DRSSTC от Dimylko

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 09 ноя 2013, 13:26

Итак, получив бесценный опыт постройки трансформатора Тесла на примере SSTC, думаю, можно попробовать соорудить DRSSTC. Пока меня ждет куча теории и в данном случае тема Misterio просто лучший учебник

- до того все подробно расписано. Прикинул следующий конструктив:

Вторичный контур: он уже готов. Вторичка 110х345, провод 0,315 мм, сохнет 3 слой. Тороид: 100х310, гофра. Резонансная частота: считалка показала около 188 кГц. Умножаем на 0.9 - получаем 170 кГц - частота первичного контура.
Первичный контур: с ММС и первичкой еще не определился, думаю ScanTesla мне лучше подскажет, чем интуиция.
Силовая: раз уж у меня куча 50B60, то буду использовать их, топология - мост.
Управление: вот тут пока проблема, ищу схему Стива, но такую, чтобы мой мозг был в состоянии ее понять

и на более-менее распространенных деталях. Если не найду, то и ну ее, приобрету готовое решение (если BSVi не откажет :lol:

). Развязка через ГДТ.
Питание: проще некуда и все стандартно, мост - электролит - фильтр из пленок. Питание управления от понижающего транса на 24 Вольта и 50 Ватт (на халяву достался), к нему же можно приаттачить выход на 12 Вольт и запитать еще что-нибудь. Тут основная проблема денежного характера: электролиты дюже дорогие.
Это пока все, что успел обдумать, принимается конструктивная критика и советы. Пошел учить матчасть и ScanTesla.

Сообщение **BSVi** » 09 ноя 2013, 14:15

провод 0,315

Толстоват провод, можно было вдвое тоньше взять

электролиты дюже дорогие

Подозреваю, что это - самое дешевое что будет в тесле

если BSVi не откажет

Дай подумаю.... Ну раз сам попросил попиариться, у бсви сейчас есть симплтесла, правда, выход там полумостовой. Ну а для музыки есть SimpleInterrupter

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 10 ноя 2013, 10:58

Итак, первый более-менее нормальный результат и все равно бред, ограничение тока 400 А. Параметр BPS в мануале не описывается, его не менял.

Cprimary = 0.500000e-007
Lprimary = 1.946000e-005
Rprimary = 1.000000e-001
Coupling = 0.257800
Csecondary = 2.054000e-011
Lsecondary = 3.461700e-002
Rsecondary = 5.000000e+002
Cload = 0.400000e-011
Rload = 2.200000e+005
BPS = 120.000000
Dwell (T1) Time = 1.610000e-004
Ilprimay Maximum = 394.691395
ICprimary RMS (Arms) = 30.700725 ILsecondary RMS (Arms) = 0.446622
VCprimary Maximum = -8309.445639
VCsecondary Maximum = -266306.237219
Coil Power = 976.993952 Primary Bang Energy = 8.141616
Load Power = 783.004982 Load Bang Energy = 6.525042
Leader Length (in) = 25.370560 Streamer
Primary F0 = 161348.046462 Secondary F0 = 188744.888010
Load Energy Rise Time (uSec) = 106.700000

Получаем время накачки 106 мкс, аж 8 с лишним киловольт в ММС, все это выливается в 25-дюймовый стример, что есть очень мало. На 50b60 без проблем выжимают 40-дюймовые стримеры при 400 А в ограничителе, будем копать глубже. Назрело несколько вопросов:
1. ММС. Емкость подбирать больше или стремиться сделать ее как можно меньше?
2. Параметр Dwell Time. Я по профессии аналитик и такое словосочетание у нас тоже встречается и имеет смысл времени жизни частиц. Что здесь имеется ввиду - время затухания разряда?
3. Что за два параметра Bang Energy? Можно ли по ним высчитать необходимую емкость электролитов?

Сообщение **BSVi** » 10 ноя 2013, 11:07

1. Больше емкость - больше ток и больше стримеры. Меньше емкость - больше напряжение и меньше стримеры.
2. Для, время затухания. Откуда его взять - тот еще вопрос.
3. Bang Energy - сколько энергии уходит на разряд. К емкости оно относится весьма косвенно, зато к яркости и длине стримера непосредственно.

sterligovak · Сообщение **sterligovak** » 10 ноя 2013, 18:07

Пожалуйста перепроверьте меня, но dwell time - это все-таки временем накачки, а load energy rise time - это время, за которое нарастает энергия, накопленная во вторичном контуре. load energy rise time <= dwell time. Если посмотреть результат моделирования энергии во вторичке (csv файлы от scantesla), то load energy сначала растет, потом остается постоянным и начинает падать после dwell time.

