SSTC от R2R (в процессе постройки)

Обсуждение общих вопросов, связанных с трансформаторами Тесла.
Аватара пользователя
iEugene0x7CA
Адепт
Сообщения: 1570
Откуда: Киев

Сообщение iEugene0x7CA » 02 фев 2017, 01:51

BSVi писал(а):На практике первичку поверх вторички легко пробивает.

Присутствующие в инете конструкции имеют первичку не поверх, а в аккурат под началом намотки вторички.
У такого подхода большой плюс — отсутствие необходимости в держателе первички, сделать который без лазерной резки довольно сложно.
Но и огромный минус — коэф. связи у такой катушки где-то на уровне плинтуса, т.е. при большой вкачиваемой мощи в первичку мы получим стримерок в 0.3 высоты вторички.

Из того, что мы с SSTC наэкспериментили — лучше всего работает плоская первичка, как и в случае DRSSTC.
Колоссальный её плюс — минимальная вероятность пробоев. Связь не особо блещет, но с уменьшением витков можно достичь достаточного тока, дабы при полумосте выжималась высота вторички.

Насчет большой гофры — это довольно читерский метод удлинения разрядов. Банально, их полем тора вытягивает, высоковольтней от этого разряд не становится.

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 02 фев 2017, 19:20

iEugene0x7CA писал(а):Из того, что мы с SSTC наэкспериментили — лучше всего работает плоская первичка, как и в случае DRSSTC.

Все же плоская обмотка - это вариант для случая, когда транзисторы еще можно нагрузить. А когда ключи работают на пределе, лучше коническая. Я планирую юзать ступенчатую цилиндрическую - верхние витки на диаметре 12 см, нижние - на 11 см.

iEugene0x7CA писал(а):Насчет большой гофры — это довольно читерский метод удлинения разрядов.

С большими торами не все так просто - я понятия не имею, как оценить насколько возрастает ток через ключи. Уже 2 раза так палил силовую.

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 17 фев 2017, 21:10

Сегодня уже собирался запустить мост, но совершенно неожиданно оказалось, что на выходе драйверов ZXGD3005E6TA сигнал 5 В! Входной сигнал нормальный, питание драйверов 18 В, потребление адекватное, никаких других странностей не наблюдаю. Что с ними не так?
Вложения
FB ISSTC driver sch.pdf
(101.39 КБ) 335 скачиваний

Rabby
Сообщения: 177
Откуда: Tel Aviv

Сообщение Rabby » 17 фев 2017, 22:56

Похоже что у них Vin=Vout,если я правильно понял даташит.Попробуй сигнал с большей амплитудой подать
upd
Vout high=Vcc-0.8,Vin=Vcc
Vout low=Vee+0.2.,Vin=Vee. похоже это просто быстрый NPN-PNP буфер

Аватара пользователя
ArcSound
Сообщения: 197
Откуда: Красноярск

Сообщение ArcSound » 18 фев 2017, 19:00

Привет. Глянул твою схему. Если у тебя полумостовой инвертор в силовой части твоей конструкции, то скорее всего такой драйвер не подойдет, по крайней мере его выходная часть. С8, С9, С10 и С11 вообще незачем. Драйвера вообще хрен пойми что, мало пригодное для теслы. Уж возьми UCCхи тогда. Сигнал должен быть двухполярный. Нет сапрессоров... RD цепочек тоже. Бомбанёт скорее всего...
Мутная схема какая то.

Rabby
Сообщения: 177
Откуда: Tel Aviv

Сообщение Rabby » 18 фев 2017, 22:44

ничё не бомбанет,нормальная силовая,это в теслах в импульсном режиме с мелкими ключами можно просто RD-цепочками дедтайм сделать,с нормальными ключами дедтайм хороший нужен.А этот вариант как раз для этого подходит для CW,правда чую будет звенеть немного.А дравера шустрые,ток им надо сигнал большой амплитуды,им логика 4000 серии больше подходит

Rabby
Сообщения: 177
Откуда: Tel Aviv

Сообщение Rabby » 18 фев 2017, 22:47

а вот зачём 2 диода ,они же на 1.2 вольта вырубятся,там бы один шотки

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 19 фев 2017, 01:12

Полумост у меня был раньше и он давал 30 см стример. Захотелось большего, переделал всю электронику - 4 платы:
- нестабильно работающий ККМ заменил на обычный выпрямитель с емкостным фильтром;
- полумост заменил на мост, также улучшил способ крепления этих двух модулей друг к другу;
- в контроллере появился предиктор, а укорачивание импульсов для формирования дед-тайма производится сдвигом восходящего фронта, а не спадающего;
- драйвер использует все тот же метод управления затвором с восстановлением постоянной составляющей (DC-restore gate drive, УЗВПС далее), но гальваническая развязка теперь на всех каналах, а питание повышено с 12 до 18 В.

Про УЗВПС можно почитать, например, здесь http://www.icct.ru/node/82. Если кратко, основное преимущество перед обычной схемой - слабая зависимость амплитуды сигнала на выходе трансформатора от коэффициента заполнения. Это позволяет использовать простые в намотке 1:1 ГДТ и одноканальные драйвера с относительно низким питающим напряжением. Недостаток - меньшая помехоустойчивость. Как оказалось, при хорошем монтаже силовой и достаточном дед-тайме никаких проблем с помехоустойчивостью нет. Вот пример сигнала со старого драйвера для полумоста:
 Затвор при 350 В на силовой
Изображение

Супрессоры, естественно не нужны. Кстати, резистор, конденсатор и диод явно дешевле и доступнее супрессора.
Если все-таки надо повысить помехоустойчивость, то можно сделать отрицательное смещение, поставив стабилитрон (с быстрым диодом). Именно по этой причине в моем драйвере два диода с падением 1 В вместо одного Шоттки с 0,6 В.

Что касается RD цепочек в затворах - я их просто не люблю, т.к. они затягивают переключение. К тому же не дают такой гибкости настройки дед-тайма, как цепи с подстроечниками в контроллере.

Вот с чем действительно провал - это микросхемы драйверов. Им реально нужен 18 В управляющий сигнал. Сегодня ставил промежуточные каскады на MMBT2222A, но тот из них, который получал на вход инвертировнный сигнал (с околоединичным коэффициентом заполнения) выдавал ноль. Потом попробовал FAN3225. Вообще эта микросхема меня окончательно разочаровала. Как-то раз брал у китайцев - не работал один из каналов. Теперь проверил купленную в ЧД - вообще ничего не работает!
За идею с 4000 спасибо.

Rabby
Сообщения: 177
Откуда: Tel Aviv

Сообщение Rabby » 19 фев 2017, 02:22

Ну если гнаться за стримером,то тут ДРка лучший вариант.у меня полумост на IXGN60N60C2D1 70 см выдавал,до 1000 bps держал.бахнул от работы на железном столе :)

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 19 фев 2017, 16:18

CD4049UB дает ступенчатый сигнал. Надо убирать ZXGD3005E6TA и заказывать UCC37322 в SO8.

Аватара пользователя
ArcSound
Сообщения: 197
Откуда: Красноярск

Сообщение ArcSound » 20 фев 2017, 20:29

Rabby писал(а):ничё не бомбанет,нормальная силовая,это в теслах в импульсном режиме с мелкими ключами можно просто RD-цепочками дедтайм сделать,с нормальными ключами дедтайм хороший нужен.А этот вариант как раз для этого подходит для CW,правда чую будет звенеть немного.А дравера шустрые,ток им надо сигнал большой амплитуды,им логика 4000 серии больше подходит

Г) Ну практика у автора темы покажет :D
С мостом и нагрузки на ключи возрастут.... Рассыпуха в виде 50B60 и подобных в мостовых схемах на пределе работает, хотя в SSTC должно как то дюжить. В CW правдо не долго.
По поводу сапрессоров, если рассуждать с точки зрения стоимости, так их надо то для моста всего 4. У нас 1.5КЕ18СА стоит всего 20р. Я понимаю если б их там 20штук надо было....
Если гнаться в сторону длинных разрядов, то нужно глянуть в сторону ДРки.
Драйверы я б поменял на UCC. И не занимался городьбой для подъёма амплитуды.
RD - цепи формируют дед-тайм, сапрессор режет иголки. Шибко ничего они не затягивают. Транзистору и не нужно сильно быстро включаться, а вот выключаться нужно максимально быстро.
Двухполярный сигнал управления всё это дает. И борется с миллером, заряжая затвор до отрицательного потенциала.
Ну искать новое хорошо, да лишь бы старый велосипед опять не изобрести. Пусть парень пробует, практика всё расставит по своим местам)

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 28 фев 2017, 00:22

Итак, заменил 4 ZXGD3005E6TA на 2 MIC4452. Сигнал на выходе гдт чрезвычайно плох. Менял диоды, добавлял резистор в первичную цепь - не помогает. Сигнал на выходе микросхемы почти правильный, а после конденсатора уже мусор.
 ГДТ без нагрузки
Изображение

