Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jaki wybrać tranzystor i dławik do testowego układu ?

prokopcio 12 Gru 2009 10:56 3023 13
  • #1 12 Gru 2009 10:56
    prokopcio
    Poziom 29  

    Witam.

    Potrzebuję eksperymentalnie pobierać "impulsowo" prąd rzędu 5-20A z zasilacza 150V DC / 1000VA. Maksymalne czasy impulsu wynoszą 3ms a odstępy między nimi to ok. 3ms. Najłatwiej było by kluczować tranzystor podanymi powyżej parametrami i w szeregu dołożenie rezystora 7,5Ω co by załatwiło sprawę, jednak moc wydzielana na rezystorze / rezystorach to średnio 1000W !!! Pomyślałem nad układem z indukcyjnością zamiast rezystora (rysunek poglądowy poniżej) i kluczować tak tranzystor aby ustabilizować prąd na zadanym poziomie przez zadany czas. Z pomiarem prądu oraz programem kluczującym dla uP sobie poradzę tylko na chwilę obecną nie wiem jakie elementy zastosować aby uzyskać jak najbardziej zbliżony przebieg do prostokątnego.... wiem, że dławik powinien w takim razie mieć jak najmniejszą indukcyjność, co niestety podwyższa częstotliwość kluczowania tranzystora... Nie wiem czy wybrać MOSFET czy IGBT (cena nie gra roli) oraz jakie maksymalne częstotliwości mogę się spodziewać a tym samym małą indukcyjność oraz strome zbocza. podczas kluczowania zadawala mnie "tętnienie" prądu ±3A. Następnym problemem jest dla mnie rodzaj dławika jaki powinienem zastosować ponieważ nie mam tutaj pojęcia o materiałach itp...

    Proszę o pomoc w doborze elementów - tranzystora oraz rodzaju dławika.

    Jaki wybrać tranzystor i dławik do testowego układu ?

    0 13
  • #2 12 Gru 2009 11:10
    kris669
    Poziom 19  

    W każdym impulsie będzie gromadzona energia w dławiku, co można nietrudno policzyć ze wzoru LI²/2, jednak w stanach niskich na bramce ta energia musi zostać oddana (rozproszona). Co tą energię będzie odbierać? Jeśli dioda - tylko dioda, to ją zagotujesz.

    0
  • #3 12 Gru 2009 12:40
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Brak informacji o czasie narastania i opadania oraz rodzaju obciążenia.

    0
  • #4 12 Gru 2009 12:52
    prokopcio
    Poziom 29  

    dlaczego mam diodę zagotować ? spadek napięcia na diodzie (około 1,5V) * prąd 20A * 0,5 (maksymalny czas przepływu prądu przez diodę 50% ) = 15W wydzilenego ciepła - czy to tak dużo ?

    Dodano po 9 [minuty]:

    czas narastania chciałbym uzyskać jak najmniejszy (czyli ile się da w "rozsądnych pieniądzach za elementy") - obciążeniem jest właśnie ten układ dla zasilacza jako "sztuczne obciążenie impulsowe". Chcę kolego RoMan dopiero oszacować jaki można ten czas narastania realny uzyskać - doskonale rozumię, że krótki czas narastania = małą indukcyjność = duża częstotliwość kluczowania = droższe elementy. Czas narastania powiedzmy 5A/us by mnie zadawalał najbardziej ale to jest prawie niemożliwe do uzyskania w prostym układzie indukcyjność wówczas wynosiła by 30uH a częstotliwość kluczowania "podtrzymania prądu" około 500kHz :( więc chcę oszacować jakie parametry można uzyskać bo tyle to nie :(

    0
  • #5 12 Gru 2009 14:11
    -RoMan-
    Poziom 42  

    A skąd Ci przyszło do głowy, że czas opadania będzie taki krótki?

    Zakładając 5A/us przy napięciu 150V mamy indukcyjność L = U*dt/di = 150 * 10^-6/5 = 30 uH. Dławik 30 uH 20A będzie miał znikomą rezystancję i jeśli jedynym jego obciążeniem będzie dioda, to czas opadania wyniesie: t = Ipeak * L/Uf = 20 * 30*10^-6/1 = 600us (założyłem średnie napięcie na diodzie = 1V).

    0
  • #6 12 Gru 2009 14:51
    prokopcio
    Poziom 29  

    masz rację, moje niedopatrzenie. napisz lepiej jakie w tym przypadku zastosować elementy : dławik oraz reanzystor i czy nada się ir2121. przetestowałem z większymi indukcyjnościami oraz napięciem 36V z tranzystorem buz11 bo nie mam na wyższe napięcie jeszcze i działa dobrze ale to nie ta bajka i nie te parametry...

    Dodano po 6 [minuty]:

    ojoj... no tak moja teoria lega w grózach = przecież przy otwartym tranzystorze ja nie będę opbciążał zasilacza :( czy można temu jakoś poradzić aby obciążęniem naładowanej cewki był również zasilacz (w sumie na odwrót ale chodzi o rozładowanie sewki przez zasilacz) ?

    0
  • Pomocny post
    #7 12 Gru 2009 15:31
    -RoMan-
    Poziom 42  

    No to potrzeba dwóch tranzystorów i dwóch diod - tak jak strona pierwotna tej przetwornicy: http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/hdw_smps_e.html

    0
  • #8 12 Gru 2009 15:38
    prokopcio
    Poziom 29  

    dziękuję pozostaje pytanie o elementy jakie zadałem wcześniej.

    0
  • #9 12 Gru 2009 16:47
    kris669
    Poziom 19  

    Wg informacji w pierwszym poście można szacować max. wypełnienie 50%, co daje moc pobieraną z zasilacza 150V×20A×0,5=1500 W. Zakładając, że utrzymasz tą moc na takim poziomie (pobieraną) to musisz prawie tyle samo rozproszyć w obciążeniu (czynnym!) na wyjściu tego przekształtnika. Resztę stanowią straty układu. Indukcyjność to nie obciążenie czynne i średnia wartość napięcia na cewce za okres (takt) wynosi 0. Nie przewidziałeś, że będziesz potrzebował w takiej konfiguracji takiego dławika, aby przy napięciu diody Uf ≈ 1 V taką moc rozpraszać, czyli wymusić w niej odpowiednie natężenie prądu, średnio 1,5 kA. Jeśli chociaż trochę myślisz, to zastosuj obciążenie czynne bezpośrednio w miejsce indukcyjności, np. spirala grzejna o mocy 2 kW dodatkowo chłodzona (opcjonalnie) wodą destylowaną lub olejem transformatorowym. Zastanów się jeszcze raz, jeżeli taktując "uparcie" klucz będziesz pobierał energię z zasilacza, a ona nie nadąży (przy małym prądzie diody) się rozproszyć, to prąd ośiągnie absurdalną wartość i spali dławik (albo wcześniej nasyci) bo w takim przypadku to on musi tą energię zmagazynować!

    0
  • #10 12 Gru 2009 22:06
    -RoMan-
    Poziom 42  

    kris, nie opowiadaj takich rzeczy, proszę. Nie ma obciążenia czynnego - nie ma mocy czynnej. Energia pompowana w dławik jest oddawana z powrotem do zasilania. Grzeją jedynie straty na rezystancji dławika (śmiesznie niskie), na diodach (można przyjąć po 16W na sztuce) i na Rdson MOSFETa. Autor już zapomniał o pierwotnym układzie z jednym kluczem i diodą - Ty też o tym zapomnij.

    Natomiast masz oczywiście niepodważalną rację w tym, że jeśli ten układ ma cokolwiek obciążać, to musi to robić w sposób czynny a nie bierny i od wielkiej grzałki w cieczy się nie ucieknie.

    0
  • #11 13 Gru 2009 14:15
    kris669
    Poziom 19  

    Po pierwsze wyjaśnienie: określenie moc/odbiornik czynnny/bierny związane jest z nazewnictwem dla prądu przemiennego, więc umownie zawsze określa się właśnie tak. Odbiornik czynny jednoznacznie interpetujemy jako rezystancyjny, pobierający moc i w tym znaczeniu zastosowałem to określenie.
    Energia zgromadzona w polu dławika nie jest w każdym rodzaju przeksztatnika zwracana, jeśli nie jest zużyta (na obciążenie). Rozważany tu wcześniej układ nie posiada takiej możliwości, tu potrzebny byłby przekształtnik dwukwadrantowy o stałej polaryzacji, a zmiennym zwrocie prądu.
    Zwykle stosuje się sprzężenie zwrotne po to właśnie, aby przy bardzo małym obciążeniu klucz otwierać na bardzo krótko, a czas otwarcia zależał od obciążenia.
    Tu czas otwarcia byłby zadawany, energia pobierana, no więc gdzie oddana?
    Poprzednio podane wartości mocy i prądu diody byłyby osiągnięte i musiałyby być, gdyby zastosować taki dławik, aby obniżyć napięcie z 150 V do 1 V przy zachowaniu takiej mocy, jaka została podana - to oczywiście tylko przykład teoretyczny. W takim właśnie przykładzie widzimy więc, że można diodę "wykorzystać" jako odbiornik, ale przy natężeniu 1,5 kA dla podanych wartości. Wcześniej przy tym napisałem, że straty w samym przekształtniku są małe. Jeszcze raz powtarzam, jeśli energię się pobiera, to albo trzeba ją ciągle magazynować (np. ciągle zwiększając energię cewki, czyli jej prąd), albo przemienić w inną formę (np. ciepło) - w odbiorniku. W każdym innym przypadku mamy do czynienia z obciążeniem biernym lub jego brakiem. Całka napięcia na indukcyjności po okresie jest równa 0, a to dla tego, że sem indukowana zmienia znak przy zmianie znaku pochodnej dI/dt (prąd rośnie, sem ujemna, prąd maleje sem dodatnia). Indukcyjność nie jest ani źródłem ani odbiornikiem energii, jest jej magazynem (jako średnia za okres, chwilowo oczywiście jest inaczej).

    0
  • #12 13 Gru 2009 16:00
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Nadal uparcie trzymasz się opisu pierwotnego układu - powtarzam wielkimi literami: ZAPOMNIJ O NIM. Autor już o nim zapomniał. Absurd pierwotnego pomysłu został wykazany już dawno.
    Pisząc o zwrocie energii do zasilania pisze o układzie z dwoma tranzystorami i dwoma diodami. Tu następuje odwrócenie i zwrot energii.

    0
  • #13 17 Gru 2009 12:55
    store10
    Poziom 16  

    prokopcio napisał:
    Witam.

    Potrzebuję eksperymentalnie pobierać "impulsowo" prąd rzędu 5-20A z zasilacza 150V DC / 1000VA. ...


    Idealna cewka nie rozprasza energii do otoczenia. Z kolei rozpraszanie energii w diodzie jest co najmniej absurdalne, chociażby z racji samego napięcia przewodzenia ok. 1V (gdzie napięcie wejściowe owej przetwornicy odwracającej to 150V, wyjściowe 1V, wypełnienie klucza niecały 1%!)

    Wg mnie jedyna sensowna możliwość to rezystor. Jeśli eksperymentalnie to kawałek drutu nawojowego o odpowiednich wymiarach, 10...20 metrów zanurzony w wiadrze/garnku z wodą (nawet gotującą się).

    Nie zapomnieć o http://en.wikipedia.org/wiki/Resistivity#Temperature_dependence

    0
  • #14 17 Gru 2009 14:23
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Temat zamykam, bo kolejna osoba odnosi się tylko do pierwszego posta w wątku, nie czytając kolejnych.

    0