Картинка с drsstc.com по поводу значение dwell time (оно же T1):

Я подбирал параметры следующем способом и получилось с первого раза хорошо. Есть ограничение на количество конденсаторов для MMC. Перебираем все возможные MMC с самой большой емкости (следовательно самый большой ток и самый маленький вольтаж), подставляем в scantesla и подбираем коэфициент связи и индуктивность первички. Ищем когда стриммер станет самым большим. Тут в теме детали на первой странице http://tqfp.org/forum/viewtopic.php?f=27&t=397.

По твоим параметрам мне кажется, что разница частот между первичкой и вторичкой слишком большое. Еще если ты поднимешь емкость MMC, то того же результата можно достичь при меньшем напряжении на MMC.

Код: Выделить всё

ScanTesla  V-7.62  June 4, 2006  Terry Fritz
Goal =       25.112147572  Maximum Leader Length
Model Number = 280082
Goal Number = 253
Cprimary (nF) =  100.000
Lprimary (uH) =    7.670
Rprimary (Ohm) =  0.100
Coupling = 0.1200
Csecondary (pF) = 20.54
Lsecondary (mH) =   34.617
Rsecondary (Ohm) =  500.0
Cload (pF) = 3.435
Rload (kOhm) =  220.0
BPS =  120.000
Dwell (T1) Time (uSec) =   84.0
Ilprimay Maximum (A) =  397.15
ICprimary RMS (Arms) = 22.27   ILsecondary RMS (Arms) = 0.39823
VCprimary Maximum (kV) =  -3.459
VCsecondary Maximum (kV) =  -266.680
Coil Power (W) =    521.64   Primary Bang Energy (J) =   4.347
Load Power (W) =    392.74   Load Bang Energy (J) =   3.273
Leader Length (in) =  25.11  Streamer
Primary F0 (Hz) = 181728.3   Secondary F0 (Hz) = 188744.9
Load Energy Rise Time (uSec) =   56.8
1013467/1013467 Current
Models Tested = 1013467 / 1013467

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 10 ноя 2013, 19:13

Sterligovak, спасибо за помощь, очень помогло. Увеличил OCD до 500 (для этого транзисторы придется все же поменять). Получил-таки хороший результат, доволен, как слон. Но, думаю, поищу еще.

Cprimary = 1.000000e-007
Lprimary = 8.700000e-006
Rprimary = 1.000000e-001
Coupling = 0.210000
Csecondary = 2.308800e-011
Lsecondary = 3.461700e-002
Rsecondary = 5.000000e+002
Cload = 0.200000e-011
Rload = 2.200000e+005
BPS = 120.000000
Dwell (T1) Time = 5.500000e-005
Ilprimay Maximum = -483.794987
ICprimary RMS (Arms) = 17.713053 ILsecondary RMS (Arms) = 0.335322
VCprimary Maximum = -4572.475732
VCsecondary Maximum = 336716.371549
Coil Power = 220.094302 Primary Bang Energy = 1.834119
Load Power = 132.498557 Load Bang Energy = 1.104155
Leader Length (in) = 32.434610 Streamer
Primary F0 = 170632.009470 Secondary F0 = 178025.519075
Load Energy Rise Time (uSec) = 40.900000

Пока немного спорный конструктив намечается, но все же. Вторичке немного увеличим тороид в диаметре, ММС будет из к78-2 на 100 нФ и 6 кВ. Первичка: плоская, внутренний диаметр 180 мм, внешний - 315 мм, но всего 5 витков. Вся первичка приподнята над нижним уровнем вторички на 9 мм. При таком раскладе получаем описанный выше результат. К нему и будем стремиться.

sterligovak · Сообщение **sterligovak** » 10 ноя 2013, 19:53

На практике получаемые при изготовлении параметры будут конечно отличаться от расчетных. Например, по тесле, которую летом делал (на CM300, про которую тема есть) - первичка вышла довольно точно. Вторичка оказалась выше по частоте на 15кГц. Кажется, это общая тенденция, раньше я SSTC делал - тоже всегда частота выше расчетной.
Индуктивность первички нормально замерилась с помощью RLC-метра. А вот с измерением вторки были проблемы - RLC-метр вообще спасовал, а измерение АЧХ с помощью генератора + осциллографа давало сильно шумные результаты.

