Оптопара1 Поиск в FivelВ блокнот
Оптический драйвер2 Поиск в FivelВ блокнот
VD1-VD3 Диод3 Поиск в FivelВ блокнот
С1 Конденсатор2200 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С2, С3 Конденсатор1000 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С4 Электролитический конденсатор100 мкФ 25 В1 Поиск в FivelВ блокнот
С5, С6 Конденсатор1 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
10 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R2, R3 Резистор
1.8 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R4, R5 Резистор
7.3 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Резистор
2.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Задающий генератор. Вариант №3.
Драйвер питания и MOSFET
IR2153
1 Поиск в FivelВ блокнот
ОС1, ОС2 Компаратор
LM393
1 Поиск в FivelВ блокнот
Оптопара1 Поиск в FivelВ блокнот
Оптический драйвер2 Поиск в FivelВ блокнот
VD5, VD6 Диод2 Поиск в FivelВ блокнот
С1 Конденсатор2400 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С2 Конденсатор1000 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С2, С3 Конденсатор1500 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С5, С6 Конденсатор1 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R5 Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R2, R3, R6 Подстроечный резистор16 кОм3 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Резистор
11.3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R7 Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 01.07.2014 0 1
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 3.9 Проголосовало: 2 чел.

Исследование трехфазного автономного инвертора тока.

Комментарии (24) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Павел #
Тема интересна прежде всего возможностью поуправлять неуправляемым генератором-драйвером. Логично было заострить внимание именно на оптопарах из БП, как раз оттуда можно взять 90% всех элементов.
Ответить
0
Алексей #
Статья хорошая. Понравилась оригинальностью включения IR2153. Хотя кто то и скажет, что извращение и есть для такого включения специализированные микрухи с усилителями ошибки и прочее и может быть будут правы. Но ради интереса и для ознакомления с принципами работы импульсных БП статья хороша.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Павел, спасибо за комментарий... Но на всякий случай подчеркну - оптрон и оптический драйвер - это две большие разницы... Это далеко не одно и то же...
Дополнил статью новой схемой сигнальной части. Статья сейчас на редактировании. Если интересно - посматривай периодически. Готовлю второе дополнение (сегодня макетировал крайний вариант), результаты - отличные.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Алексей, со специализированных микросхем я и начинал..., но с ними всё не так просто, как может показаться со стороны. Проблема со специализированными в том, что они потребляют по питанию довольно большой ток. Поэтому организовать их питание простым способом уже не получится... В итоге, схемы с использованием специализированных м/с получаются сложнее предложенной...Так что, извращение это, или нет - время покажет... Но у меня есть вполне рабочие электронные извращения и по-круче... Но о них - не здесь , и не сейчас...
Может показаться, что этот инвертор случайность чудака, но это не так... Это вершина, на которую я года два лез... Достигнутая простота всегда даётся очень не просто...
Ответить
0
AdriaOrisay #
Уважаемый варп. Это обыкновенная типичная схема любого инверторного БП с сомнительной изюминкой типа оптических драйверов для раскачки ключей. Как по мне - есть около десятка схем постабильние и попроще, кстати в этой схеме есть один огромный минус который просто убивает всю работу или может ошибка в схеме, правда с такой ошибкой эта схема непрошла бы не в один промышленый аппарат. У Вас уважаемый, практически гальванически связан вход с минусовым выходом инвертора, в подобного класса приборах конденсатора этого быть не должно, и даже обратной связи используют оптроны, создайте аварийную ситуацию во входном мосту на любом диодике которые идут с массы я вам гарантирую, что под переменкой этому конденсатору кердык придёт быстренько. Обычно ставят 2 таких последовательно и то только в дешёвых решениях типа зарядных для мобилок и т.д. Несочтите за критиканство, но ошибки советую исправить
Ответить
0

