webdonsk.ruКак сделать полумост
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 22.08.2024
Полумост с разделенной первичной обмоткой. Продолжение
Пока был перерыв в целый месяц я собирал уже в железе вариант на UC3846, IR2113, STW21NM65 и на выходе диоды шоттки. Питание ШИМ и драйвера было обратноходом на Viper22, изолированным друг от друга. Но, скорее всего, из-за неправильной разводки монтажа все возбуждалось, уходило в разнос, но ни один полупроводник так и не умер В общем решено глобально все изменить, использовать UC3825 (не знаю почему именно ее, скорее всего среди кучи прочитанных статей ее меньше остальных ругают и это все таки настоящий current mode контроллер в отличие от, например, UC3525)
Управление транзисторами - ТГР с драйверами Multik'а. Управление транзисторами выпрямителя с того же трансформатора что и силовые ключи.
В качестве силовых ключей выбраны STP11NK40ZFP, для выпрямления IRFB3206. В модели выбрал довольно близкие по характеристикам к тому что планирую поставить.
Вот данные рассчитанного силового трансформатора:
Уже пробовал вводить Lm и Ls в модель, получилось ужасно. Поэтому пока хочу проработать все на идеальном трансформаторе а потом уже подводить ее к реальности.
Замечания по модели:
R16, L12 и R18, L13 введены чтоб минимизировать выброс при включении силовых транзисторов. Пока еще теплится надежда что после введения Ls и Lm они не понадобятся.
Индуктивности вторичных обмоток выведены из расчетной индуктивности первичной 3698/((37/5)^2).
Индуктивности ТГР взяты "от балды" из какой-то чужой модели.
Индуктивность вторичной обмотки трансформатора тока взята можно сказать из воздуха. Т.е. только на основании коэффициента трансформации 1/30
В качестве обратных диодов на выходе планируется сдвоенный 40CPQ060.
Снабберы первичных обмоток взяты опять же с потолка, т.к. пока в модели нет индуктивности рассеяния и оценить их вклад хоть во что-нибудь невозможно.
С питанием силовой части пока не определился. С одной стороны большие емкости в делителе - стабильность средней точки, но требуют разделительного конденсатора между трансформатором и средней же точкой. С другой, как писал VVS_, можно поставить пленку порядка несколько uF и не ставить разделительный конденсатор, и в случае перекоса емкости делителя быстро перезаряжаются и все нормально.
Почему то, не знаю почему, скорее всего из-за отсутствия опыта, очень не хочу ставить разделительный конденсатор. Может глупость?
По работе модели:
Ближе к 10mS напряжение на выходе поднимается до рабочего, исчезает "расколбас" на первичной стороне (ну а с ним и на вторичной) и все выходит в нормальный режим.
Вот пока все не стабилизировалось, примерно в конце первой миллисекунды ШИМ начинает вести себя как-то непонятно, т.е. может дать несколько тактов большой длительности на один транзистор и в это же время короткой длительности на другой, затем наоборот. Из-за этого (а может это совсем не первопричина?) возникает болтанка всей схемы пока она не выйдет в рабочий режим.
Вроде все мысли написал, старался ничего не забыть. Покритикуйте пожалуйста то что уже есть. Буду рад любым полезным советам.
Последний раз редактировалось dmq 19-02, 17:47, всего редактировалось 1 раз.
Для построения сварочного инвертора применяют три типа высокочастотных преобразователей, а именно преобразователи включенные по схемам: асимметричный или косой мост, полумост, а также полный мост. Резонансные преобразователи являются подвидами схем полумоста и полного моста.
По системе управления данные устройства можно поделить на:
- ШИМ (широтно-импульсной модуляцией);
- ЧИМ (регулирование частоты);
Могут существовать комбинации всех трех систем.
Типы высокочастотных преобразователей:
Система полумост с ШИМ
Блок схема показана ниже:
Один из самых простых и надежных преобразователей семейства двухтактных.
Для нормальной работы силовых транзисторов необходимо ставить драйверы. Это связано с тем, что при работе в режиме жёсткого переключения транзисторам необходим высококачественный управляющий сигнал. Также обязательно наличие безтоковой паузы, чтоб не допустить одновременное открытие транзисторов, иначе они выйдут из строя.
Резонансный полумост
Довольно перспективный вид полумостового преобразователя, его схема показана ниже:
Простота резонансного полумоста в сравнении с полумостом с ШИМ обусловлена тем, что здесь присутствует индуктивности резонансной. Она ограничивает максимальный ток транзисторов, а коммутация транзисторов происходит в нуле тока или напряжения.
Протекающий по силовой цепи ток будет иметь форму синусоиды. Это снимет нагрузку с конденсаторных фильтров. В этом случае драйверы необязательны. Переключение можно выполнить импульсным трансформатором. Качество управляющих импульсов не существенно. Но должна присутствовать бестоковая пауза.
Здесь можно обойтись без токовой защиты, а форма вольт-амперной характеристики ВАХ будет иметь падающий вид, что не требует ее параметрического формирования.
Выходной ток будет ограничиваться только индуктивностью намагничивания трансформатора и сможет достигать значительных величин, если возникнет короткое замыкание КЗ. Это свойство положительно влияет на поджиг и горение дуги, но его необходимо учитывать при подборе выходных диодов.
Выходные параметры регулируются изменением частоты. Но фазное регулирование является более перспективным для сварочных инверторов. Благодаря ему можно избежать неприятного явления в виде совпадения режима короткого замыкания с резонансом. Кроме этого, он увеличивает диапазон регулирования выходных параметров. Применение фазовой регулировки может позволить изменять выходной ток в диапазоне от 0 до Imax.
Это однотактный, прямоходовой преобразователь, блок-схема которого приведена ниже:
- довольно высокие токи, проходящие через транзисторы;
- повышенное требование к качеству управляющего импульса. Возникает необходимость использовать мощные драйвера для управления транзисторами;
- высокие требования к выполнению монтажных работ;
- наличие больших импульсных токов, что повышает требования к конденсаторным фильтрам.
Для поддерживания нормальной работы транзисторов необходимо добавление RCD цепочек – снабберов.
Полный мост с ШИМ
Представляет собой классический двухтактный преобразователь, блок-схема которого показана ниже:
Для того, чтоб получить одинаковые мощности с полумостом (напряжение раскачки 0,5Uпит.) необходим ток в 2 раза! меньше чем для случая полумоста. В схеме полного моста с ШИМ транзисторы будут работать поочередно – Т1, Т3 включены, а Т2, Т4 выключены и соответственно наоборот при изменении полярности. Через трансформатор тока отслеживают и контролируют значения амплитудное тока протекающего через эту диагональ. Для его регулирования есть два наиболее часто применяемые способы:
- Оставить неизменным напряжение отсечки, а изменять только длину импульса управления;
- Проводить изменения уровня отсекающего напряжения по данным с трансформатора тока при этом оставляя неизменным длительность импульса управления;
Оба способа могут позволить проводить изменения выходного тока в довольно больших пределах. У полного моста с ШИМ недостатки и требования такие же, как и у полумоста с ШИМ.
Резонансный мост
Является наиболее перспективной схемой высокочастотного преобразователя для сварочного инвертора, блок-схема которого показана ниже:
Резонансный мост не сильно отличается от полного моста с ШИМ. Разница в том, что при резонансном подключении последовательно с обмоткой трансформатора подключают резонансную LC цепочку. Но ее появление полностью меняет процесс перекачки мощности. Уменьшатся потери, увеличится КПД, снизится нагрузка на входные электролиты и электромагнитные помехи уменьшатся. Драйверы нужно применять только тогда, когда используются MOSFET транзисторы, имеющие емкость затвора более 5000 pF. IGBT могут обойтись лишь наличием импульсного трансформатора.
Управление выходным током может производится двумя способами – частотным и фазовым.
Полный мост с дросселем рассеивания
Схема идентична схеме резонансного моста или полумоста, только вместо резонансной цепи LC последовательно с трансформатором включают не резонансную LC цепь. Емкость С, примерно С?22мкф х 63В, работает как симметрирующий конденсатор, а индуктивное сопротивление дросселя L как реактивное сопротивление, величина которого будет линейно изменятся в зависимости от изменения частоты. Преобразователь управляется частотным способом. При увеличении частоты напряжения сопротивление индуктивности возрастет. А это уменьшит ток в силовом трансформаторе. Поэтому довольно большое количество промышленных инверторов строят по такому принципу ограничения выходных параметров.
Коротко о правильном утре
— Почему важно, как мы просыпаемся?
— Сразу после пробуждения человек еще какое-то время находится в состоянии полудремы, в режиме автопилота. Именно в этот момент необходимо помочь себе проснуться и позитивно настроиться на бодрствование.
Помните, что на ваше настроение в первые минуты после сна может повлиять все, что угодно — вплоть до неправильно выбранной мелодии будильника. Следует заранее позаботиться о том, чтобы просыпаться было приятно.
Думаю, очень многие люди часто сталкиваются с тем, что даже после утренних процедур и первой порции крепкого кофе организм продолжает находиться в неком прострационном состоянии. Дело не только в настрое, но и в процессах, которые проходят внутри нас. От долгого лежания застаивается лимфа. Ей необходима мышечная активность, чтобы вновь наладить свое движение. Без этого человек будет ощущать себя вяло и сонно.
— Каким областям своего тела следует уделить особое внимание во время разминки?
— Суставам и позвоночнику. Им сложнее всего дается долгое пребывание в неподвижном состоянии. Кисти, локти, колени, спина — обязательно поработайте над ними.
— Чем помогает предлагаемый комплекс?
— Мы как раз решаем те проблемы, которые я перечислила. Конечно, он не заменит хорошую зарядку или полноценную утреннюю тренировку. Но ведь и не в этом наша цель.
Данный комплекс подходит и мужчинам, и женщинам любого возраста. Его можно выполнять хоть каждое утро! Буквально 10-15 минут — и вы получаете коктейль из хорошего самочувствия, бодрости и отличного настроения! А все не только потому, что разминаются мышцы и суставы. Активизируется парасимпатическая система — часть автономной нервной системы, связанная с симпатической нервной системой, поддерживающая гомеостаз.
Вы можете выполнять все асаны и упражнения медленно или быстро — по желанию. Слушайте себя. Тело подскажет, чего ему хочется. Количество повторений тоже можно подстраивать под себя.
— Есть ли у комплекса противопоказания?
— Я бы рекомендовала женщинам во время менструации (особенно обильной) исключить движения-скрутки, любые перевернутые верх ногами асаны и асаны, предполагающие запрокидывание ног за голову. А вот легкую растяжку и мягкую разминку можно выполнять.
Если есть хронические заболевания в стадии обострения, лучше проконсультироваться с врачом, особенно когда проблемы касаются желудка и позвоночника.
Утренний комплекс
1. Игла + покачивания
В чем польза?
Данная привычка настолько полезна, что на нее не стоит жалеть времени. Вы не поверите, но от утреннего потягивания зависит, насколько бодро пройдет весь день. Ведь стоит вам резко вскочить с кровати — и головная боль, плохое настроение и усталость вам обеспечены.
— Потянитесь руками за головой и вытягивайте носочки вперед, чувствуя, как мягко тянется все тело. При желании можно немного покачаться вперед-назад, скрестив ноги и обхватив их руками.
Повтор: У этого упражнения нет четкой продолжительности. Тянитесь столько, сколько хочется. Главное — делайте это с удовольствием!
2. Скручивание позвоночника
В чем польза?
— Упражнения на скручивание улучшают подвижность позвонков и тем самым продлевают молодость всего организма.
1. Подтяните согнутую левую ногу в колене к груди.
2. Сделайте спокойный вдох, выдох и очень плавно, чувствуя все тело, уведите колено вправо, стараясь держать его на одной линии с бедрами.
3. Положите правую ладонь на левое колено, переведя взгляд за левое плечо. Ничего страшного, если плечо отрывается от поверхности (если при этом вы не чувствуете напряжения и острой боли).
4. На вдохе возвращайтесь в центр. Сделайте то же самое на другую сторону.
Повтор: Можно повторить по 2 раза на каждую сторону, делая по 3 вдоха и выдоха.
3. Прогиб
В чем польза?
— Эта поза хорошо тонизирует весь организм. Она укрепляет плечи, спину, руки, грудную клетку, брюшной пресс и бедра, улучшает кровообращение. Придает гибкость позвоночнику, улучшает осанку. Повышает давление, очень полезна при искривлении позвоночника и нарушениях работы мочеполовой системы.
