Проект полумостовой SSTC с ФАПЧ от iEugen'а

[iEugene0x7CA]

Собственно, предыстория:
Только пол года назад взялся за паяльник, заинтересовала тема высоких напряжений и силовой электроники, за это время успел понастроить кучу всего, единственная проблема конструкций- питались они все максимум от 30В(предел 78xx стабилизатора), потянуло выжать побольше соку из своих ТТ да строчников, взялся строить первый полумост.

Примерная топология аппарата:
Генератор с ФАПЧ на 4046(обойтись можно было и без него, но так как катушка у нас будет музыкальной, способности ЧМ этой микросхемы нам будут очень даже кстати), дергающие с обеих сторон бедный кондер в первичке GDT, 27322/21 UUC драйвера MOSFET(за которые спасибо BSVi, достать в Киеве простому смертному их не так и просто), полумост или мост с обвязкой, токовый трансформатор с диодной вилкой для ОС, и простенький двойной прерыватель на NE555 с возможностью подстройки частоты и скважности(так как у нас имеется еще и ЧМ, нужна будет простенькая система коммутации между этими двумя системами и панель управления).
Катушка должна стабильно работать в режиме CW, так что охлаждению будет отведено отдельное внимание.

Собственно конструкция уже готова и отлажена, но есть пара "но":
1. Она пока на беспаечной макетной плате, и переносить ее на платы обычные, которые уже пойдут в корпус- очень большая морока и шанс спалить все готовенькое;

2. У меня возникли довольно серьезные проблемы с самим виновником торжества, трансформатором Теслы, который очень нестабильно ведет себя в CW режиме, при питании в 100В у меня лопнул виток резонатора, когда он был импровизированно спаян, все было неплохо, но стоило запитать систему от 120В, как таких рэпнувших витков в один момент стало уже 8 по всему периметру.
Катушку придется перематывать. Никто не в курсе причин произошедшего? Параметры резонатора:
Диаметр каркаса- 10 см;
Диаметр проволоки- 0.12 мм;
Количество витков- 1600;
Покрыт был тремя слоями клея ПВА.

3. Не готов прерыватель, хотя там ничего сложного.

Видео работы на макетке от 100В, один из первыйх запусков:


Увы, дубль очень неудачный, но какой есть, хотелось просто запустить для начала.
P.S.
Вообще я привык подобное строить один, но так как BSVi множество раз предлагал создать тему у него на форуме, то почему бы и нет.

Подборка фотографий(ахтунг, высокое разрешение):
Выпрямитель.
http://s019.radikal.ru/i632/1205/54/a8feee7c9017.jpg
Макетка.
http://s019.radikal.ru/i644/1205/a7/6b85443d8e55.jpg
То, что в теории сложно, а на практике мотается за минуту и сразу работает.
http://s019.radikal.ru/i612/1205/df/3cde022acd4a.jpg
Полумост.
http://s019.radikal.ru/i603/1205/44/7743103f34d3.jpg

[BSVi]

Витки "лопаются" из-за перегрева. Точнее не лопаются, а сгорают. У тебя очень тонкий провод для CW катушки. Либо используй прерыватель, либо мотай более толстым проводом - 0.25 минимум. Не в коем случае не покрывай вторичку ПВА. Используй эпоксидку или полиуретановый лак.

[tetraa]

в пва остатки воды?

[Qic]

Мою темку на флае http://flyback.org.ru/viewtopic.php?t=5 ... sc&start=0 можно поглядеть.
В конце совсем удачное решение - ФАПЧ на трансформаторе тока - смеситель на 561ЛА7 (интер) + 2хТС4420 драйвер ГДТ - ГДТ -полумост.

[iEugene0x7CA]

Витки "лопаются" из-за перегрева. Точнее не лопаются, а сгорают. У тебя очень тонкий провод для CW катушки. Либо используй прерыватель, либо мотай более толстым проводом - 0.25 минимум. Не в коем случае не покрывай вторичку ПВА. Используй эпоксидку или полиуретановый лак.

Да, думаю еще проблема в слишком высокой связи первички со вторичной, там они почти впритык были.
Если наматывать новый резонатор проволокой большего сечения, то получить низкую частоту резонанса без высоты в 40 см будет проблематично. Насколько можно снизить эту частоту тором? А то я их никогда не использовал прежде, в низковольтных катушках они не приносят никакой пользы.
И почему кстати ПВА нельзя использовать? Вроде вполне твердая диэлектрическая прослойка получается при высыхании.

[Qic]

74HC4046A аж до 19МГц согласно даташиту.
Насколько низкую резонансную частоты ты хочешь?
У меня была без тора 750кГц при вторичке 5х15 х0.15 . Всё было ок, удалось получить длину вторички без особого напряга.
С тором ниже - тороид делает отсрочку разряда и позволяет запасти в вторичке больше заряда.

ЗЫ Попробуйте пенек 1к1- 1к1.5 с 600-700 витков с мелким тороидом.
Практика показывает приличные результаты.

[iEugene0x7CA]

Тут не в 4046 дело, а в сердечнике GDT, у меня он Epcos N87(их довольно просто достать), который по даташиту максимум держит 500 кГц, да и UCC'шки не особо хорошо переносят высокие частоты.

[Qic]

У меня совковый Н2000МН(кажется, но 2000 точно), спокойно всё переварил.
Впрочем, дело Ваше, моё дело предложить.

[iEugene0x7CA]

Проволоки пока я не нашел на новый резонатор, пока играюсь со строчниками. Если кому интересно, вот схемка приспособленного под строчник полумостового драйвера с ФАПЧ(т.е. можно подключать любой строчник, он будет в резонансе) с возможностью частотной модуляции:
http://s06.radikal.ru/i179/1206/7f/81e3bad8802b.png
И конечно видео, на этот раз снятое человеческой камерой:
http://www.youtube.com/watch?v=yjzqKqKa2MQ

P.S.
Qic:
Да уж, попробовал на свою голову разогнать N87, при превышении частоты в 500 кГц, сигнал на нем резко испортился и полумост нафиг вылетел, забрав с собой два IRFP450, предохранитель, и диодный мост.

[Qic]

Я ничего не утверждаю - но факт есть http://www.youtube.com/watch?v=Y2CX60UG ... ature=plcp причем тамже на канале еще пара видео где конечный результат в 15см.
Я не знаю из чего и как делает Эпкос, но советский феррит делался по тем стандартам, так что всё ок =D

[iEugene0x7CA]

Qic, ну ты сравнил, у чувака прерывание стоит, и это у него конечный результат, и от 310В, и с тороидом... А у мну при первом запуске от питания лишь 100VAC с ЛАТРа давало 12 см в CW. В таком режиме у моей катушки потребление около 1.3 кВт(у меня предохранитель вылетел при самом первом запуске на 6А). Когда намотаю силовую Теслу, заново соберу на макетке драйвер, на этот раз с музыкальным прерывателем, вот тогда и у меня хреначить будет 20 см стримерами.
P.S.
Эпкос клепает колечки из марганца-цинка.
:3

[Qic]

Ну начнем с размеров, у чувака ( это кстати я и мой канал =D ) вторичка 5х15 проводом 0.15мм, также полумост, 150В питания с таким количеством витков недостаточно для неконечного результата. В ЦВ я тоже пробовал, получая свои 10-12см, однако транзисторы раскалялись неплохо.
Во что это переросло - в соседней теме, а путь к результату вообще там http://flyback.org.ru/viewtopic.php?t=5 ... sc&start=0

Надо что-ли свою тоже оживить, а то всё с факельником вожусь, а результат никакой.

[iEugene0x7CA]

Так, ну в общем я вернулся немного к проекту этой катушки. Новой низкочастотной Теслы у меня все еще нету, но есть таковая от качера на 580 кГц. Новая конструкция отличается отсутствием редких и дорогостоящих драйверов UCC37322/1, вместо них наличием самодельных драйверов MOSFET, стоит пока простейший прерыватель, GDT хорошо отлажен. Аппарат все еще очень топорен, при 120В на входе выдает разряды 12 см в высоту(думаю при прошлой 250 кГц катушке было бы намного больше, так как там в CW имелся при таком питании пушистик в 11 см). Может кому интересно будет, вот видео:
http://www.youtube.com/watch?v=RN7KrWMOwf8

Кстати, побоялся поднимать напряжение на полумосте выше 220В постоянных, так как достигая этого значения, высота разряда перестает расти, более того, мне даже на миг показалось, что она упала на сантиметр-полтора. Никто не знает, в чем может быть проблема?

[ParkeT]

iEugene0x7CA, какие транзы, если не секрет.

[Qic]

Настраивай ГУН, его диапазоны, его ФНЧ, настраивай задержку ОС, изменяй Ксв в меньшую сторону.
В свое время я предостаточно поимел геморроя с ФАПЧ, больше не хочу.

[iEugene0x7CA]

ParkeT, не секрет, это дешевые и распространенные IRFP450, полумост обвязан чем только можно.

Qic, ГУН настроен, задержка на повторителях сигнала из инверторов, Ксв вроде и без того низкий, что еще сделать я не знаю. Наверное разберу пока этот драйвер, собрать снова не проблема, сделаю это, когда будет проволока под новую Теслу типа "Пенёк" с максимальной низкой частотой резонанса. Да, и если ФАПЧ- это страшная кака, что посоветуешь дельного взамен?

[Qic]

Хоть я и выловил пару лулзов с UTC 3.1 - но советую его =D
К сожалению пока я не добился результата, но обязательно добьюсь.

А вообще, если хочется изъвращений то хаммертон предиктер (формирователь фронтов импульса), инверсные драйвера, ГДТ, н/п - мост. А прерывание по питанию. Я по крайней мере хочу такое сделать если будет время.
В таком ключе я не вижу необходимости лепить прерыватель, однако ограничение по току не помешало бы, но и это наверное решаемо.

[iEugene0x7CA]

Так, ну в общем запитал я свою катушку от 310-ти вольт, и даже от 350-ти, но прожила она в таких условиях не долго.
Около минуты, держалась, как молодец, я такого стримера в жизни не видел, высота была сантиметров 20 или выше . Но после я услышал щелчок и стример пропал, считаем потери:
ФАПЧ 4046, инверторы 4069, два гиперфаст-диода 15ETH06 в прямом включении на сток(обратные не пострадали), и оба ключа IRFP450. Почему это случилось? Возможно просто был превышен рабочий ток силовых ключей, стримеры на 350В были чуть ли не белые, когда случился пробой полумоста, импульс на токовом трансформаторе пробил сборку инверторов, и через нее сам ФАПЧ. Если у кого есть лучшие идеи, я их с удовольствием выслушаю. Кстати вскоре я быстренько соорудил дуговую печку на строчнике и IR2153, закинул внутрь один из дохлых IRFP450, пластик быстро окислился и превратился в порошок, вот что оказалось внутри:

Слева отколот кусок кремния, а по центру под микроскопом видны микродорожки. Не знаю, может это в самой печи образовались эти повреждения, но посмотреть на "голый" полевик все равно было интересно.
P.S.
Для меня это в некотором смысле успех, так как это моя первая катушка на выпрямленное сетевое напряжение(и даже выше) и она работала, хоть и не долго(первые Р-7 у дяди Сережи со старта тоже далеко не уходили ).

Кто что посоветует для предотвращения смерти следующего полумоста? К примеру я слышал о такой штуке, как варистор по питанию, но пока не использовал его, так как не знаком с этой деталью и не представляю какой именно мне нужен.

[Qic]

1 - Какая сейчас схема?
2 - Как контролируется мертвое-время? От этого зависит сквозняк в ключах и последующий за ним вынос онных.

[iEugene0x7CA]

От схемы резонансного ФАПЧ строчника с ЧМ(которая имеется выше) отличается лишь наличием задержки ОС на двух инверторах с 4069, драйвера MOSFET напоминают самодельные драйвера от BSVI, но без оптронов, один из которых инвертирован инвертором с того-же 4069, перед выпрямителем имеется пара индукторов для предотвращения КЗ при пробое п-моста и создания мелкого реактивного сопротивления(которого видимо мало), еще имеется простой прерыватель на NE555, выход которого подключен к 5-й ноге 4046. Вроде все, хотя я мог что-нибудь упустить.
Контроль дед-тайма я не знаю как реализовать, так что его просто нет, все работает без пробоев на нормальных токах благодаря отрицательному заряду затворов полевиков при помощи GDT.
P.S.
Так что такое варистор, и какой нужен?

[Qic]

Не нужен варистор, не спасет от сквозняка.
Добавляй в затворы ключей RD цепочки из 1n5819(в обратном включении) и резистора 10 Ом. А вообще надо посмотреть осциллографом что там твориться.
Хотя учитывая что оно работало какое-то время, сквозняк там если и есть то очень мизерный.

[iEugene0x7CA]

Ну, белые стримеры- это тоже не дело, так что как-то ток ограничить не помешает.
Насчет DR цепочек, действительно неплохая идея возьмем на вооружение в следующей конструкции, кстати может это уже будет мост из IRFP450... Или полумост из IRFP460, так как потерять сразу 4 фета не слишком было бы приятно, а то как говорится- shit happens.
Кстати такой вопрос:
Мне ведь не стримеров здоровых хочется, а аудиомодуляции(желательно ЧМ в CW, но пойдет и музыкальный прерыватель) и компактности, есть ли какой-нибудь совсем простой(без бак-конвертеров и ЛАТРов) способ урезать напряжение из сети к примеру в 2 раза без колоссальной потери в мощности? Это бы решило основную проблему(310В на инверторе) уже сейчас, даже позволило бы использовать гораздо более надежные IRFP260.

Но пока это только болтовня, с начала на радиорынок нужно, силовые диоды в обвязку прикупить, и возможно даже проволоку под человеческий резонатор...

[iEugene0x7CA]

Так, был я на рынке, достал много чего(но увы, не ультрафаст диоды, так что инвертор пока подождет), и в этом списке была нужная проволока!
Намотал быстренько новый резонатор... Правда с размером похоже что немного психанул, воспользовался ПВХ трубкой, которая валялась в кладовке...Ну ничего, будет на вырост, думаю DRSSTC буду делать после этой музыкальной катушки.
Собственно, параметры:
1. Диаметр проволоки- 0.315 мм;
2. Диаметр каркаса- 11 см;
3. Высота намотки- 27 см;
4. Диаметр трубы тора- 8.5 см;
5. Внешний диаметр тора- 25 см;
6. Расчетная резонансная частота- 237 кГц(что в общем то не плохо ).
И собственно фото(остерегайтесь, любители чистоты!):

[Qic]

Отличный пенёчек на вырост!

[BSVi]

Да, пенек замечательный. Только фото перезалей на форум и не в таком сумасшедшем разрешении, иначе оно показывается на весь экран и сразу.