Софт старт трансформатора

[mart]

Мощные трансформаторы дают высокий стартовый ток, даже работающие на холостую нагрузку. Вместе с выпрямителем с высокой емкостью конденсаторов, это приводит к необходимости ставить медленные предохранители и мощные переключатели.

На дзене видел интересную схему от PRACTICAL ELECTRONICS

Мне понравилось, что схема работает без реле и в первичной обмотке трансформатора. Попробовал смоделировать ее с магнитной моделью трансформатора. И у меня она работает не совсем корректно. Цепь образованая элементами VD6, С1, R1, R2 VD7, С3 которая устанавливает начальное напряжение на затворе VT1 не работает. Это приводит к более долгому старту схемы питания. Может на схеме есть где ошибка?
Здесь A1 старт трансформатора без нагрузки, A2 старт трансформатора с выпрямителем, A3 софт старт по схеме автора, A4 софт старт с вольт добавкой (как должно работать). Так то вольт добавку можно вообще убрать и схема значительно упростится. Но интересно запустить авторский вариант.

Для желающих покрутить схему в LTSpice прилагаю архив с магнитной моделью трансформатора.

[mellowman]

А сколько тепла выделяется на М1 и М4?

[mart]

Если взять напряжения питания усилителя +-45V (90V) и суммарную емкость конденсаторов 80m, то за одну секунду выделится 258 Дж. Для термальной модели IRFPS37N50APBF транзистор без радиатора кратковременно нагреется до 350 гр.. С небольшим радиатором должен выдержать.

[mellowman]

С небольшим радиатором должен выдержать.

Главное только камеру не забыть включить, чтобы всем потом показать как он выдерживает

Расчёт грамотный, но "слегка" оптимистичный — при постоянных 10 Ваттах нагрев на 3 градуса? От правого края R13 до земли совсем не 0 ом

[mart]

Надо конечно еще все перепроверить ) Но 40m емкости один такой транзистор должен вытянуть на старте. Для 80m возможно надо ставить пару.

[mellowman]

Можно запараллелить, но мне кажется лучше поставить резистор от правого вывода D1 до правого D2.

[mart]

Можно запараллелить, но мне кажется лучше поставить резистор от правого вывода D1 до правого D2.

Интересный вариант. Правда прийдется растягивать время старта.

Расчёт грамотный, но "слегка" оптимистичный — при постоянных 10 Ваттах нагрев на 3 градуса? От правого края R13 до земли совсем не 0 ом

А почему не 0? В этом месте обычно ставят источник напряжения с температурой окружающей среды и нулевым сопротивлением. На графике я температуру 25 гр. добавил.
Пример из документации Nexperia

[mellowman]

А почему не 0?

Потому что если и без радиатора уже 0, то с ним будет вообще минус?

[mart]

Потому что если и без радиатора уже 0, то с ним будет вообще минус?

Разве RC цепь (который будет являться дополнительный радиатор) может дать минус от 0? По моим данным между R13 и землей ставится источник питания с напряжением равным температуре окружающей среды. Если принять начальную температуру за 0, то можно R13 соединить с землей, а к полученным данным температуры добавить начальную температуру объекта. Если я не прав, скажите что надо подключать между R13 и землей?

---------- Сообщение добавлено 19:29 ---------- Предыдущее сообщение было 13:17 ----------

Вариант схемы. Первую секунду заряд идет через R7 470 Ом. 10 ватный резистор будет испытывать 8 кратную перегрузку. Ток в транзисторе дополнительно ограничен резистором R9 0.1 Ом (на номинальной нагрузке блока питания будет рассеиваться 1 W). Полное напряжение достигается через 3 сек. после включения.


---------- Сообщение добавлено 21:12 ---------- Предыдущее сообщение было 19:29 ----------

Думаю, что mellowman предполагал режим наподобие этого, когда R7 работает одновременно с током зарядки через транзистор. Но здесь нужна рабочая схема вольтдобавки на старте. Из схемы в топике в симуляции не работает. Резистор R7 47 Ом за 500mS рассеивает 270W. Не знаю какая нужна его мощность, чтобы не перегорал.

[mellowman]

Разве RC цепь (который будет являться дополнительный радиатор) может дать минус от 0?

Т.е. ставим радиатор RC = сопротивление растёт = напряжение растёт при том же токе = растёт температура? Тогда вопросов больше нет.

Не знаю какая нужна его мощность, чтобы не перегорал.

Достаточная.

У меня 2 по-моему 10вт 10Ω проволочных кирпича. Через пару секунд замыкается реле. В даташите на импульсные резисторы пишут сколько их можно перегружать, https://www.vishay.com/docs/30216/cpwcpwn.pdf например в 5 раз на 5 секунд

[mart]

Т.е. ставим радиатор RC = сопротивление растёт = напряжение растёт при том же токе = растёт температура? Тогда вопросов больше нет.

