Polskie forum dyskusyjne poświęcone dziedzinie wysokich napięć, głównie transformatorom Tesli (SSTC, DRSSTC, VTTC, SGTC) oraz generatorom wysokiego napięcia.

Teraz jest 24 sty 2018, 00:45

Strefa czasowa: UTC + 1 [ DST ]



Utwórz nowy temat Odpowiedz w wątku  [ Posty: 12 ] 

 Tytuł: [WIP] esestece
PostNapisane: 21 maja 2011, 20:44 
Dołączył(a): 21.05.2011
Posty: 3
Hej!

Chciałbym wrócić do SSTC, którą zacząłem robić kilka lat temu - a właściwie przerabiać na mocniejszą wersję. Trochę rzeczy się zapomniało, więc pomyślałem, że dla gwarancji sukcesu zamieszczę tu dziennik z budowania i popytam się o kilka rzeczy.

Na razie rozebrałem na części, żeby zobaczyć co ma w środku ;) Przed rozbiórką i po odkurzeniu wyglądała tak:



Później poszukam dodatkowych zdjęć lub zrobię nowe.

Dane techniczne:

- pełny mostek, pierwotnie miał być złożony z tranzystorów IRFP450, ale udało mi się znaleźć lepsze i sprawiające dodatkowy kłopot, o czym napiszę później
- tranzystory mostka są chłodzone "kanapkowo", tzn. są zapinane na głównych radiatorach za pomocą mniejszych
- dwa rdzenie transformatorów sterujących - po prostu łatwiej tak mi nawinąć, a technicznie powinny lepiej działać niż pojedynczy rdzeń, chociaż nie pamiętam uzasadnienia
- wentylator 12cm, który owieje w około 80-90% mostek
- metalowa obudowa dla sterownika, którą chcę uziemić dla zminimalizowania szumów. Dodatkowo jest mały wentylator - przyda się do chłodzenia sterownika
- rdzenie do transformatorów sterownika bramek - muszę pogrzebać w starej poczcie i znaleźć maile o zakupach - są chyba wykonane z materiału 3E25 o przenikalności magnetycznej 6000 +/- 20%.
- rdzeń od przekładnika prądowego jest z bodajże 3C90, a jego przenikalność strzelam na ~2300. Stosunek uzwojeń, 1:90

Sterownika nie ma - właśnie próbuję go obmyślić i chciałbym Was nim pomęczyć. Pewno będzie sprzężony z cewką poprzez przekładnik prądowy na wyjściu uzwojenia wtórnego. Mam sterowniki TC4422 i TC4421 oraz 74HC14 do upiększania sygnału i pierdółki typu diody zenera, schottky'ego i różne diody - 1N4148, 1N5819 i zenera.

Te lepsze tranzystory to IXFX27N80Q, wg. specyfikacji są wydajniejsze od IRFP450 - większe napięcie (500V vs 800V), dwukrotnie większy prąd w impulsie (56A vs 106A), o 20-25% mniejszy opór między drenem a źródłem i dwukrotnie mniejszy czas opadania (ale też dwukrotnie większe opóźnienie wyłączania td(off)). Czyli chyba powinny pracować lżej przy sporym obciążeniu - myślę tu o jakichś 2kW. Problemem jest natomiast bramka, która ma o wiele większą pojemność - 7600pF kontra IRFP450'owe 2000pF. Nie mogę znaleźć wykresu ładunek bramki-napięcie dla tego wydajniejszego tranzystora - w dokumentacji jest podany jest jedynie całkowity ładunek bramki, który wynosi 170nC. Czyli przy pełnym mostku sterownik musi obsługiwać 4x170nC=680nC. W tej chwili mam parę sterowników TC4422/TC4421 i policzyłem, że przy ich 9 amperach w pulsie, czasy przełączania wynosiłyby około 75nS (ze wzoru Q=I*t), co przy planowanych 200kHz jest chyba średnim wynikiem. Jak rozumiem, pozostają dwie opcje - albo obniżyć częstotliwość rezonansową, albo zastosować mocniejszy sterownik, który zapewni 50nS lub mniej (to chyba są miłe wartości?).