[Автор]
варп #
AdriaOrisay, спасибо за комментарий. Заранее прошу прощения за краткость моего ответа - более детальное обсуждение инвертора я планирую (при большом количестве откликов) перенести в отдельную тему Форума Паяльник (чуть позже). Будут опубликованы два дополнения к статье (про изменения схемы сигнальной части). А здесь скажу лишь о самом важном.
Спор и беспочвенную панику про конденсатор С10 затеваете не Вы первый... Я готов, позже и в другом месте, поспорить о нём ещё ..., но все предыдущие споры, ярые противники этого конденсатора - проиграли... Те, кто прислушается к Вашим советам и кого этот конденсатор сильно пугает, могут его не ставить - на практической работоспособности схемы это не отразится. О его функции надо говорить особо..., пока лишь посоветую посмотреть с десяток схем любых телевизоров ( к примеру ) - Вы их там найдёте , обещаю... И то, что Вы ещё живы, свидетельствует о главном...
Про "есть около десятка схем постабильнее и попроще" - буду искренне рад посмотреть. Патентный поиск, естественно не проводил, но я и не позиционировал схему как изобретение... Это просто совсем не сложная и работоспособная вещь, которой я пользуюсь ежедневно. Надеюсь,ч то и кто-то ещё найдёт в ней что-нибудь полезное для себя... Если кто-то сделал лучше и проще - покажите ..., и поверьте - буду искренне рад - мы все от этого только выиграем ... Беда в том, что очередь, обычно не велика...(точнее - её вообще нет..). Я тоже, как и все, хочу чтобы было много схем , хороших и разных...
Ставить рядом понятия "гальванически связан" и "конденсатор" - по меньшей мере - не корректно..
Ответить
0
Lithium #
Схема оригинальна, но не практична. Главная тенденция электроники - интеграция, вы же пытаетесь сделать из старой м/с с дополнительным обвесом аналог современной ИМС.
Как пример другой схемы типовое включение флайбека TOP250 по цене активных компонентов выходит дешевле, есть стабилизация напряжения, защита от КЗ и перегрева. Для ваших задач - самое то.
Флайбек на UC384x тоже что надо - стоит копейки, есть контроль напряжения и тока.
А на данном этапе, для такой задачи как у вас, пожалуй я бы даже не стал ничего собирать, а переделал бы валяющиеся без дела АТХ БП.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Lithium, с Вашими утверждениями можно поспорить...
Вы предлагаете использовать обратноходовой преобразователь. Дважды - нет. Во-первых - обратноходовой преобразователь сильно проигрывает двухтактному в массо-габаритных показателях... Во вторых - грамотно рассчитать и изготовить импульсный трансформатор для обратноходового преобразователя не каждому профессионалу "по-зубам", не говоря уже о нас, простых смертных.
Использовать UC384x - можно, если в озвученные потребляемые микросхемой токи уложитесь.
Про переделку АТХ БП - дело вкуса, конечно...,но инвертор, про который речь в статье - раза в четыре меньше в размерах и, потенциально, гораздо мощнее. Но главное, наверное, не в этом. Пора двигаться дальше.
Ответить
0
diogen_b #
Добрый день. Варп, Вы правы, такой конденсатор стоит во всех телевизорах, но в телевизорах очень чувствительные входные цепи... Необходимость его в данной схеме, на мой взгляд, сомнительна, но главное не в этом. Вы наверное заметили, что в телевизорах такой конденсатор стоит на 2-3 киловольта либо специальный сертифицированный для переменки 250 Вольт (здесь запас карман не тянет - слишком плачевными могут быть последствия при его пробое). В Вашей же схеме даже не указано на какое напряжение данный конденсатор - человек может впаять туда обычный на 50 В. И прощай всякая безопасность!
Ответить
0

[Автор]
варп #
diogen_b, я не спроста в предисловии к статье предупредил , что , цитирую - ..." Эта статья адресована не столько начинающим, а скорее к людям уже имеющим необходимые знания и опыт..." и "...Не обещаю читателям больших подробностей про очевидные, общеизвестные и понятные грамотному в электронике вещи…" И перечня элементов в статье - нет... Это статья не про технику безопасности ...
Простите - больше комментировать это не буду...
И вообще - странная логика - по Вашему выходит , что применение конденсатора в аппаратуре с "очень чувствительными входными цепями .." - не опасно... Звучит смешно...
Ответить
0
diogen_b #
Уважаемый, я, кажется, указал КАКИЕ конденсаторы обычно применяются. Не опасно, когда разработчик при разработке аппаратуры иногда головой думает! И СМЕШНО ЗВУЧИТ, как раз, как Вы "за уши" притягиваете доводы, лишь бы не признать свои ошибки. На этом дискуссию со своей стороны заканчиваю - нет смысла!
Ответить
0

