UTC 4.0: Контроллер для теслы.

[BSVi]

Что нужно сделать и фичреквесты:

1. Поставить более большую плисину/микроконтроллер
2. Драйвера мощнее
3. Переместить защиту TDI на ножку 8, ножка 4 по умолчанию садится на землю
4. Защита от переключения не в нуле
5. Разделить экран оптоприемника на части и добавить термалпады.
6. Термалпады должны быть больше!

Программа

1. ADSR - кривые
2. Midi via bluetooth

[BSVi]

Итак, последний экземпляр UTC 3.3 успешно уехал. А это значит, что нужно разрабатывать следующий контроллер. Новый контроллер я думаю назвать UTC 4.0 из-за его главной фичи: на выходе теперь будет аж 4ре драйвера. Естественно, я постараюсь учесть все ваши пожелания, поэтому и создал эту тему.

Драйвера
Четыре выходных драйвера дают кучу новых возможностей:

1. Можно будет до безобразия легко делать фазосдвигающую QCW теслу: один GDT управляет одним полумостом, другой - другим.
2. Можно будет передавать полноценный deat-time. Верхние и нижние ключи драйвятся отдельно.
3. Выходная мощность будет в два раза больше. В итоге, можно будет легко тягать даже тяжелые кирпичи.

И тут появляется первая дилемма - какие драйвер использовать: IXDN609 или сделать драйвера стива.

Немного комментариев:

• Кто не знает, вот решение проблем со сквозняками в стивовских драйверах от Eclipso. У него есть недостаток - при отключении, вывод драйвера "висит" в высокоимпедансном состоянии. Есть еще вариант с диодной вилкой. Там ничего не висит, но он медленнее.
  
• Я уже придумал для чего драйвера без сквозняков могут быть очень полезны Довольно много народа хочет опторазвязанные драйвера и в UTC есть выходы для подключения внешних драйверов. Проблема в том, что их нужно как-то питать. Так вот, можно использовать выходы которые предназначены для GDT: цеплять туда простой импульсный трансформатор и питать развязанные драйвера от него. В итоге, избавляемся от 4х сетевых трансформаторов. Должно быть круто. C простыми драйверами Стива этого не получится - они будут жестко греться, придется делать одну из модификаций. Для этого обе нужно будет промакетировать.
  
• Похоже, проблемы со взрывами у misterio были связаны с тем, что он использовал IXDN630, а я - IXDN609. Сейчас, когда он начал использовать IXDN609, все стало нормально. Если честно, я разницы по выходному току между ними не заметил, поэтому имеет смысл оставить только IXDN609. IXDN614 я не тестировал совсем.
  
• Стивовские драйвера мощнее. У IXDN609 я намерял 15А тока, а у стивовских - 20А.

Итак, интересно ваше мнение - какой драйвер использовать? Даже голосовалку прикрутил. Голосуем, высказываемся.

Попозже, я перенесу это сообщение ниже, а сюда поставлю список того, что нужно сделать до релиза, как в прошлой теме.

[misterio]

Я бы предложил делать UTC с IXDNами но опционально их не запаивать а на отдельной плате поставлять отлаженные и обкатанные драйверы стива. Тогда упрощается разводка платы и вообще работа сильно упрощается и разделяется на этапы и есть куда девать запасы.

[Predator]

Bsvi , а может стоит вернуться и закончить I3 ?
тогда можно будет апгрейдить и сами контроллеры ? (все равно меняется только Драйвера)

[BSVi]

misterio, я думал об отдельной платке, но на ней уже делать опторазвязанные драйвера (возможно, Стивовские), которые будут писаться от UTC.

Predator, честно говоря, я бы хотел сначала закончить контроллер, довести его до вменяемого состояния. Дело в том, что если я переключусь на i3, то забуду много нюансов контроллера и, пока все живо в памяти, лучше заниматься чем-то одним (у меня, кстати, еще несколько проектов, поэтому не хочется сильно распыляться). Это произошло с i3 - я переключился на контроллер и забыл уже все, что там происходило. Оба проекта довольно сложные, оба сразу я не потяну разрабатывать.

Кроме того, сейчас функциональность i3 частично переходит в контроллер - там уже есть синтезатор. Сейчас знакомый пишет приложение для android'а которое сможет играть midi на контроллере (про это-немного попозже). К i3 я вернусь в любом случае - андроидофон не заменит dmx прерывателя, к примеру.

Меняться будут не только драйвера, про остальные изменения - после того, как решимся с драйверами.

Сейчас планы у меня такие: сначала собираю информацию для UTC 4, по пути делаю другие проекты. Когда информации набралось достаточно, запускаю производство и пока оно делается, думаю над i3 - мне там уже многое не нравится. Выпускаю UTC, делаю i3.

[VladRT]

Всем эмбед-привет!

Мой вариант: пд-регулировка, вывод на жки,цифровая апч. На счёт жки меня спросили: "Зачеээм?!" А вы хотите знать в каком диапозоне мощности ваша Тесла или на какой частоте работает? Пдм полезен на выставках, просто, когда народу много, а то шарахнет, если что-нибудь с прерывателем, а так мощность ограничена.

[neon]

насчёт выхода из строя IXDN630. Я лично гонял их в хвост и в гриву и они стойко перенесли все испытания, включая заявленные импульсные токи с заданной длительностью. Скорее всего был неправильный режим эксплуатации, чем проблема в драйверах. Заявление о том, что данные драйверы плохие всего лишь мнение автора. Хоть я и проголосовал за IXDN609, но я за дискретный драйвер, но не от Стива.

Если драйвер на выходе будет иметь отрицательное напряжение, то для MOSFET это не желательно. Есть на этот счёт авторитетное мнение одного производителя силовых компонентов.

Вы говорили о фазосдвигающей топологии, но там свои особенности и для исключения выхода из строя MOSFET (кроме специальных серий, которые этому подвержены в меньшей степени) в режиме ZVS, необходимо драйвер полностью переделывать.

[BSVi]

VladRT, я не понимаю, зачем тут вообще пд-регулятор О_о Объясни, куда ты его всунуть хочешь, и что он должен регулировать? Знать на какой мощности работает тесла - совершенно не нужно (если кто-то хочет, отпишитесь, но это усложнит и удорожит контроллер). В крайнем случае, поставить отдельный трансформатор тока с индикатором. Мощность теслы и так ограничена прерывателем и ограничителем тока.

neon, если есть время, почитай тему от misterio тут он подробно описывает, как у него эти драйвера сгорают. Мы перебрали кучу вариантов, но ничего не придумали. Если у тебя есть идеи, поделись, пожалуйста! В тех-же условиях, IXDN609 работают отлично.

я за дискретный драйвер, но не от Стива

Расскажи/покажи, за какой ты драйвер. Я открыт для предложений

то для MOSFET это не желательно

А чем это не желательно для MOSFET? Всю жизнь их загоняли ниже нуля. Покажите статью!

в режиме ZVS, необходимо драйвер полностью переделывать

Расскажите, как именно или дайте ссылки на статьи. Я довольно много читал о ZVS, но ничего подобного не находил.

[neon]

нет возможности ответить на все вопросы, но вот некоторые ответы:

А чем это не желательно для MOSFET? Всю жизнь их загоняли ниже нуля.

Вот что пишет об этом SEMIKRON:

Расскажите, как именно или дайте ссылки на статьи.

Рассказывать очень долго, т. к. данной проблеме посвящено множество статей. Вот для предварительного ознакомления:

https://dl.dropbox.com/u/1622498/2006_04_136.pdf

[BSVi]

Вот что пишет об этом SEMIKRON

Насколько я понимаю, в этом куске написано, что отрицательное смещение бесполезно, так как не защищает мосфет от паразитного открывания (похоже, эффектом Миллера). То есть, оно вреда не несет, просто бесполезно.

В любом случае, дай ссылку на документ, чтобы прочитать его в контексте. Я этот аппноут с не нашел, зато нашел несколько других интересных, завтра почитаю.

Для QCW катушек обычно используют IGBT, с ними все должно быть в порядке.

У тебя, похоже, большой опыт в силовухе, так-что неплохо бы услышать твое мнение о том, что могло случиться с IXDN630 и какие драйвера ты бы посоветовал!

Кстати, TI наоборот предлагает отрицательное напряжение на затворы (стр 16) для защиты от миллера.

[neon]

Перевод фразы «not recommended» что-то не вяжется со словом «бесполезно». Наоборот, там написано: «Паразитное включение со всеми последствиями, как описано выше, также происходит и в MOSFET. Однако, это будет защищать структуру MOSFET, которая ограничена только сопротивлением для dv/dt».

Посмотри конец данного документа https://dl.dropbox.com/u/1622498/eng_3_4_3-3_5_1.pdf и начало этого https://dl.dropbox.com/u/1622498/eng_3_5_2-3_5_4.pdf, в котором написано:

«Паразитное включение канала MOSFET при VGS=0 В и СGD уменьшит dvDS/dt в закрытом состоянии и будет ослаблять опасный эффект включения биполярного транзистора».

На flyback.org.ru (FB) я несколько раз об этом писал, «Да только воз и ныне там». Отрицательное напряжение для MOSFET применять можно и есть определённые ключевые преимущества, но подходить к этому надо со знанием дела, т. к. легко повредить транзистор. На FB я не видел информации на этот счёт.

Если что нового узнаешь, то можем обсудить и обменяться информацией, которой у меня очень много.

Опыт у меня небольшой, но и не маленький. Хотя на FB считают, что его вообще нет, т. к. я не показываю мои практические наработки и готовые изделия . Постараюсь найти причину выхода из строя 630-х по приведённым данным.

TI даёт рекомендацию по отношению к защите от эффекта Миллера. Желательно рассматривать целостно и уже исходя из этого принимать решение о необходимости применения отрицательного напряжения и его величине, а то выйдет, что «одно лечим — другое калечим».

Насчёт топологии фазосдвигающего моста (не только его) и выхода из строя MOSFET в результате вторичного пробоя внутреннего диода (биполярного транзистора) обязательно посмотри информацию. Вот ещё пища для ума:

https://dl.dropbox.com/u/1622498/2009_4_62.pdf
https://dl.dropbox.com/u/1622498/s30p5.pdf
https://dl.dropbox.com/u/1622498/AN-9067.pdf

Можно продолжить, но пока и этого хватит. Насколько я знаю, на FB этот вопрос не поднимался и мало вообще кто об этом знает. Хотя там всего одна тема про фазосдвигающий мост и то, человек просто хотел его сделать. На этом всё закончилось.

[misterio]

Off: neon, я бы тоже был премного благодарен если бы ты подумал над тем почему у меня выгорали IXDN630.

[VladRT]

VladRT, я не понимаю, зачем тут вообще пд-регулятор О_о Объясни, куда ты его всунуть хочешь, и что он должен регулировать? Знать на какой мощности работает тесла - совершенно не нужно (если кто-то хочет, отпишитесь, но это усложнит и удорожит контроллер). В крайнем случае, поставить отдельный трансформатор тока с индикатором. Мощность теслы и так ограничена прерывателем и ограничителем тока.

Пдм регулирует длинну стриммера. От совсем короткого до максимального, им задаётся процент макс. мощности до включения Теслы. Короче начерчу схему и выложу.

Прерыватель увеличит мощность до этого предела, а Тесла просто не увеличит стриммер, но не отключится.
BSVI: *Пользуемся кнопкой "правка", если хочется что-то добавить.

[BSVi]

С первым эффектом разобрался, вот статейка: https://bsvi.me/mosfet-i-bolshaya-dvdsdt/

Насчет фазосдвигающего моста сейчас еще почитаю (у меня сейчас есть еще проект - там ассиметричный полумост). В любом случае, в QCW будут использоваться IGBT.

Давайте все таки не сильно съезжать с темы и обсуждать, какие драйвера ставить. Проголосовавших не много, но большинство таки за IXDNы. У neon'а было еще предложение каких-то дискретных драйверов. Если можешь, поделись

Следующая штука, которая планируется в UTC4 - наконец должен появится корпус. Прошлый профиль мне не нравился, но из-за больших конденсаторов пришлось взять его. Кроме того, там пришлось бы делать свои крышки из нержавейки, но ее меньше чем лист 2*3 метра не продают. Куда мне деть столько крышечек было не понятно, этим и тормозился процесс. Теперь я нашел более удобный корпус, уже порезанный, а главное, с крышичками! Крышки. правда, пластмассовые, но можно наклеить на них толстый алюминиевый скотч, должно быть хорошо и просто. Кроме того, у этого корпуса есть удобный фланец, за который можно привинтить UTC к основанию теслы.

Беда состоит в том, что непонятно, как прикручивать драйвера к корпусу. Отверстия корпусов становятся прямо на линию раздела верхней и нижней крышки:

Варианты:
1. забить на этот профиль и корпус
2. вкручивать прямо в стык
3. не вкручивать - большинство строит ДРки, там драйвера сильно не греются. Если нужно, сами просверлят и вкрутят. Для того, чтобы это легче было делать, просто наметить.

Самое прикольное, что размеры платы по ширине для обоих корпусов одинаковы.

[BSVi]

Вроде бы, придумал как решить проблему с креплением. Для этого мне понадобится аллюминиевая полоска, к которой я прикручу драйвера, а потом полоску приклею на вот такой термоклей к корпусу.

Для того, чтобы винт хорошо сидел нужна 3мм полоска. Вот макет того, как это должно получится:

[V R P]

Хорошее решение, браво )

[iEugene0x7CA]

Может я тесластроением и не давно начал заниматься, но может кому-нибудь будет интересная моя идея драйвера:
Есть же замечательная, дешевая, и распространенная микросхема IR2110, представляющая из себя 2А драйвер полумоста. Слабовата, скажете вы? Но ведь можно же построить на ее основе полумост из легкий фетов и этим полумостом уже питать сам GDT. По мощности уверен, переплюнет как голый драйвер Стива, так и IXDN, более того при этом будет дубовым без преувеличений, да и феты в TO-220 легко охлаждать.
Даташит прилагается: http://www.irf.com/product-info/datashe ... ir2110.pdf

[BSVi]

iEugene0x7CA, понадобится аж 4 таких микросхемы, а плюсов никаких нет: Использование этих микросхем никак не решит сквозняк в выходных транзисторах, из-за рассогласованности распространения можно получить до 10нс сквозняка от самой микросхемы. Сама микруха тормознутая - 100нс задержки добавляет сходу.

Но вот если использовать ее по назначению, штука реально классная.

[neon]

Есть же замечательная, дешевая, и распространенная микросхема IR2110

есть, но я бы с ней связываться не стал, т. к. она имеет детские болезни и морально устарела. Идея… ставить достаточно медленный драйвер + выходной каскад добавит задержку. Какой смысл? Вот доработать стандартный драйвер с однополярным выходом, для формирования двуполярного напряжения — другое дело. Если будет гальваническая развязка, то это ещё один плюс для драйвера. Насчёт «переплюнет», то это очень громко сказано.

[VladRT]

Может я тесластроением и не давно начал заниматься, но может кому-нибудь будет интересная моя идея драйвера:
Есть же замечательная, дешевая, и распространенная микросхема IR2110, представляющая из себя 2А драйвер полумоста. Слабовата, скажете вы? Но ведь можно же построить на ее основе полумост из легкий фетов и этим полумостом уже питать сам GDT. По мощности уверен, переплюнет как голый драйвер Стива, так и IXDN, более того при этом будет дубовым без преувеличений, да и феты в TO-220 легко охлаждать.
Даташит прилагается: http://www.irf.com/product-info/datashe ... ir2110.pdf

Я предлагал схему с ней на 5-7кВа и защитой, но BSVI хочет с GDТ. Кстати с ней нет сквозных токов, и пауза строго 500нс. Можно делать мост, который я предложил, а можно полумост, но уменьшится мощность.

[BSVi]

VladRT, я не помню, чтобы ты что-то предлагал. Покажи схему тут. У GDT есть куча преимуществ - он не чувствителен к dv/dt (в разумных пределах, естественно), он отвязывает силовуху от управляющей части, можно легко получить любое напряжение на выходе.

[VladRT]

Это не моя, но принцып тот же. У меня защиты побольше. А схему по почте кину, здесь не получается.

[iEugene0x7CA]

А зачем 4 микросхемы то? Это же 2 драйвера в одном DIP-14, двух хватит, каждая свой GDT дергать будет, да и 100 нс вроде не смертельно, если драйвить катушку на 200 кГц.

[BSVi]

4 микросхемы - каждая на свою пару транзисторов. Два транзистора - один драйвер. 2А никак не хватит драйвить IGBT на прямую. Если честно, то преимуществ перед стивовским драйвером я совсем не вижу.

[iEugene0x7CA]

Да какой IGBT напрямую, они 2-мя амперами должны драйвить легкие феты в полумосте(им хватит), которые через себя уже будут хоть под 20А пропускать за импульс, в нагрузке будет стоять уже GDT, через который будет драйвится силовуха. Если все еще не хватает мощи, можно на полумост GDT подать повышенный напряг вроде 50В+, а GDT сделать понижающим. Тогда вообще рвать башню будет сотней ампер на выходе. Преимущество перед UCC'шками(да и IXDN'ками)- легкая доставабельность и низкая цена IR'ки+ мощность за глаза.
Вот пример конструкции с подобным усилителем драйвера, но тут это мост с отдельным GDT(бутстрапные драйвера по моему будут удобнее в разы):
http://teslacoil.ru/katushki-tesla/tran ... vaya-sstc/
P.S.
1 МС- входит в один драйвер с полумостом. У нас силовуха- мост с независимо управляемыми полумостами, так что нам нужно 2 GDT. Итого- 2 микросхемы, но 4 фета.