1. Встаньте на колени (на ширине тазобедренных суставов).
2. Переведите руки за спину и, сложив кисти в кулаки, сделайте упор в область поясницы. Грудной клеткой мягко толкайтесь в потолок.
3. Важно: голову не запрокидывать, не притягивать плечи к ушам!
Повтор: 3 вдоха, 3 выдоха.
4. Полумост
В чем польза?
— Упражнение способствует внутреннему массажу органов брюшной полости, растягивает позвоночник и грудную клетку. Кроме того, укрепляются мышцы рук, ног и туловища, улучшается обмен веществ и общее состояние. Эта асана также может немного повысить давление.
2. Расположите стопы устойчиво ближе к ягодицам.
3. Поднимите бедра и таз вверх. Прямые руки — под себя и переплетите их в замок.
4. Толкайте таз и бедра вверх, перенесите вес тела в большей степени на плечи.
5. Колени — на одной линии с большими пальцами ног.
6. Удерживайте положение в течение нескольких дыхательных циклов.
Повтор: длительность асаны зависит от вашего желания, но не переусердствуйте!
5. Поза угла из положения сидя
В чем польза?
Улучшается эластичность приводящих мышц бедра, подколенных сухожилий и тазобедренных суставов. Укрепляется позвоночник, улучшается циркуляция крови в тазовой области. Помогает при болях в спине и ревматизме.
1. Из положения сидя. Расставьте ноги как можно шире.
2. Возьмитесь за большие пальцы стоп одновременно двумя руками (делая захват большим, указательным и средним пальцами рук).
3. Подтягивайте талию и боковые мышцы вверх, толкайте поясницу вперед.
4. Сделайте несколько ровных дыхательных циклов.
5. С очередным выдохом потяните туловище вверх и нагнитесь вперед с прямой спиной, пытаясь положить на кровать живот и грудь.
Повтор: Задержаться примерно на 30-60 секунд. Дышать спокойно и ровно.
6. Бабочка
В чем польза?
— Улучшается кровообращение в органах малого таза и нижней части спины, живота. Развиваются тазобедренные суставы. Тем, кто делает позу бабочки каждый день, не грозят такие болезни, как радикулит и варикозное расширение вен.
1. Сведите стопы вместе и подтяните их близко к паху.
2. Возмитесь ладонями за стопы и максимально приблизьте пятки к промежности.
3. При возможности опускаем бедра на пол и касаемся пола коленями.
Повтор: Начинайте с 30 секунд или одной минуты, постепенно доводя пребывание в этой асане до 3-5 минут.
7. Наклон головы к колену
В чем польза?
— В этой асане вытягиваются мышцы задней поверхности бедра, икроножные мышцы и мышцы нижней части спины. Поза помогает раскрыть таз, улучшает пищеварение и нормализует работу выделительной системы. Как и большинство наклонов вперед, эта поза успокаивает нервную систему и помогает восстановить силы.
1. Вытяните правую ногу вперед, а левую согните в колене и положите на коврик набок — так, чтобы левая стопа всей поверхностью упиралась в правое бедро.
2. Развернитесь всем корпусом к вытянутой ноге, ухватитесь руками за стопу или за голень, наклонитесь корпусом к ноге.
3. Тянитесь всей грудной клеткой.
5. Не подтягивайте живот к ноге через усилие, просто сосредоточьтесь на ощущении вытяжения в правом бедре и в нижней части спины.
6. Сделайте то же самое на другую сторону.
Повтор: Оставайтесь в позе на 5 дыхательных циклов, выйдите из наклона. Затем поменяйте ногу.
8. Поза плуга (Халасана)
В чем польза?
— Халасана относится к позам йоги, благоприятно влияющим на позвоночник. Она укрепляет нервную систему, усиливает мозговое кровообращение, способствует развитию мышления, внимания и памяти. Стимулирует работу гипофиза и все железы внутренней секреции, а также печень, селезенку и надпочечники. Укрепляет, восстанавливает и омолаживает мышечную систему. Устраняет жировые отложения в области бедер и живота. Как все перевернутые позы, Халасана дарит отдых сердечной мышце.
