|
Защита модулятора и передатчика по току и КСВ
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Янв-29, 12:52 | Сообщение # 16 |
 практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Статус: Offline
| Цитата shwonder (  ) я супрессоры никогда не ставлю.
Супрессор спасёт выходные мосфеты, если кратковременно будет КЗ в нагрузке, например, отвёртка, ножик упадёт на ФНЧ или ещё как коротнуть. Если КЗ будет доли секунд, то супрессор выдержит, т.к. на 1.5кВт рассчитан.
А вот на длительную работу в таком режиме, конечно же он сгорит (супрессор на схеме только на 5Вт рассчитан на длительную мощность рассеивания).
Однако, у меня давно витает идея. На базе супрессора сделать защиту от длительного КЗ или от повышенного КСВ в нагрузке (когда радиолюбитель будет согласующее устройство для своей верёвки при полной мощности крутить туда-сюда).
Смотрите схему. Вот сюда, куда показывает стрелочка, ставим или резистор или трансформатор на колечке. Далее выпрямитель на ВЧ диоде. И, какую-нибудь схему, которая будет контролировать появление напряжения. Как только супрессор начнёт открываться, появится падение напряжения на резисторе или трансформаторе, которое, в свою очередь отключит, например драйвер, тем самым, спасёт выходные мосфеты. Как идея?)
p.s. Я пока ещё не очень сильно в придумывании схем, поэтому, буду рад, если такую схему с триггерной защёлкой набросаете. А я попробую её промоделировать в программе. Там, кстати смотрите, у микросхемы драйвера есть вывод 3 EN (enable). Если он висит в воздухе, драйвер работает. Если вывод подключить на массу, драйвер выключается.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Янв-29, 13:07 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Янв-29, 13:08 | Сообщение # 17 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3159
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Как идея?) |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Янв-29, 16:18 | Сообщение # 18 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Я как то до этого не додумал. Надо будет попробовать.
Вот, на сколько знания позволяют, набросал примерный вариант.
Между супрессором и землёй ставим резистор на 4 Ом. С него диодный выпрямитель с умножением. Небольшой ёмкости фильтр на С6, слишком большую ёмкость нельзя, т.к. снизится быстродействие. Резистор в 1кОм между С-И, чтобы ключевой транзистор всегда был закрыт и случайно не открылся ВЧ наводками от передатчика. А сам транзистор, С-И подключается между EN драйвера и землёй.
В нагрузку после ФНЧ поставил переменный резистор на 50 Ом, чтобы плавно уменьшать его сопротивление и следить за результатом. Передатчик работает, при уменьшении нагрузки до 18% от 50 Ом, то есть до 9 Ом. Супрессор конечно греется до 10Вт, в реальности он сгорит, так что, надо будет резистор между супрессором и землёй увеличить. Ну, это пока так, просто первый тест схемы:
Если продолжить уменьшать нагрузку (имитация продолжения увеличения КСВ), напряжение на затворе ключевого транзистора (красный луч на осциллографе) достигнет предела его открытия, он откроется и зашунтирует вывод EN драйвера на массу, тем самым выключив его.
Таким образом, в принципе, схема рабочая. Единственный минус - я не знаю, как сделать триггерную защёлку). Ведь если оставить как есть, передатчик перейдёт в "самовозбуд". Драйвер будет отключаться транзистором, на выходе мосфетов напряжение пропадёт, падение напряжения на резисторе супрессора тоже пропадёт, ключевой транзистор откроется, драйвер включится и так по кругу.
|
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Вторник, 2024-Янв-30, 22:10 | Сообщение # 19 |
|
заглянувший
Группа: Пользователи
Сообщений: 35
Статус: Offline
| 1. Диод D3 в схеме лишний! Если планировался выпрямитель с удвоением, который здесь в принципе не нужен, по причине более чем достаточного тока супрессора,
то он должен стоять перед D2 и после переходного С. Заряд которого и добавляется к основному выпрямителю на D2.
2. Зачем ставить непомерную СИЛУ IRF740 в управление защиты? Достаточно простого биполяра.
3. Недостаточная емкость С6 может вызывать надоедливые ложные срабатывания даже от коротких неопасных импульсов. Это из практики.
4. Нужно ограничивать скорость зарядки фильтра. Даже при подключении к такому слабому источнику, как КСВ метр,
пришлось поставить 4,7к и С фильтра почти на порядок больше.
Отработавшая без проблем несколько лет схема с защелкой на аналоге тиристора, для супрессора, может выглядеть примерно так:
Защита отпускает автоматически при кратковременном выключении передачи.
Несколько необычный КСВ метр удалять не стал, может кому пригодится.
Он не требует настройки и балансировки.
Т5 - 10 витков в 2 провода, первичка - продетый сквозь кольцо изолированный провод. Т6 -10 витков, отвод от 1го.
Сообщение отредактировал olegby3838 - Вторник, 2024-Янв-30, 22:19 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 00:25 | Сообщение # 20 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Статус: Offline
| Цитата olegby3838 ( ) 2. Зачем ставить непомерную СИЛУ IRF740 в управление защиты? Достаточно простого биполяра.
Это просто для моделирования, любой подвернувшийся под руку поставил.
Смоделировал вашу схему. Сначала не работала, не "защёлкивалась", пришлось методом "тыка" уменьшить R10 с 10кОм до 1кОм, а R9 уменьшить с 47кОм до 4.7кОм.
При замыкании в нагрузке, время срабатывания "защёлки", то есть отключения драйвера около 8мкс (клеточка осциллографа 2мкс), красный график - напряжение на С6
Программа моделирует изменения тепловыделяемых мощностей с задержкой, поэтому, вот конечный результат. Зелёный крафик - это напряжение на стоках мосфетов. То, что там осталось напряжение какое-то, думаю, это глюк моделирования, поскольку на мосфетах тепловыделяемой мощности нет никакой.
Пробовал по вашей схеме ставить резистор задержки заряда С6 (между С6 и ползунком подстроечного резистора) - схема не заработала. Видать этот резистор не даёт накопительному С6 сглаживать пульсации выпрямленного напряжения, поэтому и не работает. В реальности, возможно заработает.
|
| |
| |
| US5EVD | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 11:04 | Сообщение # 21 |
 мастер
Группа: Модераторы
Сообщений: 1122
Статус: Offline
| olegby3838, У меня подобная схема, только без супрессора. На сколько он нужен, разве сигнала с КСВ недостаточно, А обычный резистивный делитель не заменит супрессор? Растолкуйте.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 12:56 | Сообщение # 22 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Статус: Offline
| Цитата US5EVD ( ) А обычный резистивный делитель не заменит супрессор? Растолкуйте.
Не знаю, на сколько точно в этом вопросе программа моделирует, но, после замыкания в нагрузке, схема на резистивном делителе сработала за 50 мкс и отключила драйвер, а схема на супрессоре сработала за 6 мкс и отключила драйвер. Смотрите на осциллографе красную линию - это напряжение заряда на конденсаторе в схеме защиты, а зелёный график - напряжение на стоках.
Однако, главная задача супрессора не в этом. Смотрите на уровни сигналов на стоках мосфетов (зелёный график). Когда супрессора нет, пиковое напряжение на стоках при КЗ может достигать многих сотен вольт. IRF740 на 400В, и, программа так устроена, что выше 400В не даёт на стоках появляться напряжению. Если бы этого ограничения в программе не было, то, из-за ЭДС самоиндукции накопительного дросселя L1, это напряжение было бы вольт 600-800, что в реальности неизбежно бы прошило выходные транзисторы.
Когда же супрессор стоит, это пиковое напряжение ограничивается его максимальным порогом стабилизации, для 1.5KE220CA это 328 Вольт, что мы и видим на графике. Напряжение на стоках не поднимается выше этого значения.
Говоря ещё проще, супрессор - это сверхбыстродействующий стабилитрон. Когда напряжение в норме, он закрыт и не пропускает ток через себя, когда в нагрузке передатчика КЗ, ЭДС самоиндукции поднимает напряжение на стоках. Супрессор срабатывает и начинает гасить это напряжение через себя. Если КЗ кратковременное, миллисекунды, например отвёрткой или щупом осциллографа выход коротнули - супрессор выживет и спасёт транзисторы (супрессор на 1.5кВт тепла рассчитан в течение короткого времени). Если же КЗ будет долгим, он перегреется и сгорит. Чтобы этого избежать и решили поставить резистор последовательно с супрессором, на котором будет падать напряжение, выпрямляться и запускать триггерную защиту, которая будет отключать драйвер.
То есть, и резистивный делитель отключит драйвер, и супрессор с резистором отключит драйвер, но, супрессор, в отличие от резисторов не даст на стоках подняться напряжению выше порога своей стабилизации, чем и спасёт транзисторы от пробоя по напряжению.
Кстати, именно по этой причине радиолюбители стараются использовать карбид-кремниевые транзисторы, поскольку они рассчитаны на 1200 В С-И. В ходе настройки передатчика и КЗ в нагрузке бывает, и КСВ высокое, что, без супрессорной защиты будет жечь обычные выходные полевики на 200-400В С-И рассчитанные. А ЭДС самоиндукции не превышает обычно 1000В, тем самым и получился "миф", что карбид-кремниевые надёжнее. Нет, они не надёжнее, просто у них выше порог пробития по напряжению. Если сделать супрессорную защиту по С-И, то и обычные мосфеты станут такими же "надёжными".
Сообщение отредактировал kotrad78 - Среда, 2024-Янв-31, 13:11 |
| |
| |
| bakushka38 | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 13:39 | Сообщение # 23 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 127
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) резистор задержки заряда С6 (между С6 и ползунком подстроечного резистора) - схема не заработала. Видать этот резистор не даёт накопительному С6 сглаживать пульсации выпрямленного напряжения, поэтому и не работает.
В фильтрах по питанию резистор дает сглаживать пульсации, а после выпрямителя сигнала - нет.
Он что, харчами перебирает? 
На резисторе несколько падает выпрямленное напряжение, поэтому номинал датчика тока R4 нужно увеличить. И всех делов.
Без этого резистора, время зарядки С фильтра, а значит срабатывание защиты, будет зависеть от положения подстроечника R12.
Это плохо. В верхнем его положении, что совсем не исключено, есть реальный шанс пробоя перехода Б-Э у Q1, т.к. ток ничем не
ограничен. Это еще хуже.
Цитата kotrad78 ( ) а схема на супрессоре сработала за 6 мкс и отключила драйвер. |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 15:52 | Сообщение # 24 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Статус: Offline
| Цитата bakushka38 ( ) Это слишком быстро, нужно выходить как минимум на 50_100.
Поставил резистор 470 Ом. При полностью выведенном (вверх) ползунке подстроечного резистора, время срабатывания около 80 мкс.
Но, всё равно, как-то не нравится мне такое... Ведь по идее, задача подстроечного резистора - выбрать напряжение на токовом резисторе, при котором защита будет срабатывать. А у нас по факту получается, что он выставляет не только напряжение срабатывания, но и время срабатывания. То есть, если начать ползунок опускать вниз, и напряжение срабатывания уменьшится, но и время срабатывания увеличится, т.к. к 470 Ом резистору начнёт добавляться и сопротивление подстроечника...
|
| |
| |
| bakushka38 | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 17:40 | Сообщение # 25 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 127
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) не нравится мне такое...
Кто мешает R13 увеличить в 10 раз? В предложенном варианте он 4,7кОм. Одновременно с R4 раза в два, или больше,
по необходимости.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2024-Янв-31, 23:53 | Сообщение # 26 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Статус: Offline
| Цитата bakushka38 ( ) В предложенном варианте он 4,7кОм
Основная задумка этого 4.7кОм - ограничить ток базы управляющего транзистора? Чтобы он случайно не сгорел? Тогда, почему бы так не сделать? Резистор поставить не между накопительным конденсатором и подстроечником, а между конденсатором и базой управляющего транзистора. Схема защиты работает стабильно, транзистор теперь не сгорит, время срабатывания 6-8 мкс.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Среда, 2024-Янв-31, 23:54 |
| |
| |
| olegby3838 | Дата: Четверг, 2024-Фев-01, 09:24 | Сообщение # 27 |
|
заглянувший
Группа: Пользователи
Сообщений: 35
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Основная задумка этого 4.7кОм - ограничить ток базы
Задачи 3, все основные!
Передатчик, что должен делать? Передавать. Получается, что все неосновное можно игнорировать,
тогда и защита не нужна.
|
| |
| |
|
