Predikter - rewelacja czy rewolucja ?
: 23 maja 2010, 12:40
Jak wiadomo jednym z głównych zagrożeń dla tranzystorów pracujących w DRSSTC poza przegrzaniem jest chwilowe przekroczenie dopuszczalnego napięcia CE wynikające z powstawania szpilek i oscylacji w momencie przełączania. Wynika to z faktu że w klasycznym układzie Steve-a czas propagacji wszystkich elementów jest niestety nie zerowy. Powoduje to że pomimo faktu iż sygnał z transformatora sprzęgającego zmienia swój stan dokładnie w zerze to tranzystory przełączają się z niewielkim - rzędu setek ns opóźnieniem. Prowadzi to do sytuacji w której mostek przełącza się później niż w zerze prądu fakt ten sprawia że w momencie przełączenia następuje odwrotne spolaryzowanie diody znajdującej się w strukturze tranzystora. Czas reakcji tej diody także nie jest zerowy więc przez ten ułamek sekundy przewodzi ona nadal co powoduje krótkie zwarcie generujące oscylacje i szpilki na indukcyjności połączeń pomiędzy strukturą tranzystora a kondensatorami filtrującymi zasilanie. Aby temu zapobiegać stosuje sie różnego rodzaju snubbery (C, RC,RCD). Nie trudno jednak zauważyć że jest to eliminacja skutku a nie przyczyny powstawania tych drgań. W związku z czym należało coś z tym fantem zrobić. Pewnym rozwiązaniem jest zastosowanie generatora PLL zamiast bezpośredniego sprzężenia. Rozwiązanie takie ma jednak swoje wady z których największą jest stosunkowo duży czas reakcji PLL na zmiany rezonansowej wynikłe ze zmian m.in. długości iskry. Innym pomysłem było zastosowanie w obciążeniu transformatora nie samego rezystora a rezystora szeregowo z cewką. Układ taki sprawia że napięcie na cewce i rezystorze wyprzedza prąd w pierwotnym o kilka mikrosekund.
Nadmienię że sterownik ten zbudowałem i przetestowałem. Mogę śmiało stwierdzić ze jest genialny i działa jak trzeba. Polecam każdemu kto ma już jakieś doświadczenie z DRSSTC. Początkujący mogą się jednak zniechęcić gdyż sterownik dość trudno wyregulować. W załączniku oryginalny opis w języku angielskim oraz płytka i schemat - niestety w programie eagle. Załączam też kilka fotek mojego sterownika i tesli. Przebieg bez prediktera: Przebieg z ustawionym predikterem:
Widać wyraźnie że zielony sygnał wyprzedza w fazie niebieski zarejestrowany na samym oporniku i będący w fazie z prądem w pierwotnym. Pierwotnie rozwiązanie to zostało jednak zarzucone przez pomysłodawcę co wynikało z problemów z detekcją zer przebiegu przesuniętego. Wraz ze zmiana amplitudy wynikającą ze wzrostu prądu w pierwotnym sygnał przesuwał się. Jednak Finn Hammer podchwycił pomysł i zaczął sprawę drążyć. Początkowo miał ten sam problem jednak nie zniechęciło go to i znalazł rozwiązanie - bardzo szybki komparator. Zastosował więc AD790 z czasem propagacji 40ns i histerezą 0.5mV. Szybki oznacza drogi ale nie jest to problemem ponieważ założeniem jest ochrona znacznie droższych tranzystorów. Szybko okazało się że rozwiązanie jest genialne w swej prostocie i nie ma żadnych problemów ze stabilnością detekcji zera. Finn poszedł więc dalej i zaprojektował nowy detektor prądu maksymalnego oparty o idealny prostownik na szybkim wzmacniaczu operacyjnym i drugim komparatorze AD790. Jego OCD działa perfekcyjnie - ogranicza prąd na dokładnie takim poziomie jaki wynika z napięcia ustawionego na komparatorze i przekładni transformatora pomiarowego. Wiadomo ze w przypadku układu klasycznego bywa z tym różnie. Kilka us wcześniej to stanowczo za wcześnie w związku z czym w układzie jest możliwość regulacji punktu przełączania nie zależna dla zbocza opadającego i narastającego, w układzie znalazło się też miejsce na regulację czasów martwych jednak należy pamiętać że przy zastosowaniu GDT do sterowania tranzystorów nie można go używać. Teoria teorią ale jak to działa w praktyce ? poniższe dwa filmiki chyba najlepiej to ilustrują:Nadmienię że sterownik ten zbudowałem i przetestowałem. Mogę śmiało stwierdzić ze jest genialny i działa jak trzeba. Polecam każdemu kto ma już jakieś doświadczenie z DRSSTC. Początkujący mogą się jednak zniechęcić gdyż sterownik dość trudno wyregulować. W załączniku oryginalny opis w języku angielskim oraz płytka i schemat - niestety w programie eagle. Załączam też kilka fotek mojego sterownika i tesli. Przebieg bez prediktera: Przebieg z ustawionym predikterem: