Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 19 ноя 2018, 02:01

Часовой пояс: UTC + 5 часов



    • JLCPCB - Прототипы 10 PCBs всего за 2$ (100*100mm, 2-layer)
    • Как мы делаем платы, смотрите на YouTube
    • Крупнейшая китайская фабрика прототипов. 300000+ заказчиков и 10000+ заказов в день!
    • LCSC - Крупнейший китайский онлайн магазин комплектующих.

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 50 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 14:19 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Я уже давно размышляю над схемой импульсного стабилизатора сетевого напряжения.

В качестве пилотной конструкции хочу сделать маломощный импульсный стабилизатор-ЛАТР.
Концепция - из 380В постоянки, которая формируется любым PFC, посредством мостового шим сделать синус регулируемой амплитуды.

На этом этапе хочу обойтись полностью аналоговой схемой. Нет, цифровые микросхемы возможны, но без программирования.

380В и питание для низковольтной части возьму из блока питания ноутбука на 120Вт.

Дальше. Через оптронную развязку сформирую синхронизированные с сетью импульсы 50Гц фиксированной амплитуды.
Из них полосовым фильтром на ОУ выделю синус.
Это стабилизированная по частоте и амплитуде синусоида - опорный сигнал (его можно регулировать по уровню простым переменным резистором).
Затем еще на одном ОУ сделаю шим-модуляцию этой синусоиды.
Полученный шим (и еще один инвертированный шим) подается на мост из 2-х IR2184 и 4-х полевиков.
На выходе LC-фильтр.

В данный момент имеется восстановленный БП от ноута и проверенная на макете схема от входа сети до выхода модулятора.
Вложение:
maket.jpg
maket.jpg [ 76.14 Кб | Просмотров: 1401 ]

Вопросы возникают в обработке нештатных ситуаций: начальное включение, перегрузка по току.
Думаю, на выходе надо ставить реле и предусматривать схему защиты.

Посоветуйте, как защиту организовать.
Вложение:
Макет01.gif
Макет01.gif [ 42.09 Кб | Просмотров: 1401 ]


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 14:33 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3951
antonluba писал(а):
В качестве пилотной конструкции хочу сделать маломощный импульсный стабилизатор-ЛАТР.
Концепция - из 380В постоянки, которая формируется любым PFC, посредством мостового шим сделать синус регулируемой амплитуды.
К реальному-то ЛАТРу можно реактивную нагрузку подключать без всяких проблем и вопросов. А вот к вашей имитации?
Что будет, если подключить дроссель? А конденсатор?
Т.е. на номинальный нагрузочный ток,- только 100% реактивный.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 14:46 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Кот495 писал(а):
К реальному-то ЛАТРу можно реактивную нагрузку подключать без всяких проблем и вопросов. А вот к вашей имитации?
Что будет, если подключить дроссель? А конденсатор?
Т.е. на номинальный нагрузочный ток,- только 100% реактивный.


Объясните, какие проблемы могут возникнуть с реактивной нагрузкой.

Вот частотный преобразователь, сделан из 3-х полумостов и питается от 325В постоянки, имеет на выходе трехфазный электродвигатель.
Вроде у него никаких проблем не возникает.

Под емкостной нагрузкой вы имеете в виду выпрямитель с конденсатором?
Бросок зарядного тока будет. Выходные полевики должны его выдерживать, понятное дело. Как настроить порог срабатывания защиты - это уже второй вопрос.
Но вот бесперебойники с чисто импульсным преобразованием имеют так же мост из полевиков на выходе, и ничего, работают.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 17:27 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3951
antonluba писал(а):
Объясните, какие проблемы могут возникнуть с реактивной нагрузкой.
Проблема та, что реактивная нагрузка не рассеивает потребленную мощность, а отдает ее назад.
Таким образом возникает вопрос: может ли преобразователь принять обратно энергию, которую отдал?

Если разговор о единичных миллиамперах реактивности, то они могут поглотиться на сопутствующем активном сопротивлении, которое всегда найдется.
А вот когда нагрузка почти полностью реактивная - проблема может стать проблемой, так сказать)))))

Особенно часто встречаются индуктивности: разнообразные двигатели, соленоиды, трансформаторы на холостом ходу и т.п.
Емкости - например БП с гасящим конденсатором. (используются в китайских светодиодных лампочках).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 17:47 
Старожил

Зарегистрирован: 02 май 2015, 16:16
Сообщения: 1640
Кот495 писал(а):
antonluba писал(а):
Объясните, какие проблемы могут возникнуть с реактивной нагрузкой.
Проблема та, что реактивная нагрузка не рассеивает потребленную мощность, а отдает ее назад.
Таким образом возникает вопрос: может ли преобразователь принять обратно энергию, которую отдал?

Если разговор о единичных миллиамперах реактивности, то они могут поглотиться на сопутствующем активном сопротивлении, которое всегда найдется.
А вот когда нагрузка почти полностью реактивная - проблема может стать проблемой, так сказать)))))

Особенно часто встречаются индуктивности: разнообразные двигатели, соленоиды, трансформаторы на холостом ходу и т.п.
Емкости - например БП с гасящим конденсатором. (используются в китайских светодиодных лампочках).
Надуманная проблема - при опускании груза или торможении двигатель работает в генераторном режиме... при наличии цепей подключения тормозных резисторов взадовая энергия от движка рассеивается на тормозных резисторах (как на крышах троллейбусов и электричек) или рекуперируется преобразователем обратно синхронно в сеть.
при отсутствии приёмника лишней энергии она просто исчезает в вакууме... у вашей мясорубки и миксера и дрели ведь нет тормозных резисторов ? а ведь их движки останавливаются на самовыбеге :)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 18:01 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3951
Когда мощность преобразователя - до 10Вт, то да, как-то незаметно исчезнет в вакууме)))))

А вот проектировали у нас двухкиловаттный - получилась большая задача. Пришлось, фактически, ставить второй (обратный) преобразователь, кушающий реактивный возврат и подзаряжающий им накопительную емкость на входе.
А иначе начинали разогреваться поглотительные элементы.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 18:10 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Питать устройства, генерирующие энергию в течение продолжительного времени, в мои планы не входит.

В общем случае, если в течение некоторого рабочего цикла, нагрузка потребляет больше, чем отдает обратно, проблемы не возникает.
Передача от нагрузки на звено постоянного тока идет без проблем через защитные диоды выходного моста.
Оттуда она расходуется нагрузкой в следующем цикле.

PFC при этом может и не работать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 18:22 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3951
antonluba писал(а):
Передача от нагрузки на звено постоянного тока идет без проблем через защитные диоды выходного моста.
Так Вы можете обеспечить синусоиду тока. И так питаются обмотки двигателей, да.
Но по напряжению - нагрузка может отдать обратно только в случае когда напряжение на ней превысит питание моста.
Т.е. по напряжению получится совсем не синусоида, а несглаженный ШИМ, что ЛАТРу не эквивалентно,- от слова "совсем".

Если же делаете синусоиду напряжения (выпрямляете и сглаживаете ШИМ), то этот выпрямитель не примет обратный реактивный ток.

Решить вместе обе задачи можно, но не так легко и просто, как представляется на первый взгляд.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 18:32 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Не усложняйте жизнь.
LC-фильтр прекрасно работает.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 18:36 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3951
Успехов. Я простые и эффективные решения - люблю.
Если получится - расскажите.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 18:48 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Кот495 писал(а):
Успехов. Я простые и эффективные решения - люблю.
Если получится - расскажите.

Я для того тему и завел.

Кот495 писал(а):
Решить вместе обе задачи можно, но не так легко и просто, как представляется на первый взгляд.

