Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Наш лабораторный корпус. Практическое решение вопросов. Автор темы является полным хозяином в своей теме.
  • Автор
  • Сообщение
boras

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение boras » 2 окт 2012, 19:32

kde писал(а):я достаточно хорошо понимаю процессы, происходящие в этой схеме. можете называть его многоообмоточным дросселем, я предпочитаю классическое название "трансформатор", хоть он и действительно выполняет функцию запасания энергии. почитайте литературу по...
Про "функцию запасания энергии" в трансформаторе(?) вы в этой литературе вычитали? Не читайте её больше...
kde писал(а):...на самом деле, скважность во flyback'ах напрямую не влияет на прокачиваемую мощность. вспоминаем формулы: A = L*(I^2)/2. все правильно, энергия, запасаемая дросселем зависит только от его индуктивности и проходящего через него тока. а на что же в таком случае влияет скважность? в установившемся режиме работы преобразователя лишь на отношение прямого напряжения на дросселе (заряда индуктивности энергией) к обратному (разряду).
Прошу прощения, заполнение импульса всуе скважностью обозвал, но... сути процесса это не меняет!
Не индуктивность определяет мощность инвертора, а возможности силового ключа в купе с заполнением! Чем меньше заполнение импульса, тем меньше мощность инвертора! Жаль, что вы даже этого не понимаете. А ещё советы про "литературу" даёте!
kde писал(а):да, именно на половину выходного. т.е. будет около 485 вольт при входном 220 и выходном 350. пусть у нас в сети 220 +20%, т.е. пиковое значение 372 вольта, в таком случае, напряжение на ключе будет 372 + 175 = 547 вольт, что находится в допустимом значении для большинства mosfet'ов (600в). если вам кажется, что напряжение слишком велико - уменьшайте D до 25%.!
В однотактной схеме, про которую я имел желание вам сообщить, если бы не ваше упрямство "непонятого гения", напряжение на закрытом ключе не превышает выходного напряжения инвертора и никаких специальных мер, усложнящих конструкцию накопительного дросселя, не требуется. Но, видимо, не судьба вам! Можете продолжать дальше цифИрки складывать...
kde писал(а):вы ошибаетесь. я использую не step-up схему, где обратное напряжение на дросселе складывается со входным, а полноценный flyback. (почему, я думаю понятно - как вы себе представляете возможность заряжать конденсатор в step-up до напряжения, меньшего, чем сетевое?) в этом случае я не ограничен никак в выходном напряжении - могу за счет обмотки II хоть киловольты получать, но эта обмотка нужна уже даже для получения 350в.
К сожалению, это ваше не первое заблуждение... Если вам что-то не понятно, то лучше спросить, а не ... спорить!

P.S. Вы, там, с киловольтами-то, поосторожнее! 600-т вольт на конденсаторах хотя бы получите при средней мощности инвертора 250-300ватт на предельно повышенном напряжении сети. Вот когда получите, тогда и поговорим. А так, на бумажке, все схемы "хороши"!

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:32

Прошу прощения, заполнение импульса в суе скважностью обозвал, но... сути процесса это не меняет!
Не индуктивность определяет мощность инвертора, а возможности силового ключа в купе с заполнением! Чем меньше заполнение импульса, тем меньше мощность инвертора! Жаль, что вы даже этого не понимаете. А ещё советы про "литературу" даёте!
ну конечно, когда я говорю трансформатор (при этом полностью понимая, как именно он в данной схеме работает) - это вызывает бурление определенных веществ. а когда вы одно называете другим - это "не меняет сути процесса".
хочу, наверное, вас огорчить, но если вы верите в ту ерунду, что написали выше, вы абсолютно не понимаете, как работает обратноходовик. и, чтобы гордо приписать к этой фразе "ч.т.д.", объясню вам это. читайте медленно и два раза :)

основной особенностью обратноходовой схемы является то, что энергия в ней на прямом ходу запасается в сердечнике, а на обратном передается в нагрузку. т.е. прямой передачи энергии нет. таким образом, максимальная мощность преобразователя однозначно определяется максимальной энергией, которую можно запасти в сердечнике умноженной на частоту преобразования. хоть поставьте мощнейший IGBT и D = 99%, все равно, больше, чем может сердечник на данной частоте не получите. чтобы исключить бессмысленные споры, докажу вам это математически.