Аватара пользователя
iEugene0x7CA
Адепт
Сообщения: 1570
Откуда: Киев

Сообщение iEugene0x7CA » 28 фев 2017, 21:29

Какая-то странная нагрузка у GDT. :geek:

Capture.PNG

Обычно юзается что-то вроде такого, керамический конденсатор(имитация емкости затвора) и RD-цепочки:

Capture1.PNG
Capture1.PNG (4.76 КБ) 15387 просмотров

Так же, вижу юзается полумостовой драйвер, а значит на выходе GDT будет половинное напряжение от того, которым питаются драйвера.
Лучше сделать как и везде, с двумя драйверами(один инвертирован), образующими полный мост.
Насчет осциллограммы — проверь, того ли номинала стоят капы на выходе драйверов. У меня не раз было, когда 1u и 1n путались местами. Когда прописью подписываешь пакетики — буквы очень похожи друг на друга. ;)

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 28 фев 2017, 22:41

iEugene0x7CA писал(а):Какая-то странная нагрузка у GDT

Это "DC restore gate driver" (я писал об этом ранее), поэтому нагрузка такая странная, сигнал имеет полную амплитуду и смещен вверх, а затворные RD цепочки не работают. Но проблема в том, что как только я пытаюсь заменить UCC37322 на иной драйвер, происходит что-нибудь нехорошее (об этом ниже).
iEugene0x7CA писал(а):проверь, того ли номинала стоят капы на выходе драйверов

Я был бы рад перепутать капы, а потом восстановить работоспособность схемы, заменив их, но сейчас на столе у меня только лента с 1 мкФ, поэтому такая ошибка исключена.

Продолжаю разбираться с драйвером. Выпаял все со вторички ГДТ, посмотрел сигнал. Заметен чрезмерный звон. Вот уже 4-й раз я использую трансформаторы, изготовленные по одной и той же технологии и имеющие одинаковый конструктив - те же ферритовые кольца, те же бифилярные/трифилярные обмотки эмалированным проводом с определенным кол-вом перекручиваний на единицу длины, то же кол-во витков. К слову, ГДТ рассчитывался еще для старого резонатора с частотой 330 кГц и двухтактного драйвера с 15 В сигналом - требовалось чуть менее 6 витков, но я опасался насыщения на первых импульсах и намотал 12. В предыдущий раз я запускал катушку с резонатором на 420 кГц и сигналом драйвера от 0 до 10 В - при таких условиях у ГДТ был уже четырехкратный (!) запас по виткам. Звон не превышал 1 В, но это было уже при 350 В на силовой. Короче говоря, обмотки содержат избыточное количество витков, но имеют достаточно высокий коэффициент связи, позволяющий получать чистый сигнал при работе с UCC37322 даже без затворных резисторов. У УЦЦшки сопротивление открытого канала верхнего ключа - 15 Ом, нижнего - 1,1 Ом. У MIC4452 - 0,6 и 0,8 Ом соответственно. С учетом возросшего в 1,8 раз напряжения питания драйвера можно ожидать увеличение амплитуды звона на спаде в 2,5 раза. На осциллограмме звон 3 В, а это прирост ощутимо больший, чем 2,5 раза. Что я не учел?
Интересный нюанс - импеданс первички ГДТ уменьшился, а фронты ухудшились, причем на порядок. UCC37322 с ненагруженным трансформатором давал около 20 нс, здесь же все 200.
 Звон 3 В
Изображение

 Плоды стараний драйвера на 12 А
Изображение

Аватара пользователя
iEugene0x7CA
Адепт
Сообщения: 1570
Откуда: Киев

Сообщение iEugene0x7CA » 28 фев 2017, 23:36

R2R писал(а):Это "DC restore gate driver" (я писал об этом ранее), поэтому нагрузка такая странная, сигнал имеет полную амплитуду и смещен вверх

Эм, а нафига он нужен такой? Наличие отрицательной составляющей — основная фича, ради которой юзают GDT.
В противном случае правильней сразу делать прямой драйвер с бутстрапом. :)

R2R писал(а):Выпаял все со вторички ГДТ, посмотрел сигнал. Заметен чрезмерный звон.

GDT должен быть нагружен. :geek:
Запили на выход схемку из моего предыдущего поста. Если на капе(имитирующий затвор) будет прямоугольник амплитудой с половину питания дров — уже можно будет куда-то двигаться.

R2R писал(а):требовалось чуть менее 6 витков, но я опасался насыщения на первых импульсах и намотал 12

Чет дофига. У нас сейчас 4 витка на SSTC, никаких насыщений.

P.S. Я кстати покрутил выходную схемку в симуляторе и что-то хреново она работает. Точнее, вообще какую-то ахинею выдает, не смещенный прямоугольник.
Говоря о нем — я как-то рассматривал схемку сварочного инвертора и там реально был подход юзать GDT для развязки, а после него юзать смещенный прямоугольник.
Так вот, драйвер там был просто в виде транзистора, закорачивавшего питание на обмотку GDT, другая была подтянута к земле(т.е. на него не шла переменка).
На выходе была гораздо более сложная схема, чем здесь — куча рассыпухи и биполярные транзисторы.

ИМХО — не морочь голову и делай нормальный драйвер. :)

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 01 мар 2017, 00:08

iEugene0x7CA писал(а):У нас сейчас 4 витка на SSTC

А какая частота и напряжение на драйвере?
Я как-то опасаюсь обмоток с маленьким кол-вом витков - нагрузка на драйвер больше из тока намагничивания и фронты менее крутые из-за подавления низкочастотных гармоник.

Аватара пользователя
iEugene0x7CA
Адепт
Сообщения: 1570
Откуда: Киев

Сообщение iEugene0x7CA » 01 мар 2017, 09:49

R2R писал(а):А какая частота и напряжение на драйвере?.

Частота до 400 кГц, напряжение 15В. :)
Ферриты P4 и N87 без проблем держат.
Драйвера на данный момент — стандартнейшие 37322 в конфигурации моста, инвертация одной из UCC через логику ПЛИС.
37322 на самом деле не очень хватает, они как минимум греются, но эта проблема была решена подключением GND ног к жирным полигонам, которые работают как радиатор.
Так же, специально подобрали более легкие ключи — FGH40N60SMD вместо стоящийх в ST3 FGH60N60SMD, это заметно улучшило гейт-драйв.

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 01 мар 2017, 21:35

Поставил ГДТ с 4 витками - получилось еще хуже, звон 6 В. Интересно, что сигналы ХХ и КЗ почти одинаковые.
 
Изображение

Аватара пользователя
iEugene0x7CA
Адепт
Сообщения: 1570
Откуда: Киев

Сообщение iEugene0x7CA » 01 мар 2017, 23:03

iEugene0x7CA писал(а):ИМХО — не морочь голову и делай нормальный драйвер. :)

Ты главный совет пропустил. :geek:

R2R
Сообщения: 200
Откуда: Калуга

Сообщение R2R » 01 мар 2017, 23:13

iEugene0x7CA писал(а):Ты главный совет пропустил.

Не получается просто так забить на опыт предыдущих разработок. Надо отложить теслу в сторону, сделать мощный драйвер на дискретных элементах, кучу разных ГДТ и несколько вариантов выходных цепей. Потом экспериментировать со всем этим, пока не придет полное понимание происходящего.

Аватара пользователя
ArcSound
Сообщения: 197
Откуда: Красноярск

Сообщение ArcSound » 02 мар 2017, 05:57

Ну, вот практика то и показывает, велосипед.
Единственный плюс - опыт, сам всё пощупает и попробует своими руками. Только во времени вопрос.
А так я с Евгеном категорически согласен
iEugene0x7CA писал(а):
ИМХО — не морочь голову и делай нормальный драйвер. :)

super_bum
Сообщения: 229
Откуда: Earth

Сообщение super_bum » 03 мар 2017, 13:13

Странный какой-то драйвер. Лучше сделать нормальный с мостовым включением микрух драйвера.
iEugene0x7CA писал(а):В противном случае правильней сразу делать прямой драйвер с бутстрапом. :)

Ну нафиг этот бустреп, намучился я с ним. Лучше сразу делать раздельное питание плеч драйвера и управлять через опторазвязку :)

Аватара пользователя
ArcSound
Сообщения: 197
Откуда: Красноярск

Сообщение ArcSound » 04 мар 2017, 09:14

Оптика тупить будет.

Qic
Сообщения: 985

Сообщение Qic » 04 мар 2017, 12:35

Оптика не "тупит" а излучающий диод начинает подсвечивать.
И чо сразу оптика, сейчас над проектом работаю, шины связи на трансформаторных интегральных изоляторах. 5кВ изоляция, частота трансформатора на кристалле 150МГц. Производитель обещает полную магнитную совместимость.

Аватара пользователя
BSVi
Адепт
Сообщения: 3576
Откуда: Киев

Сообщение BSVi » 04 мар 2017, 13:31

Кроме оптики есть еще емкостные развязки и трансформаторные изоляторы ISO, ADUM всякие. Они работают довольно хорошо и на высоких частотах.

Вернуться в «Трансформаторы Тесла»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 32 гостя