Как вы решили эти обе задачи?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 20:24 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 3951
Решал не я (у меня в то время была другая задача в разработке). Я наблюдал, как решали. Написал выше - сделали фактически сдвоенный преобразователь.

Но там пытались сделать "реально универсальный" преобразователь, для любых типов нагрузки (и при этом чтоб печкою он не был).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 23 июн 2018, 23:19 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Кот495 писал(а):
сделали фактически сдвоенный преобразователь

Странно, поскольку преобразователь при наличии правильного фильтра практически обратимый.
Я еще когда с управлением коллекторным дпт игрался, обратил внимание, что при фиксированном коэффициенте заполнения шим, если двигатель начинает раскручиваться извне, преобразователь начинает заряжать батарею.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 00:24 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 сен 2012, 20:35
Сообщения: 2474
Кот495 писал(а):
Таким образом возникает вопрос: может ли преобразователь принять обратно энергию, которую отдал?

Зависит от схемы. Многие умеют работать в двунаправленном режиме. Обычный полумост, кстати, вполне умеет, только на выходе индуктивность нужна.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 10:22 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Модулятор нужно переделать. Для полумоста он хорошо подойдет, для моста не очень.

Сделаю на входе две синусоиды - прямую и инвертированную - для обеих половин моста.
В этом случае генератор пилы должен быть линейным по верхнему и нижнему краю. И шим формировать по одной пиле двумя компараторами.

Или лучше вначале методы управления разобрать. Как лучше управлять мостом?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 10:36 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Условно, какой из этих методов выбрать.
Вложение:
Bipolar 4Q PWM Forward Motoring.gif
Bipolar 4Q PWM Forward Motoring.gif [ 69.12 Кб | Просмотров: 1162 ]

Вложение:
Unipolar 4Q PWMs Forward Motoring.gif
Unipolar 4Q PWMs Forward Motoring.gif [ 92.64 Кб | Просмотров: 1162 ]


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 11:17 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3190
Откуда: Тольятти
Лучше озвучьте предполагаемую топологию, будет о чем говорить. А то каждый в голове видит своё.
Планируется ли нулевой провод на выходе?
Если да, то как планируется делать отрицательную полуволну?
Если нет, то как решается проблема, что в розетке не будет нуля?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 17:19 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
iev91 писал(а):
Лучше озвучьте предполагаемую топологию, будет о чем говорить. А то каждый в голове видит своё.
Планируется ли нулевой провод на выходе?
Если да, то как планируется делать отрицательную полуволну?
Если нет, то как решается проблема, что в розетке не будет нуля?


Это будет экспериментальная конструкция. Топология - полный мост без нулевого провода на выходе.
В процессе разработки он будет запитан через трансформатор гальванической развязки 220-220.
Если все получится хорошо, этот же трансформатор будет подключен на выход преобразователя.
Иное использование (т.е. розетка) не планируется.

В дальнейшем думаю полумост сделать с нулевым проводом. Там немного сложнее с PFC - он должен быть двухполярным (+380,0,-380). Из +380 делается положительная полуволна, из -380 - соответственно отрицательная.
И управление ключами посложнее немного. Опторазвязка, скорей всего.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 23:46 
Супермодератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 27 янв 2010, 07:40
Сообщения: 5101
Откуда: Новосибирск
А кто нагрузка будет?

Оптопары иногда летят, хотя казалось бы, чему там ломаться. Не забудьте сделать защиту от фейла с ее стороны, наприер - если нет сигнала, то понижаем выходное, а не повышаем ("разнос БП без ОС").

_________________
Ищу работу.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 24 июн 2018, 23:47 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 5129
Существует множество типов преобразователей для данного устройства, в том числе без накопительных конденсаторов. Один из таких вы уже прорабатывали.
Почему выбрана именно такая топология? Как мне показалась, нечто подобное имеет смысл делать в UPS, а для "ЛАТР" оно избыточно.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 25 июн 2018, 00:36 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Я вообще-то хотел сразу полумост, но уперся в то, что сложно сделать преобразователь на +-380.
А преобразователь на однополярное 380 уже есть. Хочу пока проверить, как будет работать аналоговый преобразователь без обратной связи.
А так думать-думать, результат не получить никогда. Нужно поэтапно осваивать.

Нагрузка будет все, что можно питать от сети.
Оптопары здесь 3: в ноутбучном бп 2 на ток и напряжение. И в моем преобразователе 1 - для формирования синхронной синусоиды.
Из ноутбучных 19.5В в любом случае будет 12В получаться для затворов. И наверное 5В для логики защитной.
Если обрыв оптопар питальника - стабилизаторы на 12 и 5 должны держать.
Если обрыв оптопары на синус - генерация не прекращается, но на выходе ноль. Как и в случае нулевого уровня после регулятора.

В целом это больше для практического изучения работы таких преобразователей.
Может потом еще что-нибудь придумаю. Много в этой области интересного.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 25 июн 2018, 00:52 
Супермодератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 27 янв 2010, 07:40
Сообщения: 5101
Откуда: Новосибирск
На выходе ноль - да, именно так и надо.

_________________
Ищу работу.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 25 июн 2018, 00:55 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Давайте, что-ли, опишу схему из первого поста:

На контакты слева подается сетевая синусоида. Положительная полуволна засвечивает светодиод оптопары U2 и на коллекторе оптотранзистора образуются прямоугольные импульсы амплитудой от почти нуля до почти питания 20В.
На U1:D собран полосовой фильтр на 50Гц, который выделяет 1 гармонику из прямоугольного сигнала. На выходе имеем практически чистый синус стабильной амплитуды, определяемой коэффициентом усиления фильтра.
Этот синус есть возможность регулировать по амплитуде с помощью потенциометра RV1.
Дальше буфер на U1:B, чтобы исключить влияние потенцометра на следующий каскад.
И на U1:C сделан шим-модулятор, который на выходе выдает прямоугольные импульсы с шириной, пропорциональной амплитуде сигнала на входе.

На U1A собран формирователь половины питания, который является виртуальным нулем для аналоговых сигналов.

Прямоугольные импульсы с шим-модулятора можно подавать на драйвер полумоста одного плеча, а эти же инвертированные импульсы на другое плечо.
Таким образом легко получаем управление по принципу bipolar 4-quadrant pwm с картинки выше.

Чтобы сделать unipolar pwm со второй картинки, модулятор нужно пределать:
Получить две синусоиды, прямую и инвертированную, получить линейную пилу, симметричную по верху и низу и двумя компараторами сравнивать две синусоиды с этой пилой.

Плюсы и минусы обоих методов и схем обсуждаем далее.


Последний раз редактировалось antonluba 25 июн 2018, 01:03, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 25 июн 2018, 01:01 
Супермодератор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 27 янв 2010, 07:40
Сообщения: 5101
Откуда: Новосибирск
Так ли нужна синхронность с сетью? Или сеть тут просто источник опорной частоты?

_________________
Ищу работу.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Полностью аналоговый импульсный стабилизатор-ЛАТР
СообщениеДобавлено: 25 июн 2018, 01:07 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 мар 2012, 10:33
Сообщения: 1148
Откуда: Сочи
Melted Metal писал(а):
Так ли нужна синхронность с сетью? Или сеть тут просто источник опорной частоты?

Синхронность с сетью не так уж нужна. Сеть как источник частоты.
Иначе нужно делать генератор.
Но синхронность с сетью, я думаю, будет полезна с точки зрения минимизации импульсных токов сглаживающего конденсатора. Фактически PFC накачивает, а инвертор тут же выкачивает. Хотя это еще проверить надо.

Обновил предыдущий пост.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 50 ]  На страницу 1, 2  След.

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB