|
ШИМ модулятор 2021 09 с диодом в нижнем плече
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Апр-15, 12:12 | Сообщение # 31 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Макетка. Справа вверху неудачный эксперимент BD139-140 в качестве драйвера, как писал в соседней теме, они для работы с меандром годятся максимум до 150-200кГц, потом очень плохо.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Апр-15, 16:31 | Сообщение # 32 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3290
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Как говорил ранее, планирую разработать свой вариант питания верхнего ключа, без использования сдвоенного драйвера. Ну, не нравится мне моточные катушки мелкие, очень очень не нравятся))
Я вижу целый огород, а еще + к тому что на схеме все равно нужен источник питания 12в или 18 отвязанный от общего.
Куча новых деталей, которые больше нигде в передатчике не применяются, зверинец просто.
Та и схема какая то странная, с двумя общими, или минусами. Я не видел что б так делали.
А все уперлось в маленький транс на колечке , 10 витков и 30 , ну или 25. На все максимум 10 мин.
А главное:- работает оно отлично.
А еще вопрос: - что дает применение транзисторов карбид кремния ?
По току - я применяю 45А мосфеты. По напряжению - так при питании от сети там и так запас два раза, зачем еще два ?
Там и кремний не нагревается.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Апр-15, 18:44 | Сообщение # 33 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Я вижу целый огород, а еще + к тому что на схеме все равно нужен источник питания 12в или 18 отвязанный от общего.Куча новых деталей, которые больше нигде в передатчике не применяются, зверинец просто.
Та и схема какая то странная, с двумя общими, или минусами. Я не видел что б так делали.
Так и у вас же схема с двумя общими. У вас одна общая масса, груба говоря минус силового блока питания и заземление. Вторая общая масса, референсная у вас используется для раскачки затвора, выделил её красным.
У меня будет так же, так же будет вторая, референсная масса для затвора силового ключа, только немного другим способом. Да, конечно потребуется изолированный источник питания для раскачки затвора. Но, не вижу в этом ничего страшного. В любом случае, мы же радиолюбители, экспериментаторы))), нужно всё попробовать. А кому как делать, кому как нравится, уже каждый будет решать сам.
По поводу "кучи новых деталей" не совсем понял, о чём речь. Пока у меня как раз наоборот, идёт упрощение и уменьшение разных деталей.
И в модуляторе 300кГц и в передатчике 3МГц используются:
- 541я, преддрайвер, которая отлично работает и на 300кГц и на 3МГц.
- драйверная транзисторная сборка AP4525GEH, которая и на 300кГц и на 3МГц так же отлично работает.
- карбид-кремниевый выходной мосфет, и в модуляторе и в передатчик, 26$ за 10шт оригинальных, б/у шных.
Цитата shwonder ( ) А еще вопрос: - что дает применение транзисторов карбид кремния ?
Если кратко, более высокая надёжность и более высокий КПД.
Вот, рекомендую вот это видео посмотреть: https://www.youtube.com/watch?v=taNrVXlMEB8 Автор сравнивает 4 транзистора, лгбт, кремний, карбид-кремния и ган.
Смотрите на синий график, это ток восстановления паразитного диода.
У карбид-кремния, около 5А и очень малое время:
У обычного кремния IRFP, около 50А и очень большое время:
То есть, карбид-кремниевые будут существенно меньше греться и работать на износ, чем обычные IRFP, поэтому я и решил, коль есть 10 штук, пусть будут и в модуляторе и в передатчике.
Так же, для карбид-кремния 1200В сток-исток это не предельное, а гарантированное напряжение устойчивой работы. Так они могут выдерживать кратковременные импульсы до 1500, а некоторые до 1700В. В наших схемах нагрузка везде индуктивная, дроссели, антенны, поэтому импульсы обратной ЭДС - самое большое зло для нас. Они могут случаться при высоком КСВ, обрывах и КЗ в нагрузках, случайных "соплях", "уронил отвёртку на плату" и т.д.
Карбид-кремниевые транзисторы, в отличие от кремниевых IRFP стойко выдерживают все эти издевательства.
|
| |
| |
| Пряник | Дата: Понедельник, 2024-Апр-15, 19:45 | Сообщение # 34 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 230
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Так и у вас же схема с двумя общими.
Цитата kotrad78 ( ) По поводу "кучи новых деталей" не совсем понял, о чём речь.
Цитата kotrad78 ( ) В любом случае, мы же радиолюбители, экспериментаторы))), нужно всё попробовать. А кому как делать, кому как нравится, уже каждый будет решать сам.
Цитата kotrad781но это я по старчески. Нэ переймайтесь.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Четверг, 2024-Апр-25, 17:49 | Сообщение # 35 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Где-то читал, что первый дроссель ФНЧ (который ближе к ключу) нужно наматывать вдвое скрученным проводом. Что даёт такая намотка? Чем она отличается от обычной намотки в 1 провод?
Сообщение отредактировал kotrad78 - Четверг, 2024-Апр-25, 17:49 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Апр-26, 17:02 | Сообщение # 36 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3290
Статус: Offline
| Такой модулятор можно рассматривать как понижающий преобразователь.
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/abw_smps_e.html
пока ключ открыт растет ток через катушку и в катушке накапливается энергия, когда ключ закрыт энергия через диод отдается в нагрузку. Происходит это с частотой ШИМ, и работает скин эффект. Для частоты 100 кгц толщина провода больше 0.6мм уже не имеет смысла, это по проге Владимира Денисенко(Старичок). Уменьшить потери можно применив провод в несколько изолированных жил (литцендрат). Если в два провода - то потери уменьшатся в два раза.
Я так делал когда не было провода нужного сечения.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Апр-28, 11:25 | Сообщение # 37 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Для частоты 100 кгц толщина провода больше 0.6мм уже не имеет смысла, это по проге Владимира Денисенко(Старичок)
Ясно, спасибо за ответ.
Можно ещё попросить вас провести тест-замер?
1. Подать питание на модулятор +48В
2. На НЧ вход модулятора подать два синуса, 1кГц и 2кГц. Или, если нет двухканального НЧ генератора, то один сигнал. Амплитудой до максимальной модуляции без искажений.
3. Обождать минут 12-15, после чего тепловизором сделать замеры:
- температура корпуса выходного ключа модулятора
- температура корпуса выходного диода модулятора
- температура корпуса выходного ключа передатчика.
- температура любого участка печатной платы, который не греется (чтобы понять, какая температура в помещении, чтобы вычислить чистый нагрев деталей)
Ну, и показать, рассказать, какой тип охлаждения используется для модулятора и для передатчика.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Май-03, 22:07 | Сообщение # 38 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| И меня вот всё же смущает немного это фантомное питание верхнего ключа... Ну, не даёт покоя.
Например, подадим питание на модулятор +72В. Импульсы с Истока выходного ключа пойдут же не только в сторону ФНЧ, но и в сторону трансформатора фантомного питания. Нарисовал путь этого тока красным.
Вы можете измерить, какая точная ёмкость между обмотками трансформатора Т1?
Вот, я смоделировал два случая.
1. Ёмкость 50пф. Напряжение после такой ёмкости на резисторе 1кОм 122В п-п, мощность на резисторе 38мВт
1. Ёмкость 100пф. (не думаю, что ёмкость обмоток на таком маленьком колечке будет выше). Напряжение после такой ёмкости 130В п-п, мощность на резисторе 76мВт
Как бы не очень хочется, чтобы в драйверную цепь поступали импульсы 130В.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Май-03, 22:08 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Май-03, 22:23 | Сообщение # 39 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Кажись нашёл решение проблемы. Пофиг, какая ёмкость между обмотками. Поставить защитный диод (супрессор) на 20В между выходом драйвера фантомного питания и массой, перед трансформатором.
Даже если модулятор будет на 300кГц, защитный диод будет успевать гасить импульсы от истока выходного ключа.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Суббота, 2024-Май-04, 11:40 | Сообщение # 40 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3290
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) И меня вот всё же смущает немного это фантомное питание верхнего ключа...
шо вы к нему пристали. Это ж не прожект, это вполне работает и отлично работает. Цитата kotrad78 ( ) Поставить защитный диод (супрессор) на 20В между выходом драйвера фантомного питания и массой, перед трансформатором.
Цитата kotrad78 ( ) Даже если модулятор будет на 300кГц,
А главное - зачем лишнее ?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-06, 16:41 | Сообщение # 41 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Вы с супрессорами поосторожнее, не так они безобидны как может показаться.
И в чём же их опасность заключается?
Например, возьмём цепь затвора. Подаём на драйвер +18В, а нам, условно нужно ограничить напряжение до +15В. Ставим однонаправленный супрессор на 15В. В итоге, он будет гасить отрицательный, небольшой импульс по заднему фронту, а так же будет гасить амплитуду до +15В. Энергию из закрашенных участков будет рассеивать в тепло.
Ведь супрессор, это тот же стабилитрон, только быстродействующий, а так же мощный на кратковременные импульсы. Что тут опасного?
 Добавлено (2024-Май-24, 03:21)
---------------------------------------------
Подскажите пожалуйста, правильно ли я делаю расчёт выходного ФНЧ модулятора?
1. Вычисляем сопротивление передатчика.
Как я предполагаю, это делается по простому закону Ома? Если передатчик питается от 30В и потребляет 1А, то его сопротивление 30 Ом? Если так, то, умножаем потребляемый ток примерно в 2.2 раза, так подсказывает программа моделирования. Такой ток передатчика будет во время 100%-й модуляции. Итого, 30В / 2.2А = 14 Ом.
2. Не знаю, почему сказано для расчёта ФНЧ отнять от этого значения 20% (объясните?), но, хорошо, отнимаю. Итого, расчётная нагрузка для ФНЧ = 11.2 Ом.
Для Беттерворта 4 порядка с полосой 15кГц получаем значения:
- первая катушка 91мкГн, вторая 220мкГн.
- первый конденсатор 1.8мкФ, второй 750нф.
3. Если использовать зелёно-синие кольца Т130-52, то, по калькулятору Coil64, первая катушка 32 витка, вторая 50 витков.
Всё верно? Нигде не ошибся?
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Май-24, 10:50 | Сообщение # 42 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3290
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Если передатчик питается от 30В и потребляет 1А, то его сопротивление 30 Ом?
Цитата kotrad78 ( ) умножаем потребляемый ток примерно в 2.2 раза, так подсказывает программа моделирования. Такой ток передатчика будет во время 100%-й модуляции. Итого, 30В / 2.2А = 14 Ом.
Цитата kotrad78 ( ) 2. Не знаю, почему сказано для расчёта ФНЧ отнять от этого значения 20% (объясните?)
расчет витков можно делать и по этой программе:
https://www.changpuak.ch/electronics/amidon_toroid_calculator.php
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Май-24, 13:20 | Сообщение # 43 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) этого делать не надо. Ток 2.2А будет при напряжении 60в (100% модуляции). И если уж так хочется то тогда 60в/2.2А , получите те же 30 ом.
Точно, спасибо большое за объяснение!
А на сколько вообще в реальной работе критичен расчёт ФНЧ под то или иное сопротивление?
Вот, например, 1-й случай. Рассчитал под правильное сопротивление передатчика, 24Ом. Первая катушка 150мкГн (41 виток), вторая 470мкГн (73 витка). На генераторе выставил скважность 2%, чтобы симитировать максимальное питающее напряжение на передатчике. Мощность получилась 150Вт. АЧХ ФНЧ имеет резкий подъём +10дб на 18.5кГц.
2-й случай. Поскольку 73 витка мотать проводом 1мм на небольшом колечке то ещё "удовольствие", поставил в ФНЧ данные при прежнем расчёте сопротивления передатчика под 11.2 Ом. Первая катушка 91мкГн (32 витка), вторая 220мкГн (50 витков). Мощность осталась такой же, 150Вт. АЧХ немного сузилась, +10дб подъём теперь на 15кГц.
Насколько в реальности это повлияет на работу передатчика? Потому что, это всё же как никак моделирование. Вот, например, хоть схема и работает, но она почему-то совсем не просчитывает ток через диод нижнего плеча, он там вообще практически не протекает. Так же не должно быть?..
p.s. Разобрался с диодом. Ток через него течёт, когда скважность приближается к 50%. Всё норм схема просчитывает).
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Май-24, 13:41 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Май-24, 15:38 | Сообщение # 44 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3290
Статус: Offline
| пик на АЧХ может быть из за несогласованности, на первой картинке похоже на высокое сопротивление нагрузки.
я не знаю как вы считали ФНЧ, вот у меня результаты такие :
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Май-24, 17:33 | Сообщение # 45 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) я не знаю как вы считали ФНЧ, вот у меня результаты такие :
Так ФНЧ же считается не только по полосе пропускания. Там берётся в расчёт и неравномерность в полосе работы, и на какой частоте он "заканчивает" свою работу, и какое затухание на этой частоте будет. Например, вы выбрали полосу 15кГц, а затухание выбрали 30кГц, и выбрали -20дб на этой частоте. Результаты будут одни. Если выберете затухание на 30кГц -30дб, данные катушек и конденсаторов будут совершенно другие.
По поводу несогласованности. Всё верно, горб в конце АЧХ получается не из-за большой нагрузки. Потому что нагрузка не может быть "большой", она такая, какая есть в реальности у передатчика. Горб получается из-за того, что все программы делают расчёт ФНЧ на одно и тоже сопротивление как по входу, так и по выходу. А вход у нас (выходное сопротивление модулятора) никак не 24Ом, а значительно меньше.
Вот, доказательство.
1. Подключил перед ФНЧ добавочный резистор R4. 0.01 Ом (условно его нет), горб такой же:
2. Увеличил R4 до 5Ом, горб сильно снизился:
2. Увеличил R4 до 11Ом, АЧХ стала практически ровной:
Таким образом, 24 - 11 = 13 Ом - реальное выходное сопротивление модулятора. Значит ФНЧ надо рассчитывать на вход 13 Ом, и выход 24 Ом. Какая программа умеет так делать - не знаю)
p.s. Или, в принципе можно забить болт на этот +10дб горб в районе 15-18кГц. Главное, перед модулятором иметь очень хороший, высокого порядка НЧ ФНЧ, и не перекачивать его входным сигналом. То есть, в голове просто всегда держать информацию о том, что сам выходной ФНЧ модулятора делает сильный подъём в районе 15-18кГц. И если вы подадите ему на вход звук с плохим фильтром низких частот, или вообще без него, то от несущей вашего сигнала будут лететь ошмётки на 20кГц по всему диапазону.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Май-24, 18:05 |
| |
| |
|
