Power Electronics

А этот вариант чем Вам не нравится? Он серийно выпускается.

_________________

Моделирование показывает, что она обеспечит и 180 и 480, а если надо и 800. Что касается нагрузочной способности КМОП, то эти микросхемы рассчитаны на коммутацию ёмкостной нагрузки и согласно В.Л.Шило один КМОП драйвер может быть нагружен ёмкостью до 5000пф без всякого резистора. А это гораздо больше входной ёмкости используемого транзистора. При желании драйверный элемент можно усилить, подключив параллельно ему не задействованный 4 элемент.
Касательно величины затворного резистора. В режиме ХХ, при величине 1к, потери на транзисторе 25Вт, а с 1 ом 24.6Вт (имеется в виду внутреннее сопротивление лог. элемента). Т.е. КМОП драйвер с его внутренними 500 Ом и внешним резистором 470 Ом вполне способен справится с поставленной задачей. Более того, внешний резистор можно вообще исключить.

В самом деле, при настройке директивы .tran 0 250m 150m 100u, указанной по умолчанию возникают нерегулярные сдвоенности и строенности импульсов. Однако их нерегулярность наталкивает на мысль, что дело не в схеме, а в симуляторе. Уменьшаем время итерации .tran 0 250m 150m 1u, запускаем моделирование и видим, что всё нормализовалось, остались только одиночные импульсы.

Имеете лишний стабилитрон, ставьте для успокоения. Хотя схема, при условии нормального монтажа и без него нормально будет работать.

Всё очень нравиться, но хотелось бы обойтись без трансилов.
Так как реальная ПН источников обычно составляет 10-20%, то основным режимом работы данной схемы можно считать холостой ход. В этом случае вся накапливая в схеме энергия рассеивается на трансилах, а ведь разговор идёт о средней мощности порядка 30Вт. При таких потерях трансилы долго не протянут. А вот для RС цепочки проблема решается установкой более мощного резистора.

Что касается представленной модели, то она требует проверки на практике. Здесь, скорей всего, великоват ток запирания ключа (13А). Буденный где-то писал, что достаточно 5А. При уменьшении тока и трансилам и резисторам гораздо легче станет. Однако резисторы, как нагревательные элементы, гораздо надёжнее.

Подрихтованную модель можно взять здесь

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

- Эта схема "не нравится" мне по двум причинам...
1. наличием дополнительного источника питания - что не очень "изящно"
2. но главное - это наличие "черного ящика" микроконтроллера.
Может быть Вы знаете его прошивку, но я-то - нет...
А без знания прошивки микроконтроллера - этой схемой делать нечего.

- не иначе как - если убрать предложенную Вами емкость в 1 мкф...


- да понятно, что "может"... - ну типа, "драйвер не сгорит"...
)
Весь вопрос только в том - фронт какой крутизны этот драйвер в состоянии в этом случае сформировать на затворе ключа?



- все равно это ОЧЕНЬ малый ток...
В моем варианте этой схемы импульс разрядного тока затвора через эмиттер КТ3102 достигает 600 миллиампер... Что вообще-то многовато даже для КТ3102(250 ma в импульсе). Придется или ограничивать, или ставить какой-нибудь более мощный транзистор...

- и при этом достигается амплитуда выброса в 160 вольт на дуге - при величине стокового резистора в 0.4 ома, тогда как Вы вынуждены ставить 0.1 ом... То есть при практически том же броске напряжения ток через силовой ключ сокращается ВЧЕТВЕРО! - Вот что дает увеличение скорости закрывания(тока разряда емкости затвора) ключа...


- ну есс-но!
ведь в режиме ХХ энергия индуктивного выброса в любом случае выделится на ключе (ну некуда ей больше деваться!
Другое дело - при каком напряжении и токе эта энергия будет на ем выделяться...

- поскольку при дли-ительном времени закрывания силового ключа - НАПРЯЖЕНИЕ самоиндукции вторичной обмотки, выделяющееся на силовом ключе - будет НИЖЕ - а ТОК через НЕДОЗАКРЫТЫЙ силовой ключ - ВЫШЕ.
Так что энергия/, выделившася на ключе - за единицу времени
(за один импульс) - т.е. мощность - будет ПРАКТИЧЕСКИ ТА ЖЕ САМАЯ !!! А вот соотношение тока через ключи к напряжению на ключе - ну очченно разные...