No i tu mam problem - w jaki sposób wysterować te tranzystory? Najpierw pomyślałem o podpięciu sterowników TC44XX do par MOSFET'ów P i N spiętych w pełny mostek. Ale gdzieś przeczytałem, że takie rozwiązanie ma spore opóźnienia między przekładnikiem prądowym a wyjściem głównego mostka zasilającego cewkę - jakieś 200-300nS. Kolejny pomysł to połączenie równoległe sterowników TC44XX - z tego co widziałem, to częsta praktyka przy sterowaniu wymagających IGBT'ów u DRSSTC. To chyba najprostsze rozwiązanie i dość skuteczne? Dodam, że te sterowniki są w obudowie TO-220.

To chyba tyle. Gdyby były pytania, walcie. Co chciałbym osiągnąć? SSTC, która wykorzysta autotransformator 2kW 270VAC na wyjściu, ewentualnie gniazdo 380V ;) Płomieniste łuki byłyby ucztą dla moich oczu, więc SSTC będzie raczej pracować w trybie ciągłym.


Góra
   
 

PostNapisane: 22 maja 2011, 13:54 
Moderator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 07.04.2010
Posty: 396
Pochwały: 6
Po co ci ten wykres ładunek bramki-napięcie dla tego wydajniejszego tranzystora ? Bo nie rozumiem. Zapinasz opornik 15ohm wpuszczasz sygnał podpinasz oscyloskop jak masz coś takiego:
Obrazek
to jesteś w domu jak coś takiego:
Obrazek
to zwiększasz opornik, jak takiego:
Obrazek
to zmniejszasz ot cała filozofia. Żadne skomplikowane obliczenia ani wykresy których nie można znaleźć nie są tu do niczego potrzebne to tylko SSTC.
Natomiast jeśli masz taki:
Obrazek
albo taki:
Obrazek
przebieg to znaczy że twoje GDT jest do bani - ze złego materiału źle nawinięte itp ale skoro masz rdzenie z materiału 3E25 a nie wyjęte z ATXa to chyba ci to nie grozi. Przy okazji sprzężenie przekładnikowe w SSTC średnio się sprawdza antenka lepsza ale możesz próbować ;)


Góra
   
 

PostNapisane: 22 maja 2011, 13:59 
Administrator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 05.04.2010
Posty: 568
Pochwały: 4
Witamy na myHV :)

Po co kombinować, spokojnie możesz użyć samych driverów bez wtórnika, a także nie potrzebujesz mieć równolegle połączonych driverów. Przy 150-200kHz bym się tym nie przejmował. Pytanie jakie parametry wtórne/pierwotne, masz już jakiś pogląd?

@Dżejwor: czemu przekładnik się średnio sprawdza? Ja nie mam z nim problemów (1:50), były tylko przy większej przekładni i przy braku kondensatora filtrującego (wystarczy nawet mały, by te 20 parę woltów utrzymać).


No to czekamy na dalszy postęp prac.


Góra
   
 

PostNapisane: 23 maja 2011, 15:24 
Moderator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 02.10.2010
Posty: 751
Pochwały: 8
Dzej co miałeś na myśli ?
Ja obecnie babram się już tylko z przekładnikami prądowymi.
to tylko kwestia zmiany przekładni i działa jak burza.

Co do autora ... Tranzystory które wymieniłeś sprawują sie bardzo dobrze sam je posiadam z tym ze na 900V sterują je drivery TC 9A

Pozdrawiam


Góra
   
 

PostNapisane: 23 maja 2011, 21:17 
Dołączył(a): 21.05.2011
Posty: 3
A witajcie, witajcie ;)

Ten wykres określa wymagany ładunek potrzebny do otwarcia/zamknięcia tranzystora przy danym napięciu. Czy to dziwne, że kalkuluję przypuszczalne czasy przełączania mocniejszych tranzystorów? ;) Wiem, że w poprzedniej rewizji SSTC para TC44XX świetnie sobie radziła z IRFP450, ale teraz mamy pełny mostek z tranzystorów, które wymagają kilkukrotnie większego ładunku. A nie chciałbym wtopić się na tym, że po złożeniu sterownika okaże się, że się nie wyrabia. Ale jak wszyscy mówicie, że będzie ok, to zaryzykuję.

Uzwojenia SSTC - pierwotne z 7 zwojów z możliwością podpięcia przewodu do dowolnego zwoju, zwoje z rurki miedzianej 6mm. Może to mała liczba zwojów, ale najlepsze wyniki w poprzedniej rewizji osiągałem mniej więcej przy takiej liczbie (chyba było 5). Odstęp między pierwotnym a wtórnym - jakieś 1cm. Uzwojenie wtórne o proporcjach średnica podstawy-wysokość cewki 1 do 2.5-3, średnica podstawy to jakieś 11-12cm. Drut 0.22mm.

Mania-C, mógłbyś podać więcej szczegółów? Tranzystory w półmostku, czy pełnym mostku? 900 woltów czego? Użyłeś pary TC4422 i TC4421? Jaka częstotliwość rezonansowa i czasy przełączania?

Za anteną nieszczególnie przepadam - miałem z nią więcej problemów niż z przekładnikiem prądowym. A przekładnik można ładniej wkomponować w elektronikę ;)

Przy okazji, dogrzebałem do zdjęć z 2008 roku - na razie znalazłem pierwsze zdjęcia z budowania mostka - kolejne będę musiał wypstrykać:

Proszę dodać poprawnie zdjęcia (poprzez dodanie ich jako załączniki).

Mostek prostowniczy + bezpiecznik, chociaż tandetnie wygląda - spróbuję wymienić go na coś solidniejszego:

Proszę dodać poprawnie zdjęcia (poprzez dodanie ich jako załączniki).

Pamiętam, że musiałem naszukać szybkich diód - udało mi się dorwać STTA806D, 600V, 8A i 25ns. Diody Schottky'ego to STPS100, 100V i 8A.

Diody Zenera 15V lub 18V, zależnie od tego jaki mam transformator - chyba na wyjściu miał 20 VAC, więc raczej wybiorę 18V. Również podepnę diody 1N5819 równolegle do oporników przy bramkach tranzystorów.

Do odsprzęgania zasilania półmostków użyję kondensatorów Arcotronics MKP 0.68uF 450 RMS VAC, po jednym na półmostek. Przylutuję je do spodu PCB półmostka, więc długości ścieżek między złączami kondensatorów a tranzystorami nie powinna przekraczać 1-1.5cm.


Góra
   
 

PostNapisane: 23 maja 2011, 22:53 
Administrator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 05.04.2010
Posty: 568
Pochwały: 4
Wrzuć zdjęcia poprzez mechanizm załączników - mamy taką regułę by nic nie było na zewnętrznych serwerach (bo jak wetnie to post czy temat traci na wartości).

Że też Ci się chciało ręcznie rzeźbić płytkę mostka :D


Góra
   
 

PostNapisane: 24 maja 2011, 07:13 
Administrator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 05.04.2010
Posty: 546
Lokalizacja: Olsztyn
Pochwały: 8
Cześć.

Wg. mnie para TC442X może mieć z tym problemy. Nigdy ich nie łączymy równolegle by zwiększyć prąd !! Jeden albo drugi otworzą się w innym momencie i kupa. Poszukaj TC4452 !



Na Gadu-Gadu nie udzielam żadnych porad związanych z elektroniką ani chemią.
Do tego służy forum !!


Góra
   
 

PostNapisane: 24 maja 2011, 08:46 
***
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 24.05.2010
Posty: 278
Lokalizacja: Jasło Rzeszów
Pochwały: 2
Ja próbowałem połączyć TC4420, niestety nic z tego nie wyszło. Zasilacz komputerowy się nie włączał, którym zasilałem układ.


Góra
   
 

PostNapisane: 24 maja 2011, 11:17 
Może spróbować by połączyć dwa tc44.. poprzez danie oporników na wejścia driverów. możliwe, że działało by to jakby mieć TC z tej samej partii.


