Лабораторно захранване - дискусия

[g_vayov]

Вече само тиристори ми бръмчат в главата но ще опитам да обясня нещата смислено...

Начално състояние на схемата, кондензаторите са разредени, никакви напрежение и т.н.

Включваме с началото на полупериода. Потенциала в катода на тиристорите е нула. Положителна полувълна на клема Tr1. Напрежението анод катод започва да нараства, в същото време през D1, генератора и D2 се подава управляващ ток  на гейтовете на тиристорите. съгласно волтамперната характеристика на генератора на ток побликувана в пост (червената графика) http://forum.muzikant.org/topic/138940-лабораторно-захранване-дискусия/?p=861903 и предвид падовете на напрежение в двата диода достатъчен управляващ ток ще протече при напрежение между катода и Tr1 (анода на Т1) около 2,6- 3 волта. Този тиристор има аноден ток на включване 65 mA и ток на задръжка 15 mA. Имаме един нискоомен аноден контур, трансформатора, R1, разредения C1... Съпротивление от порядъка на няколко ома. Ниския импеданс гарантира че при 3 волта потенциална разлика анод-катод тока ще е няколко пъти по висок от тока на включване.

Това означава че с включването на схемата и подаването на управляващия импулс тиристора ще се включи моментално. Напрежението анод -катод спада до 0,7-0,8 волта. D2 се поляризира в обратна посока и се запушва, управляващ сигнал вече не се подава. Управляващия сигнал изглежда като игла. Започва да се зарежда C1. T1 остава отпушен докато тока през него не спадне под 15 mA.

Втори полупериод. Положителна полувълна наTr2. C1 е зареден до някакво напрежение, съответно потенциала в катодите е различен от нула. Тук имаме няколко варианта:

1. Да приемем че потенциала в катодите е по висок от изходното напрежение плюс Uz (D4) през целия период. В този случай D2 ще бъде запушен и управляващ сигнал няма да се подаде. Тиристорите остават запушени. C1 продължава да се разрежда през товара.

2. Потенциала в катодите спада по време на полупериода под изходното напрежение плюс Uz (D4). В тази ситуация D2 се отпушва а D4 се запушва. При достигане на потенциална разлика анод-катод до 2,6-3 волта тока в гейта ще е достатъчен за отпушване. Ако и анодния ток превиши 65 mA тиристора ще се отпуши. Потенциалната разлика анод-катод ще спадне до 0,7-0,8 волта и D2 ще се запуши. Получаваме игловиден управляващ импулс. C1 се зарежда, тиристора ще се запуши когато тока през него спадне под 15 mA.

Тук имаме и един частен случай. Ако се появи условие за включване в края на полупериода, тогава ще се формира управляващ сигнал но тиристора няма да се отпуши заради бързо спадащия заден фронт на полупериода и невъзможността да се достигне тока на включване.

 

Накрая няколко осцилограми.

На канал 1 (долната графика) е включен управляващия сигнал към тиристорите Ugk, присъединяването е в катода на D2. Вертикален мащаб 0,5 V/cm.

На канал 2 (горната графика) включено напрежението в катодите на T1 и Т2 спрямо TrCT. Вертикален мащаб 5 V/cm.

 

Управляващо напрежение Ugk при работа през полупериод. Вижда се иглата на управляващия импулс и след него плато на ниво 0,65 V през времето когато тиристора е отпушен.

 

Частния случай за който стана дума по горе. Настъпване на условия за включване в края на полупериода, формиране на управляващ импулс без включване на тиристора.

 

 

Някои характерни точки:

1. Управляващ сигнал формиран в края на полупериода без последващо включване

2. Управляващ сигнал в началото на полупериода с последващо включване

3. Плато по време на включеното състояние, дължи се на пада на напрежение върху прехода G K

4. Курсор указващ нивото на изходното напрежение плюс Uz (D4), под това ниво условията за подаване на управляващ сигнал са изпълнени

5. Падина между два полупериода

 

За съжаление осцилоскопа ми е дву канален, а това силно ограничава показваните сигнали.

 

 

 

 

 

 

[Evtim Djerekarov]

А няма ли опасност, от значителни токове през тиристорите и от много значително разсейване от 0.5-омовия резистор, поради значителният капацитет на C1 и относително големите токове, които го зареждат и могат да направят и значителни падове върху въпросното съпротивление? Този кондензатор представлява товар с много нисък импеданс, ефективно звързан паралелно на "полезния" товар, който може да погълне огромни токове, по време на преходните процеси.Все пак, макар "зарядните" периоди обикновено да са по-кратки, така получаващият се "Duty Cycle" е, така да се каже, линейна величина, докато мощността, разсейвана от резистора,расте с квадрата на тока през него.

Редактирано Януари 15, 2015 от Evtim Djerekarov

[g_vayov]

Резистора не е добре оразмерен, това го знам от седмици. 0,5 ома/5 вата е идиотска стойност когато се търси 3 ампера ток в товара. По натам ще го мисля...

[exxct]

Извинявам се за лаишкия въпрос, но няма ли тези превключвания на тиристорите да създадат големи електромагнитни смущения към товара, обратно в мрежата и в ефира?

[lyu_records]

Ари да, хората лаборатории направиха...