- вот и выбирайте - что Вам нужнее - напряжение импульса самоиндукции(большое напряжение на котроткий промежуток времени) или длительность протекания в нем относительно малого тока при относительно низком напряжении...



- 'эээ... С КАКОЙ-такой "задачей"?
Нагреть недозакрытый силовой вентиль ТОКОМ - или таки ионизировать броском НАПРЯЖЕНИЯ на силовом вентиле - дуговой зазор погасшей дуги?
)


- Это Вы здря... "spice" - это очень старая(с 70-х годов прошлого века), а поэтому тщательно вылизанная и достаточно честная программа схемотехнического моделирования.
- а посему Ваша "нерегулярность" наталкивает на мысль - что Ваша схема просто работает в некотором "нестабильном"(переходном, не устойчивом) режиме. И при реализации подобной схемы - параметры компонентов НАВЕРНЯКА будут слегка иные - и как эта схема будет работать - одному боху известно. А посему - при оной "нерегулярности" - напрашивается процедура оценки УСТОЙЧИВОСТИ схемы к номиналам примененных в ней деталей, начальным значениям внешних напряжений и временам их нарастания и спада. Да. это - ДОЛГО.
- Но только после получения такой УСТОЙЧИВОЙ схемы - имеет смысл приступать к ее реализации.
- а в противном случае все подобные ЭКСПЕРИМЕНТЫ - Вы все равно будете совершать
- а ПРИРОДУ - ее НЕ ОБМАНЕШЬ.


но только уже не в модели - а в РЕАЛЕ, выгребая после каждого "експерименту" - горсти сгоревших деталей, так и не поняв толком - что-же там межу них произошло... Иба... я так понимаю - у Вас НЕТ многоканального цифрового(запоминающего) осциллографа(регистратора)


- ?!
та хто-ж их -когла ВИДАЛ - те мифические условия "нормального монтажа" и "нормального режима работы" )
- и поскольку стоимость стабилитрона - на полтора порядка меньше стоимости силового ключа - то имхо вполне разумным решением будет стабилитрон все-таки поставить...

- равно как и цепочку "кламперов-дамперов" параллельно сток-истоку силового ключа - так же - как это сделано в "работающей" схеме - это которая на микроконтроллере... Но вот только вместо последовательной пары "1.5ке440са"(440*2=880 вольт ограничения) - в нашем случае разумным будет поставить что-то типа "1.5KE300CA" последовательно с "1.5KE250CA" с таими же шунтирующими резисторами по 200 ком - дабы в сумме получить 300+250=550 вольт ограничения (при пробивных сток-исток нашего силового ключа - IRFPC50 - в 600 вольтей)...

- Таким образом - будем иметь всего 50 вольт технологического запаса - что не бох весть что (это по сравнению с 700(!) вольтами запаса в "работающей" схеме на микроконтроллере) - но все-таки какая-никакая - а защита.
- поскольку если при отрыве электрода дуга не-дай-бох НЕ ЗАЖЖЕТСЯ(ну не знаю почему...) - то при отрыве электрода - на сток-истоке будет выброс - и 700 и 800 и 900 вольт... а может и больше.

- бо сказано - поспешай медленно...

В общем-то ёмкость и призвана защитить транзистор от перенапряжения. Если при этом напряжение будет подлетать до 120-150В, то этого уже достаточно для стабилизации.

То что не сгорит, это прежде всего.

Так а модель на что? Ставьте идеальный драйвер, меняйте затворный резистор и смотрите на производимый эффект.

Нормальный режим и монтаж должны быть обеспечены прежде всего. В их обеспечении нет особых проблем. В противном случае и стабилитроны не помогут.

Вижу, что вас что-то мучает но не пойму что.
Модель, в том виде как она есть, работает и пробивает виртуальную дугу. Модель доступна. Поэтому каждый может поиграться с режимами и попытаться заставить стабилизатор зазбоить. Если такое случится, будем принимать меры.
Но в принципе настал тот момент, когда можно приступить к практической проверке. Стабилизатор будет работать в любом случае.
Если вдруг подкачает конденсатор (не должен), то его всегда можно заменить на трансилы.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

- нууу... в данной схеме емкость в основном режет импульсы со вторичной облотки возникающие в результате процесса насыщения сердечника.


- отрадно слышать - будем проверять...


-
если не собирать схему - то в коробке на полке "драйвер останется цел" - НАВЕРНЯКА! (ну - если на его не упадет метеорит
- но тут представляет интерес не "сохранение исправности драйвера" - как самоцель - а скорее ВО-ПЕРВЫХ - достижение стабилизации дуги, и уже только во-вторых - исправность ПРИ ЭТОМ УСЛОВИИ того-самого "драйвера". И вот именно-что на хреновое "исполнение первого условия" - я Вам тут и намякаю...



- ну как Вы не поймете, что имеено про ЭТО я тут Вам и пишу. Что я взял схему, поставил идеальный(ваш) драйвер(12v 20ma) - все замечательно работает. Поставил РЕАЛЬНЫЙ драйвер - ОБ-БЛОМММС!
- и путем ДЛИИИТЕЛЬНЫХ итераций - схема была доведена до состояния, пригодного к реализации. И что аналогичная схема и на основе таймера, и на основе 561-й серии - работают ну оччень ХРЕНОВО - как раз по причине паршвой крутизны фронтов - ну по сравнению с промоделированным вариантом схемы на 5-вольтовом к-моп(74sn00) и 12-вольтовом каскаде "раскачки" затвора - на основе кт3102.


- )
в том что нынче все-всем должны нет никаких сомнений.
Но интерес представляет-таки не мировой кризис банковской системы - а успешный ПРАКТИЧЕСКИЙ запуск схемы стабилизатора дуги. С разумной защитой от дурака(т.е. от меня с паяльником и проводами.


- практика многократно показывала обратное...
Стабилитрон - это круто! (особенно если источник питания успевает сгореть раньше стабилитрона



- меня мучают дурные предчувствия...

- бо как гласит первый закон чизхолма:
"все что может испортиться - портится"
- и что немаловажно - первое-же следствие из этого закона
"все что НЕ может испортиться - ПОРТИТСЯ ТОЖЕ..."
- как можно заметить законы паркинсона подчиняются неаристотелевой логике...

http://nuclphys.sinp.msu.ru/jokes/j01.htm
- и это - жсть...


- мой вариант схемы - УСТОЙЧИВО ГЕНЕРИТ на ХХ - выдавая 700(350+350) вольт амплитуды на электрод - что по-идее должно обеспечит эффект "квазиосциллятора". Это напряженрие сильно зависит от индуктивности вторичной обмотки и, возможно даже особенностей монтажа схемы. Будем посмотреть. И обязательно буду ставить диоды - ограничители-супрессоры(clampers) - возможно именно их Вы называете загадочным для меня термином "траннссилы", хотя может быть Вы имеете в виду нечто вроде "силового трансформатора"?!...


- не в любом.
При моих скоростях закрывания силового ключа и указанном Вами номинала "токоизмерительного" резистора в стоке 0.1 ом - на ХХ силовой ключ убьется даже при наличии Вашей микрофарадной емкости - там что-то около 800 вольт амплитуды получается(без учета сопротивления и индуктивности соединительных проводов)


- нелинейные диоды-ограничители напряжения - супрессоры(clampers) на мой взгляд следует савить В ЛЮБОМ случае.

- ить конденсатор - он-ж, змей - ЛИНЕЕН, то есть режет амплитуду ЛЮБЫХ выбросов. А посему малейший линейный "взбрык" сверх "запланированного"(раза в два) - и силовому ключу - хана. А диоды кламперы - должны драгоценный силовой ключ спасти... в любом случае - и причем спасти - исключительно от ПЕРЕнапряжения... не отбирая энергии от импульса с амплитудой меньше номинальной. Что должно дать ощутимую экономию енергии...

- так что начну пускаться с конденсатором и бооольшим "токоизмерительным" резистором в стоке - а потом буду уменьшать резистор, а возможно и вообще сниму конденсатор. Поскольку - чем давить амплитуду конденсатором - прощще наверное умень шить ток через чиловой ключ.
- Воощем надо ПРАКТИЧЕСКИ паять, включать - и мерять.
- плату-вот почти спаял.
Остались выпрямитель и кламперы.
На выходные подтащу в гараж осциллограф - и буду пробовать включать.

бо сказано - поспешай медленно...

Микроконтроллер установлен скорее для невозможности повторения схемы конкурентами.

А этот вариант чем плох?

_________________

- совершенно не важно ЗАЧЕМ он там установлен.
но он там установлен...



- А вы, однако задаете странные вопросы!
да ну хотя-бы уже тем, что абсолютно неизвестны и типономиналы компонентов и моточные данные катушек и типы примененных сердечников - что создает воистину необъятный простор для "творческого" поиска.

- судя по нумерации компонентов - это иллюстрация какого-то патента...
- ну так может выложите и текст патента?
Ведь там худо-бедное описание есть. А то вооще какого-то "кота в мешке" выложили...

На 3 странице этой темы я уже выкладывал, Вы наверное не заметили вокруг чего здесь всё крутится
http://valvolodin.narod.ru/articles/budenyi.djvu

_________________

- ага... смотрим стр 66.
Там читаем:

"...этот ток открывает ранзистор 85(пока понятно!), происходит регенартивный процесс в базовом трансформаторе 88..."

- смотрим в "фиг13" - а тама... - Оппаньки! - а "88"-то никакой и не трасформатор(вовсе), а просто-это-типа что-то вроде "дросселя" - ну посокльку какие у этого "дросселя" - "вторичные" и "третичные" обмотки - никому не ведомо... Не, ну там дальшепо тексту упоминается что-то мельком про "разрезное кольцо" и "общепринятые схемные обозначения", но как-то все это очень смутно(относительно "жмвой" схемы выложенной в LT-spice ;-)
8(
- и возможно щщательно разбирая текст оного патента - и можно по сим патнтовнанным ПОЛУНАМЕКАМ - перейти к моделированию схемы из "фиг 13" ... но дело это не быстрое и вдумчивое. Требует душевного настроя и определенного стечения обстоятельств.

А посему(при почти гостовой схеме на IRFPS50) - желание жевать далее сей патент - как-то незаметно улетучивается...

- поскольку - что из себя представляют на "фиг.13" индуктивности: 95, 88, 87, 89 - и как, по крайней мере НЕКОТРЫЕ из них связаны по магнитному потоку с некоторыми-же из всех-их-других-прочих - покрыто основательным туманом. Равно как и значения их индуктивностей, равно как и типы магнитных сердечников оных, а так же то - должны ли те сердечники насыщаться(по замыслу автора) или-ж вовсе нет...

- воощем - грусть(патентованная)...
Думал, что будет лучше.


Так что поначалу - попробую-таки запустить уже отмоделированную схему на IRFPC50 - и ежали она не пойдет(что врядли) - то может быть попытаюсь заняться моделированием пресловутого "фиг 13"...

- что конечно привлекает в "фиг 13" - так это применение биполярного транзистора(по всей видимости - типа уже упоминаемого BU508BF) с питанием непосредственно(!) от вторичной обмотки сварочника. А биполярные транзисторы - они как-то и чуток дешевле - но главное выпускаются на существенно большие(!) пробивные напряжения коллектора - нежели всякие-там относительно нежные "mosfet"-ы - хотя с другой стороны mosfet-ы - они - и пошустрее будут(при надлежащей раскачке ... А шустрость - она-есть "сестра" экономичности...

- При сем хочется еще раз отметить - что работа афтором проделана, конечно, титаническая...
Эт-ж дада стока материала во едину кучу собрать...
снимаю шляпу...
автору - респект !

На фигуре 13 два трансформатора:
1) ускоряющий запирание поз.90 с обмотками 89,95 и разрезным магнитопроводом.
2) базовый поз. 88 с обмотками 87,91 и насыщающимся магнитопроводом.

_________________

- понял, спасибо.

провел тестирование железа и получил такие результаты
индукция насыщения - 1,329 Тл
индукция максимальная - 0,8126 Тл

напряжённость максимальная - 2,28 А/см


http://ifolder.ru/18408145

_________________

Хорошо! В ближайшее время сравню результаты эксперимента с моделью.

Улучшил стабилизатор дуги, решив проблему работы на холостом ходу. Теперь на холостом ходу стабилизатор просто вырубается и запускается при касании электродом детали. За одно нашел работу для четвёртого элемента CD4011. Теперь он работает в узле блокировки холостого хода.
Модель здесь.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.