No więc czas wytłumaczyć (przynajmniej spróbować to zrobić) sobie i Wam pewną kwestię poruszaną czasem na forum i w ogóle w internetach. Zanim wytłumaczę o co chodzi odpowiedzmy sobie na pytanie co to jest wypełnienie...
Wypełnienie czyli właściwie współczynnik wypełnienia jest parametrem określającym w naszym przypadku najczęściej przebieg prostokątny. Współczynnik wypełnienia określa stosunek czasu stanu wysokiego do czasu stanu niskiego i podawany jest w procentach.
W przetwornicach różnego typu o topologii forward, flyback, buck lub boost przy założeniu, że układ sterowania pracuje ze stałą częstotliwością jesteśmy w stanie wpływać na parametry wyjściowe właśnie za pomocą wypełnienia. Każda przetwornica do poprawnej i stabilnej pracy potrzebuje sprzężenia zwrotnego. Na podstawie wartości pobieranego prądu lub spadku/wzrostu napięcia wyjściowego sterownik przetwornicy ma za zadanie tak dobrać wypełnienie aby utrzymać zadane parametry.
Jeżeli przyjdzie nam do głowy rozpatrywać topologie pół/pełnego mostka H w pracy ze sterownikiem o stałej częstotliwości oraz zmiennym wypełnieniu i GDT to.. albo eksperymentalnie dojdziemy do wniosku, że to nie ma najmniejszego sensu albo spróbujemy poszukać informacji na ten temat w internecie. Ja osobiście nie spotkałem się z podobnymi informacjami na ten temat. Aby napisać sensownie i zwięźle ten temat powinienem w tym miejscu przedstawić jakieś informacje z innych źródeł lub przytoczyć wnioski do których doszli inni hobbiści... Jednak w tym miejscu pragnę zaznaczyć, że jest to temat na forum i każdy może tu dopisać coś od siebie.
Podstawową i ulubioną przez nas, forumowiczów topologią części mocy jest pół lub pełny mostek i to właśnie tu jest najczęściej stosowany jest GDT tak więc niech ta konfiguracja będzie tematem tego wątku.
Do rzeczy:
zmianę wypełnienia w naszym przypadku możemy rozumieć na dwa sposoby. Wszystko zaczyna się od sterownika i wzmacniaczy za którymi jest GDT.
a) w przypadku obwodów rezonansowych np. SSTC, DRSSTC czy nagrzewnica indukcyjna sygnał docierający do wzmacniaczy TC4421/TC4422 jest dokładnie taki sam, współczynnik wypełnienia 50%. W TC4421 sygnał jest wewnątrz układu odwracany. Dzięki takiemu zabiegowi otrzymujemy na wyjściu układów wzmacniaczy czyli uzwojeniu pierwotnym, a w konsekwencji uzwojeniach wtórnych sygnał o amplitudzie równej około 2x napięcia zasilania układów wzmacniaczy i wypełnieniu 50%.
b) jeżeli sygnał doprowadzony do pary wzmacniaczy TC4421/TC4422 będzie o wypełnieniu mniejszym/większym niż 50%, w konsekwencji uzyskamy sygnał co prawda o zmienionym wypełnieniu
ale zauważmy: podczas włączenia górnego tranzystora na 25% czasu trwania okresu częstotliwości pracy dolny tranzystor przez 75% czasu okresu będzie wyłączony. Konsekwencje z tego wynikające to przede wszystkim znacznie większe nagrzewanie jednego z tranzystorów. Kolejną konsekwencją takiej pracy jest spolaryzowanie przez 25% czasu okresu obciążenia powiedzmy dodatnie i przez kolejne 75% ujemnie (mostki pracują podając przemienne napięcie na obciążenie). Nie wiem czy komukolwiek taka praca mostka była by do czegokolwiek potrzebna. Ani regulacji mocy, ani regulacji napięcia wyjściowego jeżeli elementem podłączonym do pół/pełnego mostka będzie transformator ( tu akurat nie jestem do końca pewien? )
c) stosując dwa takie same układy wzmacniacza TC4422 oraz zastosowanie sterownika w trybie push pull z regulowanym wypełnieniem będzie skutkowało pojawieniem się czasu martwego. W takim przypadku już jesteśmy regulować sobie mocą jak chcemy, w przypadku transformatora podłączonego na wyjściu półmostka jesteśmy już w stanie regulować napięcie wyjściowe. No jesteśmy w stanie zrobić to na co mamy ochotę...
Najbardziej chciałbym skupić się na ostatnim punkcie, gdyż daje wiele możliwości i poruszyć ten temat w praktyce. Stosując GDT jesteśmy w stanie przenieść odpowiedni przebieg o odpowiednim czasie martwym... Podobne rozwiązanie chce zastosować grzegorzewskipl w temacie o próbach uruchomienia trafa RTG, i podobne rozwiązanie próbowałem dzisiaj sprawdzić i tu pojawia się pewien mankament. Więc przedstawiam teraz zdjęcia oscylogramów. Dla porównania jeden o większym czasie martwym drugi o dużo mniejszym. Dwa pierwsze zdjęcie uzwojenie pierwotne GDT. Układ TL494 w trybie push-pull i dwa te same wzmacniacze TC4422
W tym samym momencie zdjęcia przebiegów bramoowych. Dwa pierwsze bez podłączonego obciążenia mostka i bez podanego napięcia zasilania:
Oraz zdjęcie z zasilonym półmostkiem i obciążonym grzałką, pomiar przebiegu bramkowego, trochę bardziej powiększone zdjęcie by zobaczyć oscylacje podczas przełączania bramki:
Oraz zdjęcia wyjścia z mostka które były dla mnie dosyć mocnym zaskoczeniem.
Jak widać przebieg sterujący bramki składa się z trzech poziomów napięcia czyli stan wysoki +20V, stan zerowy 0V i stan przeładowania czyli -20V. Przebieg wyjściowy z mostka sugeruje, przynajmniej według mnie że na bramce po przeciwnej stronie, podczas przełączania powstawała by jakaś szpila która by włączała tranzystor na chwile poprzedzając właściwe włączenie. Jednak oscylogramy bramkowe pokazują że taka szpilka na bramce nie występuje, musiała by mieć chyba czas trwania równy czasowi trwania tego chwilowego włączenia tranzystora. Nie bardzo mi przychodzi teraz do głowy co może odpowiadać za taki wygląd przebiegów wyjściowych z mostka. Chyba, że szpilka na bramce trwająca bardzo krótko, taka której nie widać na oscyloskopie jest w stanie włączyć na chwile tranzystor i stąd taki wygląd przebiegu wyjściowego ? Aczkolwiek to mało przekonująca teoria.
Czy według was problem leży w sterowaniu bramek ?
Czy przyczyną powstawania takich krótkich impulsów na wyjściu poprzedzających włączenie tranzystora są jakieś pojemności w tranzystorach, obwodzie oraz indukcyjności ? Bo ja naprawdę już nie mam żadnych pomysłów oprócz wrzucenia jednego mosfeta na radiator i wysterowania go tym samym przebiegiem i sprawdzenia jak w takim układzie będzie pracował i czy też pojawią się takie szpilki "poprzedzające" włączenie tranzystora.
Próbując sobie to jakoś rozrysować wyszło mi coś takiego :
Dwa przebiegi przy tranzystorach to przebiegi sterujące a ten niżej to wyjściowy...