[Parni_Valjak]

При начин на управление, когато то е синхронизирано с мрежовия сигнал, "включването" на тиристорите е само около точката на пресичане на нулата, т.е. при ниски нива на напрежението. Това гарантира минимални смущения, съизмерими с тези на обикновен диоден изправител. Освен това относително високата индуктивност на мрежовия трансформатор ограничава скоростта на нарастване, ерго - ограничаване на спектъра отгоре. Т.е. филтрират се хармониците, които са основната причина за смущения, и в ефира и по мрежата.

Що се отнася до товара, той е разделен "интелигентно" през стабилизатора от изправителната част. Големите филтриращи кондензатори също оказват своето сериозно влияние.

Редактирано Януари 15, 2015 от Parni_Valjak

[Evtim Djerekarov]

Дали можеш да снимаш осцилограма, на пада на напрежение върху 0.5-омовия резистор, по възможност, когато пре-регулатора е натоварен?

Редактирано Януари 15, 2015 от Evtim Djerekarov

[g_vayov]

Свалих тиристорите от платката, не мога да го покажа. Днес не искам да виждам повече тиристори, осцилоскопи...

За компенсация ще покажа другия пререгулатор, с фазово регулиране. Поради горното обстоятелство, подробности няма.

Единия канал е напрежение от трансформатора, а в другия е напрежението в катодите. Товара е същия, 7,5 ома.

 

 

За час нахвърляно за проверка на концепцията, а то взе че тръгна.

 

ПП Осцилограмата на тока през резистора, утре като възстановя установката. При какви условия, същите както до сега ли?

Редактирано Януари 15, 2015 от g_vayov

[Evtim Djerekarov]

Да, да... Чудя се, какво е нещото, което ограничава зарядния ток на C1(и началният, и последващите повторения, все пак, както се вижда на осцилограмите, има сериозна разлика в напрежението на C1 в "разредено" и "заредено" състояние), така, че да не унищожи тиристорите. Индуктивността на трансформатора?

 

Примерно, при тази осцилограма:

 

 

се вижда, че напрежението в изхода "скача" с около 8 волта, за около 7 милисекунди. Ако филтровият кондензатор е 4700uF, то може да се направи предположение, че пиковият ток през отпушеният тиристор е около 6-9А(в зависимост от формата на пика, който се получи, ако трябва да заредим кондензатора от генератор на постоянен ток за това време, трябват около 6А) .

 

При тази графика положението е подобно:

 

 

(около 5 волта за около 4 милисекунди).

 

Представи си, какви биха били тия зарядни токове, при входно напрежение, да кажем 50+ волта..

Редактирано Януари 15, 2015 от Evtim Djerekarov

[g_vayov]

50 волта ще е ама RMS

[Evtim Djerekarov]

Е добре, де, 35 .

Не бива, да се забравя, че тиристорите са за около 10-12А (макар и за 120А еднократен пик), а като гледам осцилограмите, нещо не се отпушват на всеки полупериод, което ще рече... огромен заряден ток. Поправете ме, ако греша, ама така ми се струва. Обърни внимание, че на осцилограмите напрежението на трафчето кляка, което малко облекчава нещата, обаче при много "корав" трансформатор, не знам.

Редактирано Януари 15, 2015 от Evtim Djerekarov

[g_vayov]

За сега използвам BT152-800R, номинален ток за включено състояние 20 A RMS. Може би съм забравил да го отрязя в схемата Като казах 50 V RMS, имах предвид че са планирани трансформатори 2х50 V / 200 VA. За всеки канал по един. Отиваме на 70 волта пикова стойност.

Ще поработя още по фазовия пре-регулатор. Сега просто видях че заработи и го оставих преди да съм изгорил нещо. Определено има потенциал. По него обаче, мисля че предния фронт на тока ще е по стръмен, за разлика от предходния вариант.

Редактирано Януари 15, 2015 от g_vayov

[g_vayov]

Осцилограми с двата пре-регулатора при две нива на натоварване.

Първи канал напрежение върху R1 (0,47 Ohm). Вертикален мащаб 2 V/cm (0,92 A/cm), хоризонтален мащаб 5 ms/cm, нулева ос по курсора.

Втори канал напрежение върху C1. Вертикален мащаб 5 V/cm, хоризонтален мащаб 5 ms/cm, нулева ос по курсора.

 

 

Редактирано Януари 16, 2015 от g_vayov

[Evtim Djerekarov]

Токът изглежда в допустими граници.

Да не би да си сложил C1 = 2200uF?

Някак си, не виждам как с 2А ток (дори постоянен), ще се промени напрежението на 4700-микрофарадов кондензатор с 8 волта за 6-7 милисекунди.

Засега изглежа, че вторият пререгулатор работи при по-малки токове на тиристора и може би до някъде по-предвидимо.

Мерлил ли си, какво КПД се получава?

 

Не знам, как точно си ги мерил(може да изпускам нещо), обаче, ако мериш напрежението върху резистора директно, то две деления при 2V/Div са си 4 волта, което при 0.47R са 8.51А. Изпускам ли нещо в постановката?

Редактирано Януари 16, 2015 от Evtim Djerekarov

[g_vayov]

Не съм го сменял. Fujicon RK 4700uF/25V пише на него, а колко е реално не знам.
КПД...
1 Ампрер RMS във веригата
Върху товара 7,5 W
Върху R1 0,47 W
Върху тиристорите 0,1 W
(7,5/8,07)*100=93%

Общо взето е валидно и за двете схеми.

А горе съм написал голяма глупост: Вертикален мащаб 2 V/cm (4,25 A/cm 0,92 A/cm)

Редактирано Януари 16, 2015 от g_vayov