максимально допустимая индукция для феррита Bmax составляет около 0.25 .. 0.3 Тл. но, численное значение нам не важно, важно, что после этого предела сердечник входит в насыщение. итак, какой сердечник предпочитаете - с зазором или без? давайте выберем с зазором, т.к. обратноходовики строят именно на таких (хотя, на самом деле, без зазора вся математика остается такой же). для зазора, много меньшего длины средней магнитной линии справедлива формула:

B = (μ0*I*N)/g

Отсюда, Imax = (Bmax*g)/(μ0*N)

это - максимальный ток через обмотку из N витков, который создает в сердечнике полe Bmax. Далее, индуктивность такой обмотки:

L = (μ0*S*N^2)/g

энергия, запасаемая в катушке А = (L*I^2)/2, т.е.

Amax = (μ0*S*N^2*Bmax*g*Bmax*g)/(2*g*μ0*N*μ0*N)

сокращаем:

Amax = (S*Bmax*Bmax*g)/(2*μ0) = (S*Bmax^2*g)/(2*μ0)

вы где-нибудь тут видите ток или количество витков? нет. и правильно, все логично - все определяется параметром сердечника. мы можем лишь выбирать (оперируя количеством витков), за какой промежуток времени при заданном напряжении ток через обмотку достигнет своего максимально допустимого значения. теперь вы понимаете, что для накопления энергии в сердечнике я могу использовать любой Duty cycle. т.е. я могу рассчитать схему так, что при D=10% уже буду закачивать максимально возможную энергию в сердечник. а что я буду делать оставшиеся 90% времени? отдавать ее на напряжение в 9 раз меньшее, чем питание. таким образом, D в правильно рассчитанном обратноходовике влияет только на обратное напряжение на ключе.
В однотактной схеме, про которую я имел желание вам сообщить, если бы не ваше упрямство "непонятого гения", напряжение на закрытом ключе не превышает выходного напряжения инвертора и никаких специальных мер, усложнящих конструкцию накопительного дросселя, не требуется. Но, видимо, не судьба вам! Можете продолжать дальше цифИрки складывать...
вы имеете в виду стандартную step-up схему с обычным дросселем, ключем, диодом и конденсатором? а расскажите-ка мне, как вы с помощью этой схемы зарядите конденсатор до напряжения, меньшего, чем питающее? или зачем нам вспыхивать на 1/16 мощности, когда можно всегда гнать 100%?
а как вы с помощью этой схемы зарядите конденсатор до 600в, если вдруг такая задача потребуется?
с моей схемой - элементарно - обмотку II делаем в три раза больше, чем I. только двух диодов выпрямителя уже не хватит, надо будет три. но это не проблема, ведь ток заряда еще меньше станет.
К сожалению, это ваше не первое заблуждение... Если вам что-то не понятно, то лучше спросить, а не ... спорить!
вы знаете, вы так многократно пытались усомниться в моей компетентности, а на деле получается, что не шарите-то как раз вы... рекомендую открыть те самые книжечки и учить матчасть. учить и учить. а когда выучите, возвращайтесь, поговорим предметно! :)

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение Impulsite » 2 окт 2012, 19:32

Семь раз отмерь, один раз отрежь. Полагаю, до того, как придет время паять макет, надо эту схему изучить на симуляторах. Вот тут подкинули ссылку на еще один LTspice IV - причём, бесплатный.

Не в сети
мастер
Сообщения: 1035
Стаж 11 лет 7 месяцев
Откуда: RU, Crimea, Simferopol

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение sa137 » 2 окт 2012, 19:35

Короче, стенд такой.питаюсь от 12 в свинцового аккума. зеленый прямоугольник - генератор прямоугольных импульсов.
Изображение

дроссель на RM8 с зазором каждая по 30мкГн. соеденены по схеме.

Изображение

ток в максимуме должен быть около 2-3 ампер..

итог - банку в 10000 набивает до удвоенного за 2 секунды. частота около 50-60кГц.

на этой неделе времени уже не будет, кривульки и всякое позже.

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:35

sa137, 2 секунды - неплохой результат)
вопрос - зачем резистор R2? чтобы измерять ток заряда конденсатора?

кстати, переанализировав еще раз свою схему, пришел к выводу, что все равно нужен снаббер - ток в первичной обмотке все равно снижается скачкообразно, индуктивность рассеяния будет давать о себе знать.

сам попробую на следующей неделе посчитать сердечник на том феррите, что у меня есть (а есть только Ш-образный с площадью сечения 100 мм^2) и потом начать собирать схему. считать буду на начало режима разрывных токов при максимальном выходном напряжении - так сердечник будет использоваться по максимуму. конденсатора на 0.01Ф у меня нет, попробую набрать хотя бы тысячу мкф на рассыпухе. еще остается вопрос с питанием цепи обратной связи на TL. предположительно, предложенный изначально вариант работать не будет, т.к. нужно будет создать слишком большую нагрузку. скорее всего, нужен будет стабилизатор от выходного на биполярнике. но опять же, надо проверить.

boras, ваше утверждение было бы верным, если бы вы хоть что-то говорили по теме, а не просто засоряли ветку беспочвенным негативом. общение с вами напомнило мне одну давнюю историю - был у меня знакомый в СЦ, который ремонтировал магнитолы и другую технику, причем, весьма успешно. а в то время на рынке появились автомагнитолы с выходной мощностью 40Вт RMS. я, как человек знакомый с математикой, прекрасно знал, что от 12В по мостовой схеме более 18Вт RMS получить на 4-х омах нельзя. Ну ~26Вт при 14.4В. Но, опять же, не 40. и вот решил я его спросить, каким образом это получается (интернета в то время не было, погуглить было негде). на что получил исчерпывающий ответ: "там стоят ТРАНЗИСТОРЫ - ему на вход 12 приходит, на выходе 24. еще поставят транзистор - будет 48!" и все это говорилось с такой уверенностью... прямо как вы))

Не в сети
мастер
Сообщения: 1035
Стаж 11 лет 7 месяцев
Откуда: RU, Crimea, Simferopol

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение sa137 » 2 окт 2012, 19:39

kde писал(а):и потом начать собирать схему.
я бы не торопился.
запитать все пока можно от отдельного маломощного блочка.

Rn - 130 Ом

выход генератора
Изображение

R1
Изображение

R1 - Vout
Изображение

R1 - Source Q1
Изображение

Изображение

Изображение

надо было еще померять индуктивность рассеивания ..

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:40

sa137 писал(а):я бы не торопился.
запитать все пока можно от отдельного маломощного блочка.
В этой схеме, на мой взгляд, главное - рассчитать и намотать трансформатор. к нему реально жесткие требования - напряжение на обмотках будет достигать 600 вольт - может легко и пробить.
Но пока у меня только есть Ш-образные сердечники, хочу для начала адаптировать (подпилить) к ним катушку от фильтра старой АС (она почти подходит по размерам), а потом начать считать трансформатор. А когда схема уже будет собрана, можно изначально настроить на низкое выходное напряжение - например, 50 вольт. И дальше уже повышать, если все пойдет ок.

Не в сети
мастер
Сообщения: 1035
Стаж 11 лет 7 месяцев
Откуда: RU, Crimea, Simferopol

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение sa137 » 2 окт 2012, 19:41

kde писал(а):в этой схеме, на мой взгляд, главное - рассчитать и намотать трансформатор
Я поступил следующий способом - посчитал бустер, и индуктивность дросселя поделил пополам..
Изображение

Хотя теперь мне не понятно, почему я принял 40 вольт выходного... Вижу, что некоторые картинки не видны в предыдущем посте.. или это только у меня? По ним есть вопросы?

Не в сети
коллега
Сообщения: 224
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение IURII » 2 окт 2012, 19:41

А что изобретаем, а то и мне стало интересно. Мутить столько, чтоб зарядить конденсатор в вспышке. В двух словах если объясните, то не буду больше встревать.

Не в сети
Аватара пользователя
коллега
Сообщения: 156
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение simple » 2 окт 2012, 19:41

sa137 писал(а):некоторые картинки не видны в предыдущем посте.. или это только у меня?
Вижу 6 картинок. Но вчера еще двух последних не было.

Не в сети
мастер
Сообщения: 1035
Стаж 11 лет 7 месяцев
Откуда: RU, Crimea, Simferopol

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение sa137 » 2 окт 2012, 19:42

IURII писал(а):А что изобретаем,а то и мне стало интересно
На первой странице первые два поста - описание. В двух словах - удвоитель-зарядник ёмкостей с ограничение тока (ШИМом).
simple писал(а):Вижу 6 картинок.
А я нет :(. перевыложу - это зум 4 .

Изображение Изображение Изображение

Не понятна природа всплеска в 4-5 вольт на фронте... У кого какие будут мысли по этому поводу.

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:43

sa137, у меня тоже не видны последние две картинки в первом посте, но, если попытаться открыть их "в новом окне", они появляются.

Всплеск в 4-5 вольт - это результат индуктивности рассеяния. К сожалению, мое начальное предположение, что если использовать первичную обмотку как часть вторичной, то индуктивности рассеяния не будет - неверное. За счет того, что на обратном ходу напряжение в два раза меньше прямого хода, ток в первичной обмотке резко снижается в два раза. Резкое снижение тока в индуктивности рассеяния и вызывает всплеск. Он, конечно, поменьше, чем если бы вторичная обмотка была отдельной, но все равно будет. В вашем случае 4-5 вольт - это неплохо. На сетевую же схему надо ставить снаббер.

IURII, вы уже третий раз говорите о вашей зарядке.
Во-первых, если вы хотите преподнести ее как решение, начните со схемы (публично). Без схемы все это не имеет никакого смысла.

Во-вторых, 1 джоуль = 1 ватт*1 с, а не поделить! если у вас вспышка 200 дж, это означает 200 вт*с. если же ваш зарядник заряжает ее за 2 сек, его эквивалентная мощность ~ 100 вт.

В-третьих, я вам уже говорил про реактивный ток. В начальный момент заряда напряжения на конденсаторе = 0 вольт. Он представляет собой короткое замыкание. т.е. упрощенно вы включаете в сеть неполярный конденсатор ёмкостью 90 мкф. Посчитайте сопротивление такого конденсатора:

X = 1/(2*pi*f*c) = 35.4 ом

Это означает, что в начальный момент у вас протекает ток до 220*1.41/35.4 = 8.8А! (среднее значение - 6.2А) а для чего иначе у вас стоят IGBT, как вы думаете? если бы там были токи в 2А, обошлись бы полевиками.

Т.е. при эквивалентной мощности в 100 Вт ток протекает такой, как будто у вас нагрузка в 1367 Вт!

И вот теперь представьте, что вы решили взять такую вспышку на природу и запитать, допустим, от автомобильного преобразователя мощностью 500 Вт. что произойдет? Он тут же уйдет в защиту.

Не в сети
коллега
Сообщения: 224
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение IURII » 2 окт 2012, 19:46

kde писал(а):и вот теперь представьте, что вы решили взять такую вспышку на природу и запитать, допустим, от автомобильного преобразователя
На природу я беру преобразователь который питает прямо конденсаторы минуя сетевого зарядника удвоителя.А не подскажете с точностью какой авто инвертор вы тестили и безопасно заряжает схему удвоения ?
kde писал(а):это означает, что в начальный момент у вас протекает ток до 220*1.41/35.4 = 8.8А! (среднее значение - 6.2А) а для чего иначе у вас стоят IGBT, как вы думаете?
Сейчас думаю о другой вспышке с прерыванием разряда на лампу через IGBT транзисторы вот и тут чиркнул что схема построена на IGBT Toshiba.
По инерции написал - они полевики K2057 http://www.ic-on-line.cn/search.php?par ... stype=part
kde писал(а):в-третьих, я вам уже говорил про реактивный ток. в начальный момент заряда напряжения на конденсаторе = 0 вольт. он представляет собой короткое замыкание. т.е. упрощенно вы включаете в сеть неполярный конденсатор ёмкостью 90 мкф. посчитайте сопротивление такого конденсатора:

X = 1/(2*pi*f*c) = 35.4 ом

это означает, что в начальный момент у вас протекает ток до 220*1.41/35.4 = 8.8А! (среднее значение - 6.2А)
А какой ток протекает в заводских вспышках по 500джоулей и которые заряжаются за 1-1,5сек?Или в них ток растёт ступенчато по нарастающей.
Одолжу амперметр для сети и сделаю такой замер и на своей.Наверное правильней покажет со стрелкой.

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:48

IURII писал(а):А какой ток протекает в заводских вспышках по 500джоулей и которые заряжаются за 1-1,5сек?Или в них ток растёт ступенчато по нарастающей.
Одолжу амперметр для сети и сделаю такой замер и на своей.Наверное правильней покажет со стрелкой.
В заводских с резисторами - зависит от резистора. замерять ток вашей зарядки лучше осциллографом - последовательно со вспышкой включаем резистор 0.25 - 0.5 ома и измеряем напряжение на нем. потом смотрим график. просто если она у вас за 2 секунды заряжается, ток быстро спадать будет.
Сейчас думаю о другой вспышке с прерыванием разряда на лампу через IGBT
Это уже совсем другая тема ) но, по моему мнению, подход хороший - экономим и энергию, и хоть строб можем сделать.
На природу я беру преобразователь который питает прямо конденсаторы минуя сетевого зарядника удвоителя
Это хорошо, что он у вас есть. В нашем небольшом городе есть одна более-менее крупная студия и еще парочка совсем мелких. Когда возникает вопрос "поснимать на природе с оборудованием", просто берется генератор и вытаскивается то, что есть (с питанием от сети).

Сегодня (к счастью) выдался относительно свободный денек, начну делать трансформатор. По ходу дела буду выкладывать расчет и фотки. Кстати, фотки надо выкладывать на внешний хостинг?
Последний раз редактировалось kde 2 окт 2012, 19:50, всего редактировалось 1 раз.

Не в сети
Аватара пользователя
коллега
Сообщения: 156
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение simple » 2 окт 2012, 19:50

Да, все выкладывают на радикал.
Некоторые фотки и схемы, как я вижу, админ перекладывает на http://impulsite.narod.ru/ - наверное, тоже можно выкладывать на свою страничку на народе, а здесь ссылку давать.

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:50

Итак, окончательный расчет трансформатора. Исходные данные:

W = 300W (для упрощения будем считать без учета потерь, т.е. в реальности получим меньше).
U = 310 (питающее напряжение, возьмем его без учета возможных +20%)
f = 100KHz (Т = 10μS)
D = 33.3%

Ton = D*T = 3.33μS
Toff = (1 - D)*T = 6.67μS
A = W*T = 3mJ (энергия, которую необходимо передать за один импульс)

Теперь рассчитаем требуемую индуктивность первичной обмотки и максимальный ток для режима разрывных токов на максимальной мощности:

A = L*I2/2,

U = L*dI/dt = L*I/Ton => L = U*Ton/I

A = U*Ton*I/2 => I = 2*A/(U*Ton)

I = 2*3*10-3/(310*3.33*10-6) = 5.8A

L = 310*3.33*10-6/5.8 = 178μH

Итак, максимальное значение тока получилось весьма немаленьким – 6 ампер. Попробуем оценить потери. Для этого, прежде всего посчитаем среднеквадратическое значение тока:

Irms = Imax*SQRT (D/3) (для треугольного тока от 0 до Imax)

Irms = 1.93A

Статические потери на транзисторе:

Pmosfet = Irms2*Rdson = 3.72W (для нашего транзистора с сопротивлением 1 Ом).

Посчитать динамические потери весьма трудно. Попробуем их оценить. Потерями на открытие транзистора можно пренебречь, т.к. он открывается при нулевом токе. Потери на закрытие примерно оценим так:

Poff = U*1.5*Imax*Tfall*f/2 = 310*1.5*5.8*120*10-9*100000/2 = 16.2W

В результате, динамические потери оказались в 4.5 раза больше статических! Общие потери составят около 20W, что вполне приемлемо для данного транзистора (50W).

Рассчитаем параметры первичной обмотки трансформатора:

L = μ0*Se*N2/g

g = Imax*μ0*N/Bmax =>

L = Se*N*Bmax/Imax =>

N = L*I/(Se*Bmax)

Для моего сердечника (Se = 100мм^2):

N = 35 витков и g = 0.85 мм.

Обмотка получилась весьма скромной :) всего 35 витков.

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:51

А что было бы, если бы наш преобразователь работал в режиме неразрывных токов?

Посчитаем. Допустим, ток при максимальной мощности будет меняться от Imin до Imax. Выберем Imin = Imax/2, тогда к окончанию Toff в сердечнике будет оставаться 1/4 энергии, т.е. Imax должен обеспечивать 4/3А, т.е. 4mJ.

Посчитаем максимальный ток и индуктивность (расчеты опускаю, они такие же как в прошлый раз):

Imax = 3.87A, L = 533μH

Параметры трансформатора:

N = 69, g = 1.1 мм

В результате мы получаем в два раза большее количество витков, но в полтора раза меньший ток.

Можно выбрать и такой вариант, но я не хочу мотать 69 витков (они могут и не влезть на каркас), поэтому я выберу вариант разрывных токов.
готовый трансформатор (к сожалению, каркас от фильтра АС все же не подошел, пришлось склеить его из картона):

Изображение

и индуктивность первичной обмотки:

Изображение

весьма близко к расчетному значению )

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:52

Итак. Собрал макет схемы в первом приближении. Питаю пока от внешнего блока 17в (о само-питании даже не думал, хотя обмотка есть). Питание выходного стабилизатора на TL431 осуществляю через стабилитрон 12в и эмиттерный повторитель на BUT11.

Первое, что пришлось сделать - отказаться от использования обмотки I в качестве выходной. Изначально мне хотелось таким образом уменьшить индуктивность рассеяния и упростить намотку трансформатора, - при нагрузке выхода блока помехи от выходных диодов (скорее всего) проникали в схему и сбивали работу контроллера 3842. Поэтому было решено обмотку I оставить как первичную, а вторичную обмотку II перемотать до 70 витков (2х первичная). Снаббер сделал из диода HER308, конденсатора 0.1 мкф и резистора 20к мощностью 4 ватта.

Далее, поставил еще несколько помехоподавляющих конденсаторов в разные места в схему. 3842 оказалось легко сбить - долго не мог выйти на режим непрерывных токов при выходном напряжении меньше максимального. 3842 начинал пропускать каждый второй импульс.

Выходные диоды потребовали радиатор (иначе перегревались).

На данный момент блок начал работать устойчиво, но цепь обратной связи все еще требует доработки - при напряжении ниже минимального трансформатор пищит на звуковой частоте.

Тем не менее, удалось получить вот такие результаты:
На двух бытовых лампочках 220в 100вт и 60вт, включенных параллельно, блок выдает до 286 вольт - т.е. 250-270вт. Это неплохо. При этом, быстрее всего нагревается трансформатор (в чем я и не сомневался) - т.к. намотан он явно не для таких токов (выходная обмотка намотана одинарным проводом 0.5мм). Нагрев транзистора и резисторов снаббера небольшой, выходных диодов - умеренный.

Теперь вернемся к изначальному вопросу - заряд конденсатора. К сожалению, смог найти у себя только конденсатор 330 мкф*400в. Заряд такого конденсатора до 350 вольт происходит за 108 мс. Таким образом, заряд конденсатора 10 000 мкф, о котором я говорил изначально, будет происходить за 3.27 секунды. Цель достигнута.

Фото устройства на малой мощности (радиатор с вентилятором - это для транзистора, но вентилятор не вращается, т.к. нет смысла):

Изображение

Фото на полной мощности:

Изображение

Осциллограмма напряжения на стоке на полной мощности:

Изображение

Осциллограмма заряда конденсатора 330 мкф:

Изображение

Не в сети
мастер
Сообщения: 1035
Стаж 11 лет 7 месяцев
Откуда: RU, Crimea, Simferopol

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение sa137 » 2 окт 2012, 19:53

Вы собрали полный макет? Было бы интересно посмотреть в истоке полевика.

boras

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение boras » 2 окт 2012, 19:53

А осциллограмму тока силового ключа отчего же не показали? Это более интересно и познавательно!
...
Что за ступенька на фронтах осциллограммы напряжения на стоке? На каком она уровне напряжения?
...
Какое было реальное напряжение питания инвертора?

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:55

sa137 писал(а):
kde писал(а):фото устройства
Вы собрали полный макет? было бы интересно посмотреть в истоке полевика.
Да, макет полный. Сейчас попробовал питать блок от самого себя - при нагрузке в лампочку работает по предложенному мной методу (питать на прямом ходу).
На счет осциллограмм в истоке - у меня на осциллограф наводятся большие помехи, если я даже замыкаю щуп с крокодилом (общим) и подношу близко к схеме. Поэтому осциллограммы в истоке сильно искажены такими вот помехами. Если кто мне подскажет, как бороться с помехами, буду благодарен. Но в целом там линейно нарастающее напряжение до (примерно) 1.1 вольта. Т.е. при сопротивлении резистора 0.22 ома, это около 5 ампер.

boras, инвертор - это элемент микросхемы К155ЛН1, я считаю, что в русском языке блок питания называть так нельзя.
А осциллограмму тока силового ключа отчего же не показали? Это более интересно и познавательно!
А она вам что-то подскажет? или вы как обычно ради троллинга?
Что за ступенька на фронтах осциллограммы напряжения на стоке? На каком она уровне напряжения?
Там написано - деление 100в, посчитайте, я не очень понимаю, что вы называете ступенькой.
Какое было реальное напряжение питания инвертора?
Блок питания питается от сети через мостовой выпрямитель, на выходе которого установлен конденсатор 100 мкф. Какое там напряжение? Ну, наверное, от 227 до 310 где-то. Если на осциллограмме на стоке около 450 при выходном 286, то в этот момент питающее напряжение примерно равно 450 - 286/2 = 307. т.е. максимум. Решил немного проанализировать график заряда конденсатора:

Изображение

Итак, первое, что хочу отметить - посмотрите на красную линию - это скорость нарастания напряжения на конденсаторе в конце заряда. Она расположена под достаточно большим углом к оси Х, т.е. заряд конденсатора заканчивается полностью за конечное время (в отличии от схемы заряда через резистор, где заряд идет по экспоненциальному закону, т.е. математически зарядить конденсатор на 100% через резистор за конечное время просто невозможно).

Зеленая линия - это скорость нарастания напряжения в начале заряда. видно, что в начале заряда скорость в три раза выше. Почему? Потому что в начале заряда блок работает в режиме непрерывных токов, и его выходной ток не может сколь-либо сильно упасть за период импульса Т (смотрите оранжевый график справа), т.е. за Т он отдает в конденсатор больший ток.

Попробуем приблизительно посчитать средний ток заряда в начальной точке:

I = CdU/dt = 330 * 10-6 * 6000 = 1.98А

При этом, ток заряда не сильно падает за Т, а D в этом случае очень мал, т.е. можно сказать, что начальный ток вторичной обмотки чуть больше 2А.

Посчитаем средний ток заряда в конечной точке:

I = 330 * 10-6 * 2000 = 0.66A

И среднюю мощность, отдаваемую блоком в нагрузку в конце заряда:

W = 0.66 * 350 = 231 Вт

При этом, график заряда в конечной точке изображен синим цветом. 66% времени индуктивность отдает конденсатору энергию линейно спадающим током, а 33% идет передача энергии источника в индуктивность. посчитаем начальный ток вторичной обмотки:

0.66/0.66*2 = 2А

Т.е. вторичная обмотка отдает в начале периода в нагрузку ток 2А. И, поскольку, она содержит в два раза больше витков, чем первичная, значит, в первичной обмотке ток должен возрастать до 4А.

С помощью осциллографа же было установлено, что ток в первичной обмотке достигает 5А. Таким образом, средний ток в первичной обмотке получается 0.833А (а должен был бы быть 0.66А), что дает нам нижний оценочный предел КПД в 79%-80%. При выходной мощности в 231 Вт, это 58 ватт потерь, что весьма немало. Однако, это достаточно теоретизированный расчет, в реальности, скорее всего, потери меньше (т.к. 60 ватт - это большая мощность, ее рассеивание очень неплохо бы нагрело схему). Плюс, потери в любом случае можно снизить, намотав трансформатор более толстым проводом.

Не в сети
мастер
Сообщения: 1035
Стаж 11 лет 7 месяцев
Откуда: RU, Crimea, Simferopol

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение sa137 » 2 окт 2012, 19:56

kde писал(а):на счет осциллограмм в истоке - у меня на осциллограф наводятся большие помехи
У меня было тоже самое. Зашунтируйте ёмкости (входную, выходную) пленочными конденсаторами...

А какое отношение числа витков обмоток? Что-то маленькое напряжение на накопительной ёмкости - хотели же делать удвоитель?

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:56

Все зашунтировано (на фото видно), все равно.. Возможно, нужен осциллограф с низкоомным входом.

Отношение числа витков 2 к 1 (вторичная - 70, первичная - 35).

Нет, я не хотел делать удвоитель, я изначально вел разговор о заряде до 350 вольт. Если нужно до 600-700 вольт, намотайте вторичную обмотку не 70, а 140 витков и поставьте три диода последовательно вместо двух - получите 700 вольт при заряде в два раза меньшим током.

kde
Не в сети
коллега
Сообщения: 26
Стаж 11 лет 7 месяцев

Re: Импульсная зарядка конденсатора сетевой вспышки

Непрочитанное сообщение kde » 2 окт 2012, 19:57

Итак, сегодня перестроил цепь обратной связи (в том числе по методу sa137, без двух резисторов), изменил конденсаторы и, в конечном счете, добился устойчивой ее работы.

Далее, подогнал частоту под 100 кГц (реально получилось 103 кГц), после чего на выходе на нагрузке в виде ламп накаливания 230в (посмотрел, на них написано 230) 160 Вт получил 300 вольт. Это примерно 272 Вт. При этом очень быстро перегревается трансформатор (за минуту). Возможно, для случая заряда конденсатора вспышки это и подойдет (т.к. там схема работает далеко не непрерывно), но если делать просто блок питания на 300 Вт, то трансформатор надо однозначно перематывать более толстым проводом или даже использовать другой магнитопровод.

Точно замерил напряжение на истоке транзистора - доходит до 1.2 - 1.24 вольта (видимо, 1.2 в моменты, когда питающее напряжение ниже, 1.24 - когда выше). Это нам дает (учитывая, что резистор 0.22 ом) ток через индуктивность 5.5А.

Поскольку, индуктивность тоже известна, можно посчитать мощность, подводимую к трансформатору и кпд:

(190*10-6*5.52/2)*103000 = 296 Вт.

n = 272/296 = 92%

Что-то даже слишком высокий :)

Я думаю, что на текущий момент можно считать, что поставленная задача выполнена полностью. Поскольку, мне зарядка для конденсатора не нужна, то перемотаю трансформатор и сделаю себе из схемы регулируемый блок питания 50 - 300В хотя бы 200 Вт (сколько трансформатор потянет).

Чуть позже нарисую и выложу окончательную схему блока, а пока готов ответить на вопросы (всех, кроме boras).
Ответить

Вернуться в «Личные темы строителей вспышек»