[Автор]
варп #
Ребята, предлагаю не ссориться по любому поводу... Есть действительно важные, но совсем не очевидные вещи, освещённые в статье. Обратите внимание, КАК реализовано управление ограничением тока... Описанный способ управления величиной тока зарядки, который можно реализовать в практически любом стабилизированном блоке питания, на мой взгляд, интереснее всего инвертора, как такового... Ограничение тока зарядки всегда было очень большой проблемой... До сих пор...
Ответить
0
Dobro vam #
Большое спасибо "варп" за проделанную работу. IR2153 подкупает своей простотой, но не всегда просто - значит хорошо. Отсутствие обратной связи с выходом, возможность перехода в дежурный режим, развязка выходов IR2153 с силой - вот основные моменты для "тюнинга". Я в итоге остановился на TL494 (ну собственно с неё родимой и начинал когда-то)
Ответить
0

[Автор]
варп #
И Вам спасибо за комментарий. Мой выбор IR2153,совсем не случаен...По дороге к ней,было опробовано очень много вариантов построения задающего двухтактного генератора (я их все покажу,и расскажу о них позже ...). Есть конечно же и вариант с TL494... Отношусь к ней с уважением, и работает она не плохо, но, в данном случае,не устроил большой потребляемый микросхемой ток,что сильно усложняет организацию её питания ...В этом смысле, применение SG3524 (есть вариант и на ней..), обладающей почти теми же функциями, что и TL494, более предпочтителен...
Что касается инвертора, предложенного в статье - крайний его вариант будет в ближайшее время доработан, и его характеристики улучшены...( и в смысле обеспечения стабилизации на холостом ходу, тоже...). Готовлю материалы ко второму дополнению к статье.
Ответить
0
Павел #
А что дают доп. транзисторы в управлении второй версии? Фронты/спады круче?
Тут вот есть один маленький, но важный нюанс. Оптодрайверы эти ещё и купить нужно. Это не самый распространённый продукт. У меня в Мухозасиженске их обещали поглядеть в заказном листе через пару недель. Сам покупать в сети не хочу - Почта России прое...ла обе моих посылки. Так что пользуюсь, чем придётся, что найдётся.
ИРок нам завезли много, вот и приглядываюсь. Самому рожать пока некогда.
Вкусные варианты контроллеров, что включаются, как ИРка, но с управлением мне не достать. Сдаётся мне, придётся городить аналог ИР на дискретах и добавлять управление.

По поводу конденсатора между высвольт/низвольт...
Обязательно проставь на схеме его напряжение. Есть категория радиогубителей, что читают статьи через строку, а то и вовсе сохраняет схемы без описания, через поисковик, например. Они не догадаются.
Ну и обозначение общего провода обычно ставится по стороне низкого напряжения. Куда в этом агрегате подключать заземление? Обычно подключают к минусу вторички. Этот самый конденсатор "между" замыкает помехи на общий провод. Где-же его брат, подключенный между минусом выхода и вторым выводом высвольтного диодного моста? Ведь помехи есть и в плюсовом проводе.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Павел, про доп. транзисторы во второй версии (их кстати - море, на материнских платах компьютеров), отвечу так - крутизна фронтов и спадов тут не причём - их формирует (безупречно) сам оптодрайвер. Дело в другом - "засвечивать" светодиод продифференцированным импульсом - можно(практика это подтверждает..).Но , сам факт того , что собственно дифференцирующая цепь включает в себя светодиод оптодрайвера,приводит специалистов (подозреваю) - в бешенство...Во втором варианте,оптодрайвер включается,как и положено - ключём. И это естественно, более грамотно...Подавать продиффернцированный импульс в цепь затвора, возможно,тоже немного странно..., но, не более того. И вариант с транзисторами достаточно просто настраивать (обязательно с осциллографом).
Надо отдавать себе отчёт,что подобная схемотехника - находится "на грани" и бесит профессионалов. Но это не плод моей безграмотности,а лишь способ достичь предельной простоты.Оправдано ли это ? Не знаю. Противников этого, видимо - большинство, но многим - тоже интересно. Сам пользуюсь. Особых претензий - нет. Если бы были, я бы свои фантазии не публиковал.
Увы, сделать такой инвертор без использования современной элементной базы - невозможно. А писать статью про то, как сделать инвертор на старой элементной базе - очень смешно..
Ответить
0
Павел #
Ну вот. Схема пришла к логическому завершению. Компараторы, все дела. Всё как надо.
В первой версии народ козявило от того, что порогами на транзисторах управляют в общем-то непороговые элементы. Стало быть хорошие у Вас оптодрайверы. Они смогли.
Но именно эта схема была самой "вкусной". Вот так из ничего заставить простую МС управлять скважностью.
Так держать! Консерватизм не всегда способствует прогрессу.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Павел, спасибо за добрые слова.
Конечный результат невозможно увидеть с линии старта потому, что на тот момент времени его просто ещё нет в природе... Именно об этом я пытался сказать в начале статьи... И именно это, делает весь процесс столь увлекательным. Надо просто научиться не бояться ошибаться. Да и "ошибки" эти, в итоге, оказываются не ошибками вовсе, а решениями, которые оказываются очень полезными совсем в других местах...
Ярым противникам, предлагаю попробовать сделать сигнальную часть с драйверами полевых транзисторов, размерами меньше чем (20 на 40)мм, и потребляемым током менее 10 мА. Уверяю - после первой же попытки, отношение ко всей этой затее у Вас очень быстро изменится.
Сделать более сложную и совершенную вещь, конечно же можно..., но не об этом в данной статье речь.
Кстати - элементы, которые используются в инверторе, уже очень широко распространены..., но
просто не все знают где "копать".
Но об этом, и о многом другом, предлагаю поговорить вот здесь
Ответить
0
sousmanstrer #
Мда, это ж надо сколько нагородить, а все-чтобы заменить любую шимку + драйвер типа IR2110, причем получается ненадежно, трудно настроить и, самое главное, не понятно зачем этот велосипед?
P.S. Платы бы оформлять как-то приличней...
Ответить
0

[Автор]
варп #
Вот когда соберёте и настроите, вот тогда и выводы будете делать. Вашими буквами аккумулятор не зарядишь. Буквы писать - не мешки таскать. Попробуйте сделать проще, тогда поговорим.
Про "оформлять" - Вам форма нужна или содержание?
Если хотите серьёзно поговорить, а не просто воздух сотрясать - выше ссылка есть, где можно это сделать.
Ответить
0
ksv_zp #
Лично мне понравился творческий подход автора и "полет" его мысли. Интересная статья получилась. И хотя вся суть изложения материала "заточена" на то, как эволюционировал автор (а вместе с ним и я), в поисках наиболее оптимального решения своей задачи, все-таки я считаю для начинающих можно было "разжевать" некоторые нюансы, например: какую частоту задающего генератора лучше выбрать,по каким критериям нужно выбирать оптодрайвера и характеристики (намоточные и магнитопровод) трансформатора и др.
Отредактирован 03.04.2015 00:33
Ответить
0

[Автор]
варп #
ksv_zp, рад, что статьи (есть ещё и вторая часть, и отдельная тема, привязанная к этим статьям) Вам понравились. Но, в начале первой статьи, я подчёркивал, что она адресована не совсем начинающим. Учить такому начинающих – непедагогично…
Но финальные результаты, которые родились и отражены в конце привязанной к статьям Теме – очень любопытны, и, на мой взгляд – не бесполезны.
Каждый борется со скукой так, как умеет….
Ответить
0
Константин #
Весьма приличная статья. Мне лично иногда не хватает таких идей. Попытаюсь развить Ваши для достижения собственных целей. Меня так же радует способность IR2153 стартовать и функционировать при относительно малых токах. Сейчас, вот, порадовал способ реализации ШИМ. Осталось "прикрутить" еще пару идей для того, что бы получить нужный мне результат. Благо, с драйверами и прочими компонентами проблем пока не испытываю. Хочу сделать частотный преобразователь на 60Гц. Если интересно, можем обменяться опытом.
Ответить
0

[Автор]
варп #
Константин, спасибо.
Спустя пару месяцев после написания статьи, была опробована и реализована ещё одна смешная затея по построению сигнальной части полу-мостового инвертора на основе м/с предназначенных для обратноходовых преобразователей. Суть достаточно подробно описана в теме привязанной к статье (лист 31, ответ #611 и последующие).
Подобные инверторы оказались ещё проще в реализации, и практически не нуждаются в настройке из-за идеальной симметрии плеч.
Оглядываясь назад, уже не могу с прежней уверенностью утверждать, что есть большой практический смысл заниматься подобной ерундой. Но точно знаю одно – это скорее полезно, чем вредно.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
LC-измеритель LC100-A Конструктор - Гитарная педаль Remote Delay 2.5
вверх