Góra
  
 

PostNapisane: 24 maja 2011, 14:01 
Dołączył(a): 21.05.2011
Posty: 3
Para TC4522'ów razem z wysyłką kosztowałaby jakieś 25zł w tme.pl, a że sam mam kilka TC442X, to trochę mi szkoda.

Właśnie się zastanawiam, czy nie zrobić pełnego mostka z TC442X. Wtedy napięcie wyjściowe GDT byłoby równe napięciu jego zasilania. Jeśli mój transformator zasilający ma faktycznie 20VAC, to po wyprostowaniu byłoby około 28V. Przy konfiguracji GDT 2:1:1:1:1, tzn. wtórnych z dwukrotnie mniejszą liczbą zwojów od pierwotnego, napięcie byłoby połowicznie mniejsze (14V), a amperaż dwukrotnie większy niż przy pojedynczej parze TC442X - około 18A w pulsie. Jakieś przeciwwskazania?


Góra
   
 

PostNapisane: 24 maja 2011, 14:25 
Moderator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 07.04.2010
Posty: 396
Pochwały: 6
Pragnę zauważyć że pojedynczy TC to pół mostek dajesz 2 wiec masz pełny mostek. jak chcesz robić GDT obniżające napięcie to musisz zasilić drivery napięciem 40V żeby na bramkach mieć 20V opcja bardzo dobra przy bardzo dużych pojemnościach bramki czyli przy IGBTkach typu CM300 CM600. Przy malutkich mosfetach w SSTC nie ma po co komplikować sobie życia w ten sposób ale skoro komuś potrzebne wykresy do dobierania oporników bramkowych to widocznie lubi sobie komplikować proste rzeczy bez uzasadnienia.


Góra
   
 

PostNapisane: 24 maja 2011, 14:34 
Moderator
Avatar użytkownika
Dołączył(a): 02.10.2010
Posty: 751
Pochwały: 8
Przeciw wskazania są .... Drivery są na max 20V Vs

Wracając do sprawy pomydliłem się no widzisz ludzkie sprawy są ulotne tym bardziej jak sie nie widziało czegoś przez dłuższy czas ...

Projekt z zdjęc poniżej to moja jedna z pierwszych sstc jakie zaprojektowałem i wykonałem. Jeszcze pracującej na antenie a nie przekładniku no ale kiedyś też trzeba było sie nauczyć...
Pomyłka jaką popełniłem tkwi w sterowaniu ja przypomniałem sobie ze dawniej dysponowałem tylko sterownikami MIC4452 MIC4451 (są one 12Amperowe) co też skutkowało większa mocą pompowaną przez Drivery w GDT
Dawno temu eksperymentowałem z IXSami które zresztą bardzo lubię i do dziś mam parę sztuk...
Testowałem je przy różnych czestotliwośćiach , wtedy miałem 3 rezonatory jeden który F res miał około 500khz a 2gi coś koło 160khz no i ostatni 390khz. (bez toploadów)
Przy czym wiadomo najlepiej chodził z najniższą Fres zbocza były ostre.
Dalsza ewolucja tego sterowania zadecydowała o zmianie tranzystorów. Gdyż uznałem ze jest to mały projekt i będzie on operował małym rezonatorym tylko w trybie interruptor stąd też jest na stałe zapięty interruptor bez możliwości odłączenia go i pracy w CW.
Praca w przerywanym trybie pozwalała na nawiniecie rezonatora cieńszym drutem bez obaw o przegrzanie co skutkowało obniżeniem Fres i zmniejszeniem gabarytów.
Finalnie projekt zakończył sie w ten sposob iż operuje Półmostkiem tranzystorów IRFP450.

Zdjęcie tranzystora jakim operował dawniej ten sterownik...

Pozdrawiam



Góra
   
 

Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Utwórz nowy temat Odpowiedz w wątku  [ Posty: 12 ] 

Strefa czasowa: UTC + 1 [ DST ]


cron


Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Przyjazne użytkownikom polskie wsparcie phpBB3 - phpBB3.PL
phpBB SEO