Так что про точность конструкции можно забыть. Скорее нужна регулируемость.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 11 ноя 2013, 19:29

Весь сегодняшний день провел в поисках готовых печаток драйвера, полагал, что "все уже украдено до нас". Ничего подходящего я так и не нашел, делать нечего, возьму драйвер Стива, лишь чуть-чуть подправлю "под свои детали". Если конкретнее, то будет UCC27425 (прифигел, когда нашел), а промежуточный мост из 2-х FDD8424H (каждый такой транзистор - это комплиментарная пара фетов на 40 В и 20 А). Получилось вот так. Теперь под это дело надо подготовить печатку.

aitras · Сообщение **aitras** » 11 ноя 2013, 20:34

Оффтоп:
Интересные у Вас УГО конденсаторов

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 11 ноя 2013, 20:42

aitras писал(а):Оффтоп:
Интересные у Вас УГО конденсаторов

Ага

, когда делал, думал, что миниатюрненькие будут.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 15 ноя 2013, 18:25

BSVi, ты не делал видео о составлении заказа в Seedstudio? Плату драйвера накатал, в гербер импортировал. Сам я такое ЛУТом не разведу, а для фоторезиста у меня вообще ничего нет. Единственная фирма, делающая у нас печатные платы, пользуется тем, что она единственная. 2 килорубля за плату - это слишком.

Сообщение **BSVi** » 15 ноя 2013, 21:47

Видео не делал, но, думаю там и так все понятно. По последним сведениям, там доставка подорожала.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 09 дек 2013, 15:40

Дело, хоть и потихоньку (защита на носу), но продвигается. Пока едут платы, прикинул конструкцию силовой части.
По схеме: D1-D4 - стабилитроны на 18 В. D5-D8 - Супрессоры на 400 В. C1-C3 - электролиты 400 В/1000 мкФ. С4-С5 - пленки К73-17 4,7 мкФ/450 В.
Печатка: толщина дорожек - 4 мм, гдт - 1 мм. Можно в AD сделать 2 board shape?
3D модель: размеры действительные, кроме пинов гдт. Вмести них будет все таки HU-02.
Собственно, пока все на стадии проектирования, любая критика только приветствуется.
P.S. Забыл цепь формирования ДТ, расположу ее вместе с гдт, пока не решил, где: ближе к колечку или ближе к выводам.
P.P.S. Одна просьба, BSVi, можешь указать расстояние между P1-GND и P2-OUT в твоем SI.

aitras · Сообщение **aitras** » 09 дек 2013, 16:24

Можно в AD сделать 2 board shape?

В одном файле pcb две платы? Нет.

Сообщение **BSVi** » 09 дек 2013, 21:13

P1-GND и P2-OUT в твоем SI.

Немного не понятный вопрос, но вот:

Это расстояние - 5.08, а расстяоние между пинами разъемов - 2.54

Разводка похожа на правильную, только толщины дорожек нужно увеличить до максимума.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 09 дек 2013, 22:23

BSVi писал(а):Немного не понятный вопрос

Просто я опирался на несколько иной рисунок, но, похоже, что и на нем расстояние 5,08 мм. А коннекторы, я смотрю, тоже HU02 и HU03, что есть очень хорошо: можно его просто пристыковать к драйверу и обойтись без проводов.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 21 фев 2014, 19:43

Кое-как выкраивая время на катушку, доделал таки драйвер. Все-таки, Seeed Studio молодцы - никаких нареканий. На картинке 1 слева направо: Simple Interrupter, драйвер, внешний генератор для эмуляции обратной связи и питание генератора. Генератор на 120 кГц - просто для проверки. Драйвер работает что надо, но все таки без проблем не обошлось. Разбираться с ними буду завтра, но на всякий случай опишу здесь - может кто-то уже встречал и поможет советом.
1. Сигнал интерраптера не доходит до UCC :shock:

. Проверял несколько раз - все едино - на Enable ногах постоянка 9В вместо прямоугольников.
2. Сигнал внешнего генератора иногда "застревает" в схеме. То есть он точно поступает от внешнего генератора, но не всегда доходит до Ina и Inb UCC'хи. Совершенно произвольно исчезает и также неожиданно появляется. Хоть убейте, иначе, как мистикой, это не назовешь.
Со схемой подключения все стандартно: прерыватель - куда положено, выход драйвера - в цепь Feedback. OCD пока не задействован. Если я правильно понимаю схему, то OCD следит только за амплитудой сигнала и в данном случае он был необязателен.

Сообщение **BSVi** » 21 фев 2014, 20:08

А что за драйвер, если постоянка аж 9в?

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 22 фев 2014, 19:03

Драйвер Стива измененный под UCC27425 и с другими транзисторами (рис. 1).
Первая проблема заключалась в амплитуде сигнала. Увеличил до 4 Вольт и проблема тут же исчезла.
Вторая проблема, собственно, заключается в следующем. Микра 74НС08: сигнал с ног 9 и 13 на рисунке 2. А вот что творится на ногах 10 и 12 - рисунок 3 (извиняюсь за блик) - представляет собой перевернутый сигнал интерраптера (рис. 4). Ну и раз этот сигнал поступает с 5 ноги 74HC74, глянул форму сигналов на ногах 1-4 этой микросхемы.
1 нога: постоянка 5 Вольт.
2 нога: ничего.
3 нога: нормальный сигнал с внешнего генератора.
4 нога: нормальный сигнал с интерраптера.
А на 5 ноге такая вот ерунда (из-за инвертора на 4 ноге).