Тепловая система транзистор-радиатор моделируется RC цепочкой. Как в дополнение к тепловой RC модели корпуса транзистора прикрутить радиатор я не знаю. Если знаете - поделитесь. Здесь моделируется транзистор без радиатора, и по методике в точку Tamb ставится источник напряжения.

У меня 2 по-моему 10вт 10Ω проволочных кирпича. Через пару секунд замыкается реле. В даташите на импульсные резисторы пишут сколько их можно перегружать, https://www.vishay.com/docs/30216/cpwcpwn.pdf например в 5 раз на 5 секунд

Какая у вас суммарная емкость в фильтре выпрямителя?

[mellowman]

Тепловая система транзистор-радиатор моделируется RC цепочкой. Как в дополнение к тепловой RC модели корпуса транзистора прикрутить радиатор я не знаю. Если знаете - поделитесь. Здесь моделируется транзистор без радиатора, и по методике в точку Tamb ставится источник напряжения.

Я же написал давно. В даташите на транзисторы все сопротивления есть

Какая у вас суммарная емкость в фильтре выпрямителя?

~120мф суммарно при ±35V

[Гоша]

Вообще то схема, мягко выражаясь, странная.
Из серии - зачем просто, если можно сложно.
А идея использовать кристалл полевика в качестве тепловыделяющего элемента токоограничивающего элемента вообще за пределами добра и зла.
Пиковая мощность, выделяемая при таком включении, превышает 2 кВт!
Схема годится для исследования белого дыма как обязательной составляющей любого электронного компонента.
Там явно не хватает токоограничивающего резистора между стоком и истоком ПТ.

[mart]

С вариантом R7, который предложил mellowman, вполне укладывается в ОБР irfps37n50a. И в этом варианте схема значительно проще. Схема интересна отсутствием контактов реле.

[Гоша]

mart,
Это совсем другое дело.
Вот только R7 10 Вт не пойдет.
Кратковременная перегрузочная способность большинства резисторов не превышает 5, так что надо хотя-бы 100 Вт.
А что за странный подсчет мощности на ПТ?
Достаточно умножить напряжение Uds на ток стока Id.\У меня никак не получается больше 100 Вт.

[mart]

Вот только R7 10 Вт не пойдет.

У mellowman установлено два параллельных резистора 10вт 10Ω которые пару секунд заряжают конденсаторы емкостью 120mF. Из этого делаю вывод, что 47 Ом 10Вт должен одну секунду выдержать зарядный ток.

У меня 2 по-моему 10вт 10Ω проволочных кирпича. Через пару секунд замыкается реле. В даташите на импульсные резисторы пишут сколько их можно перегружать, https://www.vishay.com/docs/30216/cpwcpwn.pdf например в 5 раз на 5 секунд

А что за странный подсчет мощности на ПТ?
Достаточно умножить напряжение Uds на ток стока Id

Посмотрите внимательно, здесь так есть, Uds умножается на ток стока Id(=I(Ri))

---------- Сообщение добавлено 12:53 ---------- Предыдущее сообщение было 12:48 ----------

А что за странный подсчет мощности на ПТ?

Посмотрите внимательно, здесь так есть, Uds умножается на ток стока Id(=I(Ri))

Неправильно ответил, подумал что вы про подсчет мощности для термальной модели. На графике, программа автоматически считает полную мощность рассеиваемую транзистором, с учетом даже мощности на затворе.

[Alex1961]

mart,
Это совсем другое дело.
Вот только R7 10 Вт не пойдет.
Кратковременная перегрузочная способность большинства резисторов не превышает 5, так что надо хотя-бы 100 Вт.
.

Лет десять стоят и не кашляют два последовательно резистора по 22 Ом 7Вт советского производства.

[mart]

22 Ом 10 Вт здесь оптимальный вариант. Зарядку емкости 80m должен выдержать. Можно и транзистор поставить менее мощный и более дешевый.

[Гоша]

У mellowman установлено два параллельных резистора 10вт 10Ω

Вот 20 Вт может и выдержат.
При 47 Ом пиковая мощность на резисторе получается 1,4 кВт за 10 мс, а средняя за 1 с 107 Вт. Вот и получается 20 Вт с учетом перегрузки х5.

Лет десять стоят и не кашляют два последовательно резистора по 22 Ом 7Вт советского производства.

Забавно будет видеть, что будет, когда один из них уйдет в обрыв. Тьфу-тьфу


mart, Не забудь про разрядный резистор для С1.

[Slava!!!]

22 Ом 10 Вт здесь оптимальный вариант. Зарядку емкости 80m должен выдержать. Можно и транзистор поставить менее мощный и более дешевый.

И пристроить к нему драйвер, обеспечивающий быстрое включение/выключение. Получим простую и надежную схему, где транзистор является просто ключом, коммутирующим токоограничивающий резистор.

А можно вместо всего наворота поставить твердотельное реле.