ШИМ-регулятор.

[SacreD]

Задумка такова.
Нужно собрать качественный ШИМ-регулятор с токами нагрузки до 100А. При этом:
Ток нагрузки должен регулироваться в пределах хотя бы от 10 до 100А;
Частота от 100Гц до 60кГц;
Скважность от 0 до хотя бы 96%.

Проблема в ограничении тока. Должно высчитываться усредненное значение тока, т.е. при 50% скважности импульсы тока составят 20А при 10А rms. Если же ток превысит установленное значение, ширина импульсов должна уменьшиться до определенного уровня, что бы установить выбранное rms значение тока.
И проблема-то в том, что скважность возможно можно будет устанавливать и 100% (открытый канал), где токовый трансформатор в качестве тока уже не прокатит.
Следовательно, шунт. Можно ли в качестве шунта использовать переход полевиков? В схеме будут стоять 4* IRF3205 с суммарным сопротивлением около 2мОм, т.е. 2мВ/А.
Нужно достигнуть наиболее высокого кпд устройства, потому-то я и задумал использовать каналы полевиков в качестве датчика тока.
На скорую руку мысли свои перекидал на бумагу и представляю вашему вниманию следующую схему.
Какие дополнения/изменения следовало бы ввести в схему, чтобы всё работало стабильно?
Погрешность ограничения по току в районе ~20% допускается.
Возможен ли иной подход к сложившейся ситуации?
Помогите советом, пожалуйста.

[SacreD]

если нагрузка носит резонансный характер, почему бы регулировку частоты не привязать к ней?

Весьма косвенно, как я понимаю. Ток нагрузки остается примерно тем же, а выделение H2 газа становится более обильным, следовательно уменьшается тепловыделение (нагрев самой воды).

Некоторая сложность возникла с разводкой силовой цепи - 4 транзисторов, они будут установлены на квадратный радиатор размерами 5*5см, с достаточно массивным охлаждением. Вопрос в том, как площадь радиатора примерно поделить на 4 сектора - как расположить транзисторы. Был бы радиатор длинный и узкий, дело бы обстояло гораздо проще.

[SacreD]

Накидал вариант силовой части ПП.
Как уже упомянул выше, вся сложность заключается в том, что транзисторы будут установлены на квадратный радиатор размерами 5*5см. Разводка может и не самая удачная, но это всёже пока черновик.
Средние лапы транзисторов убрал в силу их ненадобности - 3 провода сечением 2.5мм^2 и длиной порядка 15мм пойдут напрямик с радиатора к выходу блока (средняя клемма слева). В качестве клемм будут использоваться комплекты М6. Шунт длиной 15см будет выполнен из отрезка медного провода, напаянного на дорожку. Сопротивление дорожек до и после диодов счесть нулевым, ибо все они будут многократно усилены толстыми медными жилами. Кнденсаторы 4*1500мкФ*16В Low-ESR.
Какие будут замечания к разводке платы?

И вопрос. Может стоит установить еще и диод параллельно нагрузке (общий плюс и выход шима)? Ведь индуктивность соединительных проводов будет значительно превышать индуктивность всех дорожек ПП вместе взятых.

Предположительные размеры ПП - около 5*12см.

[SacreD]

Ну и вот что в итоге вышло.
Плата шим регулятора имеет размеры 5*15.5см. Все детали на печатке подписаны.
Завтра с утреца надо будет еще раз плату на ошибки проверить - вполне возможно, что где-то мог и запароться.

Жду комментариев.

[abwh]

Разводка вроде нормальная. Диод можно поставить, но в любом случае на нагрузку должны идти провода минимально возможной длины.
P.S Письмо с вложением получил? Пришлось разбить на 3 части - сервак отказался принять архив 25МБ.

[SacreD]

abwh, да, архивы получил, большое спасибо Читаю по-немногу.

Соединительные провода от блока к нагрузке, конечно, будут наименьшей длинны, однако индуктивность иметь будут во много раз превышающую индуктивность шунта. Оттого стоит всерьез задуматься над установкой диода между плюсом и минусовым выходом шима.

Ну чтож, добавлю диод и завтра-послезавтра примусь за реализацию ПП.

[SacreD]

Собрал-таки шим.. Без силовой части (4 полевика). Решил проверить.. не работает. На управлении ключами постоянно 1/2 питания, плюс ко всему греются T1, T2, R9 и R10 Грешу на подозрительное включение транзисторов (брал отсюда).
Выпаял транзисторы Т1 и Т2.. на выходе тл494 генерация отусствует.. Возможно, уже.
Фотки печатки выкладываю. Кз нигде нету - проверил до момента первого включения.
В чем может быть трабла?

[abwh]

Попробуй разомкнуть выв. 9, 10 и посмотреть осцилом сигнал на каждом в отдельности. Возможно, дело в разомкнутой ОС по току. Тогда стоит подать на правый вывод R11 (отсоединив его от схемы) небольшое напряжение (ок. 0,1В) через делитель и посмотреть, что на выходе творится. Схема драйвера нормальная, разве что для защиты эмиттерных переходов выходных тр-ров ИМС от обр. напряжения можно выводы 9,10 соединить через диоды, а не напрямую. А какие Т1 и Т2 ты поставил?

[korolkov24]

Ну и вот что в итоге вышло.
Плата шим регулятора имеет размеры 5*15.5см. Все детали на печатке подписаны.
Завтра с утреца надо будет еще раз плату на ошибки проверить - вполне возможно, что где-то мог и запароться.

Жду комментариев.

На вашей схеме непонятно назначенииие делителя R6,R8, резисторов R9,R10 и диодов VD1, VD2.
Хоть и с запозданием, возможен такой вариант.

[abwh]

На вашей схеме непонятно назначенииие делителя R6,R8, резисторов R9,R10 и диодов VD1, VD2.

Величину R6 можно уменьшить, а диоды являются демпфирующими (см. посты выше)

[korolkov24]

диоды являются демпфирующими (см. посты выше)

Демпфировать сильноточные выбросы?
Зачем?
Всё равно не поможет.

Сейчас прочитал ветку, нашёл про диоды, не нужны они, есть С3, R7.
Прошу прощения за назойливость, просто схема не должна иметь лишних элементов, это усложняет топологию и увеличивает склонность к паразитным эффектам.

[abwh]

Демпфировать сильноточные выбросы?
Зачем?
Всё равно не поможет.

Измерительный резистор конструктивно имеет высокую собственную индуктивность. И демпфируется, по сути, эдс самоиндукции R12, которая может достигать высоких значений при закрывании ключевых тр-ров. Ведь речь идет о токах порядка 100А, и dI/dt будет иметь соответствующее значение. Ваша схема в этом отношении будет так же себя вести.

Добавлено через 1 минуту

есть С3, R7.

Это Вы о какой схеме?

[korolkov24]

Измерительный резистор конструктивно имеет высокую собственную индуктивность. И демпфируется, по сути, эдс самоиндукции R12, которая может достигать высоких значений при закрывании ключевых тр-ров. Ведь речь идет о токах порядка 100А, и dI/dt будет иметь соответствующее значение. Ваша схема в этом отношении будет так же себя вести.

Скорость нарастания и в схеме на TL494 и в моём варианте, при токе в 100А, позволяет получить импульс не более 5В на индуктивности 0.2мкГн.
0.2мкГн огромная индуктивность, я использую нихром диаметром 1.5мм, и легко получаю на порядок меньшие индуктивности.

Это Вы о какой схеме?
Прошу прощения, посмотрел не на ту схему.
R11, C6
https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1219436525
Если назначение диодов подавление паразитной эдс шунта, для точности измерений.


Если диоды стоят для защиты, то на истоке импульс отрицательной полярности должен быть около -20В.

[abwh]

Если индуктивность порядка сотых долей мкГн, то диоды и не понадобятся. Только это заведомо знать надо. Лучше для первого запуска их оставить - убрать никогда не поздно.

[SacreD]

korolkov24, постараюсь ответить на все ваши вопросы.
R6, R8 - вовсе не делитель, скорее защита для драйверных транзисторов (стоят bc807-817).
R9, R10 - также в качестве защиты 807/817.. пригодилось... Да и для ограничения тока через них тоже.
D1, D2 - как уже пояснил abwh.

Что пока в плате не установлено: силовые ключи и диоды D1 и D2.

Решил замерить напряжения на лапах мс.. слегка ужаснулся.
Относительно минуса:
1 - 0В
2 - 2мВ
3 - 66мВ
4 - 0В (причина позже)
5 - 0В
6 - 2мВ
7 - 0В
8 - Uпит
9, 10 - 0В
11, 12 - Uпит
13, 14, 15, 16 - 0В.
На 14 выводе (Vref) нет сигнала. Дела плохи..
Далее, относительно плюса:
1, 2, 4, 5, 7, 9, 10, 13, 14, 15, 16 - Uпит
3 - 4.68В.

Паленая мс, выходит? А жаль.. и выпаять то нечем..

Думаю, выводы 9,10 уже распаивать не к чему.

Выходит, постоянно был открыт транзистор Т2? И почему тогда грелся и Т1, и резисторы R9, R10?? лажа какая то получается..

По поводу нихрома - его у меня в достатке, какраз порядка 1.5м толщиной, порядка 200метров.. Но эти 1.5мм сгорают уже при токе порядка 30А, пришлось бы несколько жил вести в параллель.

Индуктивность шунта по расчетам порядка 70мкГн.

korolkov24, по Вашей схеме не совсем понятно назначение транзистора U1. Вольтодобавка?
Что регулируется ток это понятно, а ширину импульсов искусственным путем можно изменять?
И хотел бы еще обратить внимание на скрин из даташита. Походу, транзистор этот тоже не помешал бы?

Вцелом Ваша схема интересная, да и драйвер по выходу не обязателен будет, и деталей меньше. Жаль только что позновато.. Да и работать эта мс может с циклом до 100%, что только лучше.
Но видать, внимание на эту мс мне уже полюбому придется обратить, ибо тл494 по всей видимости приказала долго жить, а плату уже повторно не используешь...

Проблема - осцилла нет. Приходитс расчитавать только на грамотную разводку и правильность монтажа.

[Grigori G.]

Offтопик:

Паленая мс, выходит? А жаль.. и выпаять то нечем..

Шутишь? Относительно легко соик отпаять

[SacreD]

Grigori G., нет должного опыта пока каким образом? строительным феном?..

[abwh]

Grigori G., нет должного опыта пока каким образом? строительным феном?..

Простым паяльником и иголкой - вывод за выводом. Главное, не перегреть, чтобы дорожки не отслоились. Кстати, коллега Korolkov прав насчет необходимости присутствия R6 - делитель там не нужен, токоограничитель тоже. Оставь как защитный (лучше Ом 27-51), пока схему не отладил, а потом можно убрать. Что-то сразу недосмотрели...

[Grigori G.]

SacreD, вариантов несколько.
Например:
1 повесить "соплю" припоя по одной стороне, поддеть микру сбоку тонкой отверткой и приподнимая прогреть быстро соплю припоя на ногах с одной стороны. Желательно побольше канифоли - как только ряд ног микры с одной стороны приподнимется над платой, припой от канифоли "свернется" и выводы освободятся. Вторую сторону уже проще - придерживаем микру пинцетом и также быстро прогреваем второй ряд выводов, микра отделяется от платы. С платы лишний припой собирается оплеткой, и имеем чистый футпринт под запайку новой микры.
2 - если микра точно сгорела и ненужна, то можно ей аккуратно острым ножем срезать под корень все ноги, убрать корпус микры, а ноги по одной отпаять при помощи пинцета.
3 - берем тонкую стальную пластинку, например бритвенное лезвие (чтоб не паялось). Прогревая ноги по очереди подсовываем лезвие под ноги микры, пока она вся не освободится.

Offтопик:
Я думаю, вместо лезвия можно попробовать металлические пластинки из anti-theft наклеек из супермаркетов - такие слегка выпуклые белые пластиковые наклейки на товарах, примерно 1х5см. Внутри несколько пружинящих стальных (?) очень тонких пластинок. Но я сам с их помощью пока не пробовал, просто как идея.

А феном я не пробовал... нету у меня фена

[abwh]

А по диоду в разрыв выводов 9,10 все же стоит поставить.

[SacreD]

Grigori G., abwh, спасибо за технологию Думаю микру выламывать буду вторым способом..

По поводу диодов после 9,10 лап мс - практическое назначение их какое? отрицательное напряжение в обратную сторону (с R8) всеравно пробиваться будет и через диоды.. а положительное откуда возьмется?

П.с. пожалуй, завтра поменяю микру на новую, из той же партии.. других нету. Посморим как себя поведет. Но эта уже явно не пригодна к работе.