Сообщение **BSVi** » 22 фев 2014, 22:15

представляет собой перевернутый сигнал интерраптера

Ошибка в том, что оптика выдает инвертированный сигнал и для того, чтобы его перевернуть стоит инвертор IC1F, а SI выдает прямой сигнал и его нужно подключать за IC1F

извиняюсь за блик

Да научись уже пользоваться флешкой

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 22 фев 2014, 23:05

BSVi писал(а):Ошибка в том, что оптика выдает инвертированный сигнал и для того, чтобы его перевернуть стоит инвертор IC1F, а SI выдает прямой сигнал и его нужно подключать за IC1F

Спасибо, не знал. Получается, что один инвертор надо убрать. Это можно сделать замкнув контакты 5 и 6 инвертора?

BSVi писал(а):Да научись уже пользоваться флешкой

Да, пора бы уже

Сообщение **BSVi** » 23 фев 2014, 00:06

Это можно сделать замкнув контакты 5 и 6 инвертора?

Нет, инвертор начнет генерировать. Нужно отрезать ножку выхода и подать туда сигнал со входа. Со входа сигнал можно не убирать, пусть себе переключается.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 26 фев 2014, 18:42

Объясните мне, пожалуйста, две вещи.
1. Считалка ГДТ. Посчитал на ней число витков, получил 6 (рис. 1, таки да, с флешки), намотал и получил вот это (рис. 2). Высокая индуктивность рассеяния налицо, плюс скважность у ДР-ок намного меньше - надо уменьшать витки. Уменьшил до трех - уже лучше, но все еще далеко (рис. 3). Теперь только меньше феррит брать. Вопрос вот в чем: какую скважность подставлять в считалку и почему она так отличается от SSTC?
2. Вопрос про все эти плюшки ДР-ок в виде OCD, ZVS и ZCS. OCD настраивается подстроечником в драйвере. Можно ли его хотя бы примерно настроить на 400 Ампер еще до пусков? А вот с ZVS и ZCS непонятно. Никаких крутелок-перделок нет. Это как-то реализовано логикой в драйвере? Или вообще сама конструкция ДР-ок дает мягкое переключение транзисторов?

Сообщение **BSVi** » 26 фев 2014, 19:06

Скважность ставить 0.5, в плане GDT различаться дрки и сстц не должны. Проблема, похоже либо в материале, либо в способе измерения, но не в количестве витков.

Можно ли его хотя бы примерно настроить на 400 Ампер еще до пусков?

Можно, по напряжению на выводе компаратора, но все это оочень условно из-за наводок. Скорее всего, будет срабатывать при меньшем токе.

Это как-то реализовано логикой в драйвере?

Да, неплохо бы сначала тебе разобратсья как логика работает.

Или вообще сама конструкция ДР-ок дает мягкое переключение транзисторов?

И драйвер и конструкция. ССТЦ будут работать с драйвером от ДРки, но мягкого переключения не будет потому, что это - ССТЦ

Ну и выходные драйвера будут греться сильно.

Dimylko · Сообщение **Dimylko** » 01 мар 2014, 13:43

Таки разобрался с вышеупомянутыми вопросами.
1. С драйвером и конструкцией ДР-ки теперь все понятно, а то уж было подумал, что меня ждут часы настройки мягкого переключения.
2. А вот с ГДТ до сих пор непонятно, хоть и решено. Изначально я цеплял кондеры по 4,7 нФ на каждый выход ГДТ и получал то, что в предыдущем сообщении. Перепробовав 3 разных феррита и различное число витков, сделал ход конем и подключил его сразу к полумосту, оставшемуся от SSTC. Помехи тут же исчезли и я наблюдал четкие прямоугольные сигналы с фронтами по 150 нс и дед-таймом 70 нс. В общем, проблема решена, но причина глюка с кондерами до сих пор не выяснена.
В итоге, управление готово, можно приступать к силовой части. Начну с ММС. Опять погонял ScanTesla, выбрал этот результат, к нему и будем стремиться.

ScanTesla

Получается ММС на 90 нФ и 5 кВ. 15 штук к78-2 на 1 кВ и 150 нФ: 5 последовательно на 3 параллельно.

P.S. Кстати, ScanTesla выдала внушительное время накачки - аж 276 мкс. На мой взгляд, многовато.

DRSSTC от Dimylko

Кто сейчас на конференции