1. Из положения лежа с выдохом завести ноги за голову (желательно выполнять это плавно, без резких движений.) Ноги могут остаться в воздухе параллельно земле или встают пальцами на пол. Можно использовать в качестве опоры несколько подушек. Пятки выталкиваются мягко от себя, ноги выпрямляются в коленях.
2. За спиной сцепите руки в замок и отталкивайте их от себя, сводя вместе лопатки и подворачивая под себя плечи. Таким образом создается надежная опора для плеч и защита для тонких и хрупких шейных позвонков.
3. Дыхание спокойное, глубокое, дышите животом.
Повтор: Оставайтесь в позе на несколько циклов дыхания (новичкам 15 секунд, продвинутым — до 5 минут).
4. На выдохе плавно положите спину обратно на кровать. Желательно при этом не отрывать голову и лопатки и не шлепнуться крестцом о матрас! Следить за тем, чтобы тело располагалось симметрично и не было никаких перекосов.
Ограничения и противопоказания: Халасану нельзя выполнять во время менструации и при брюшных грыжах. Также исключается данная поза при высоком артериальном давлении и заболеваниях сердца, выраженной патологии позвоночника (особенно шейного отдела), бронхиальной астме с частыми приступами, выраженном атеросклерозе сосудов головного мозга, последствиях черепно-мозговой травмы, эпилепсии, воспалении уха, глаукоме и заболеваниях сетчатки глаза.
Следует соблюдать осторожность или адаптировать асану при гиперфункции щитовидной железы, рефлюксных болезнях пищевода и желудка, мочекаменной и желчекаменной болезнях. При выполнении асаны вообще недопустимы любые неприятные ощущения.
9. Поза ребенка
В чем польза?
— Поза ребенка — идеальная поза для отдыха. Устраняется тугоподвижность коленей и лодыжек, снимается нагрузка с плечевого пояса. Уменьшаются жировые отложения на животе. Асана прекрасно снимает усталость, физическое и психоэмоциональное напряжение, раздражительность. Несмотря на то, что голова находится низко, позу легко выдерживают люди, склонные к высокому давлению, имеющие сосудистые поражения мозга. В таком положении кровь не приливает к голове, а перераспределяется в пользу органов брюшной полости и малого таза.
2. Плечи опускаются к земле, абсолютно расслабленны. Лоб опускается на кровать или в подушку. Глаза закрыты, дыхание свободное, глубокое.
Повтор: Оставайтесь в асане 2 минуты и более — по желанию.
Помните, самое главное при любой утренней разминке — это ваш внутренний настрой. Слушайте свое тело и выполняйте упражнения в удовольствие, тогда комплекс будет максимально эффективен.
Довольно часто для построения сварочного инвертора применяют основные три типа высокочастотных преобразователей, а именно преобразователи включенные по схемам: асимметричный или косой мост, полумост, а также полный мост. При этом резонансные преобразователи являются подвидами схем полумоста и полного моста. По системе управления данные устройства можно поделить на: ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), ЧИМ (регулирование частоты), фазовое управления, а также могут существовать комбинации всех трех систем.
Все выше перечисленные преобразователи имеют свои плюсы и минусы. Разберемся с каждым в отдельности.
Система полумост с ШИМ
Блок схема показана ниже:
Поскольку силовые транзисторы работают в режиме жесткого переключения, то для их нормальной работы необходимо ставить драйверы. Это связано с тем, что при работе в таком режиме, транзисторам необходим высококачественный управляющий сигнал. Также обязательно наличие безтоковой паузы, чтоб не допустить одновременное открытие транзисторов, результатом чего станет выход последних из строя.
Резонансный полумост
Довольно перспективный вид полумостового преобразователя, его схема показана ниже:
Резонансный полумост будет немного проще, чем полумост с ШИМ. Это обусловлено наличием индуктивности резонансной, которая ограничивает максимальный ток транзисторов, а коммутация транзисторов происходит в нуле тока или напряжения. Ток, протекающий по силовой цепи, будет иметь форму синусоиды, что снимет нагрузку с конденсаторных фильтров. При таком построении схемы необязательно необходимы драйверы, переключение может осуществляться обычным импульсным трансформатором. Качество управляющих импульсов в данной схеме не столь существенно как в предыдущей, но безтоковая пауза все равно должна быть.
В данном случае можно обойтись без токовой защиты, а форма вольт-амперной характеристики ВАХ будет иметь падающий вид, что не требует ее параметрического формирования.
Выходной ток будет ограничиваться только индуктивностью намагничивания трансформатора и соответственно сможет достигать довольно таки значительных величин, в случае, когда возникнет короткое замыкание КЗ. Данное свойство положительно влияет на поджиг и горение дуги, но и его также необходимо учитывать при подборе выходных диодов.
Как правило, выходные параметры регулируются изменением частоты. Но и регулирование фазное тоже дает немного своих плюсов и является более перспективным для сварочных инверторов. Он позволяет обойти такое неприятное явление как совпадение режима короткого замыкания с резонансом, а также увеличивает диапазон регулирования выходных параметров. Применение фазовой регулировки может позволить изменять выходной ток в диапазоне от 0 до Imax.
Это однотактный, прямоходовой преобразователь, блок схема которого приведена ниже:
Довольно высокие токи, проходящие через транзисторы, повышенное требование к качеству управляющего импульса, что приводит к необходимости использовать мощные драйвера для управления транзисторами, а высокие требования к выполнению монтажных работ в этих устройствах и наличие больших импульсных токов, которые в свою очередь повышают требования к конденсаторным фильтрам – это существенные недостатки такого типа преобразователя. Также для поддерживания нормальной работы транзисторов необходимо добавление RCD цепочек – снабберов.
Полный мост с ШИМ
Представляет собой классический двухтактный преобразователь, блок схема которого показана ниже:
Для того, чтоб получить одинаковые мощности с полумостом (напряжение раскачки 0,5Uпит.) необходим ток в 2 раза! меньше чем для случая полумоста. В схеме полного моста с ШИМ транзисторы будут работать поочередно – Т1, Т3 включены, а Т2, Т4 выключены и соответственно наоборот при изменении полярности. Через трансформатор тока отслеживают и контролируют значения амплитудное тока протекающего через эту диагональ. Для его регулирования есть два наиболее часто применяемые способы:
- Оставить неизменным напряжение отсечки, а изменять только длину импульса управления;
- Проводить изменения уровня отсекающего напряжения по данным с трансформатора тока при этом оставляя неизменным длительность импульса управления;
Оба способа могут позволить проводить изменения выходного тока в довольно больших пределах. У полного моста с ШИМ недостатки и требования такие же, как и у полумоста с ШИМ. (Смотри выше).
Резонансный мост
Является наиболее перспективной схемой высокочастотного преобразователя для сварочного инвертора, блок схема которого показана ниже:
Резонансный мост не сильно отличается от полного моста с ШИМ. Разница заключается в том, что при резонансном подключении последовательно с обмоткой трансформатора подключают резонансную LC цепочку. Однако ее появление в корне меняет процесс перекачки мощности. Уменьшатся потери, увеличится КПД, снизится нагрузка на входные электролиты и электромагнитные помехи уменьшатся. В данном случае драйверы на силовые транзисторы нужно применять только в случае если будут использованы MOSFET транзисторы, которые имеют емкость затвора более 5000 pF. IGBT могут обойтись лишь наличием импульсного трансформатора. Более подробные описания схем будут приводится в следующих статьях.
Управление выходным током может производится двумя способами – частотным и фазовым. Оба эти способы описывались в резонансном полумосте (смотри выше).
Полный мост с дросселем рассеивания
Схема его ничем практически не отличается от схемы резонансного моста или полумоста, только вместо резонансной цепи LC последовательно с трансформатором включают не резонансную LC цепь. Емкость С, примерно С?22мкф х 63В, работает как симметрирующий конденсатор, а индуктивное сопротивление дросселя L как реактивное сопротивление, величина которого будет линейно изменятся в зависимости от изменения частоты. Преобразователь управляется частотным способом. Как известно нам с электротехники , при увеличении частоты напряжения сопротивление индуктивности возрастет, что уменьшит ток в силовом трансформаторе. Довольно простой и надежный способ. Поэтому довольно большое количество промышленных инверторов строят по такому принципу ограничения выходных параметров.
Читайте также: