|
ШИМ модулятор на LM3478MAX , SiC мосфете и диоде
| |
| melatonin | Дата: Четверг, 2024-Ноя-14, 19:09 | Сообщение # 211 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| 100 кГц, скважность 90%, 80 вольт, без бусин:
1 мкФ по питанию:
3 мкФ по питанию:
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Четверг, 2024-Ноя-14, 19:17 | Сообщение # 212 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| 100 кГц, скважность 90%, 80 вольт, без бусин, был тогда еще 1 мкФ по питанию:
50%
90%
10%
95%
5%
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Четверг, 2024-Ноя-14, 21:43 | Сообщение # 213 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата shwonder (  ) Посмотреть как должен работать модулятор можно в сообщении 83 соседней ветки.
А можно вас попросить, как будет время и возможность подключить к этому же вашему модулятору не пассивную нагрузку в виде резисторов, а активную, динамическую, в виде передатчика класса Е, нагруженного на согласованную антенну и точно так же снять видео? Какой будет сигнал на выходе модулятора, или на входе питания передатчика на тех же 100+ вольтах, при 1кГц?
Я сейчас ещё раз внимательно сравнил обе схемы, и вашу и мою, и у нас по-сути разница только в том, что у вас на плате модулятора стоит по питанию электролит 470мкф, у меня его нет. И у вас питающие провода, идущие к модулятору продеты через ферритовое кольцо, у меня нет. Ну, и у вас нагрузка пассивная, простой резистор (в том видео), а у меня передатчик класса Е, нагруженный на согласованную антенну.
Неужели вот эти различия могут так влиять на искажения выходного сигнала? У вас синус 1кГц не искажён практически до уровня 126В, до напряжения питания. У меня он не искажен только до половины примерно от 96В питания.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Четверг, 2024-Ноя-14, 21:45 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 00:49 | Сообщение # 214 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) в сообщении 83 соседней ветки. Там ссылки на ютуб.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 10:43 | Сообщение # 215 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) Синусоида на видео с такими же искажениями, как у kotrad
Но это не в такой степени , можно сказать мало заметно, обратите внимание на фильтр, там одна катушка и один конденсатор.
Если будет фильтр 4 го порядка и этого не будет.
Кроме того, вы взяли картинку с амплитудой близкой к ограничению, а вот примерно средняя амплитуда, точнее 80% от максимума :
то я б сказал , что нет такого .
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 10:59 | Сообщение # 216 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Ладно, как последний вариант попробую сделать ФНЧ 2 порядка и не на распылённом железе, а на альсифере.
melatonin, Если есть возможность, попробуйте подключить максимально близко к стоку электролит на 1000мкФ и посмотрите, изменится ли форма синусоиды на выходе, после ФНЧ. У меня просто пока нет высоковольтных электролитов на большую ёмкость, заказал пока.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 11:13 | Сообщение # 217 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) подключить к этому же вашему модулятору не пассивную нагрузку в виде резисторов, а активную, динамическую, в виде передатчика класса Е,
Там линейная нагрузка, четкая зависимость тока от напряжения.
Цитата kotrad78 ( ) сейчас ещё раз внимательно сравнил обе схемы, и вашу и мою, и у нас по-сути разница только в том,
Цитата kotrad78 ( ) питающие провода, идущие к модулятору продеты через ферритовое кольцо
Правило написанное приобретенным опытом.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 11:52 | Сообщение # 218 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Если будет фильтр 4 го порядка и этого не будет.
На вид эти искажения вызваны низкочастотной составляющей спектра и тоже пролезут - т.е. с 4-м порядком будет то же самое.
Я это вообще к тому, что скорее всего эти (одинаковые у вас и kotrad) искажения вызваны самой природой ШИМ на реальных неидеальных мосфетах. На моих последних картинках (для разной скважности) можно обратить внимание, что переходные процессы на скважности 10% и скважности 90% отличаются (и еще сильнее на 5% и 95%). А ведь по сути это и есть наш "низ" и "верх" синусоиды. Чем сильнее разница между "зеркальными" скважностями, тем сильнее разница между "верхом" и "низом" синусоиды. Это мы и наблюдаем на вашем видео, и вы верно отметили что на меньшей амплитуде уже все красивее. Если мы возьмем скважность к примеру 25 и 75 % - то между ними разница будет уже не так сильна, синусоида будет с малыми (возможно визуально незаметными) искажениями.
Так что фильтр тут на мой взгляд не поможет. Быть может решением будет уход в область малой выходной скважности (например, несущая - 40%, размах от 5 до 75%). Либо применение снабберов - чтобы минимизировать разницу между переходными процессами на малой и большой скважности.
Ну или просто забить и работать с искажениями на пиках выходной мощности.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 12:26 | Сообщение # 219 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) Либо применение снабберов
Давайте сейчас общую концепцию поставим и определимся с ней.
1. ВЧ звон на выходе.
Это неизбежный процесс работы как транзистора верхнего плеча, так и диода нижнего плеча.
2. Опасность ВЧ звона для сток-исток и диода.
Если у нас будет напряжение питания 150В, то этот ВЧ звон может достигать (при самых плохих значениях) до Х2, то есть до 300В. Транзистор у нас на 1200В, диод на 600В. Поэтому, ВЧ звон для сток-исток и диода - не опасен.
3. Влияние ВЧ звона на выходной НЧ сигнал после ФНЧ.
Частота этого звона в среднем 20-50МГц, поэтому любой, даже 2 порядка ФНЧ гарантированно этот звон погасит. Следовательно, ВЧ звон для выходного сигнала - не опасен.
4. Остаётся затвор транзистора верхнего плеча.
А вот тут уже да... ВЧ звон с выхода модулятора неизбежно будет проникать на затвор. Как через внутреннюю ёмкость самого транзистора, так и через ёмкость монтажа окружающего пространства.
Как вы видели на всех измерениях, при 18В питании затвора и при 100В питании модулятора, этот ВЧ звон может повышать напряжение на затворе до 23-24В в пике. Это ещё безопасно, т.к. предел для транзистора 25В, но, уже напрягает...
Какой предлагаю выход.
Понизить питание затвора с 18 до 15В. В этом случае у нас увеличится запас предельной безопасности на затворе.
Как это повлияет на работу модулятора? Да практически никак. Смотрите даташит.
Возьмём температуру в 50 градусов. Хотя, это очень сильный нагрев. В реальности даже при 100В транзистор практически холодный. Но, всё равно, возьмём с запасом.
При 18В сопротивление канала около 140мОм.
При 15В сопротивление канала около 180мОм.
Сами понимаете, что при таком изменении транзистор вообще ничего не почувствует, работая на 100кГц частоте.
В общем, заказал 15В модуль, так же 10Вт, чтобы был вывод управления - URB2415YMD-10WR3.
Есть два варианта заказа.
1. В официальном магазине Hi-Link, 2шт https://aliexpress.ru/item/1005002958512997.html
2. В неизвестном магазине, 1шт https://aliexpress.ru/item/4001049113609.html
Я скрестил пальцы и заказал в неизвестном, т.к. в официальном цена существенно выше. Будем надеяться, что приедет оригинальный).
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 12:37 | Сообщение # 220 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) Я это вообще к тому, что скорее всего эти (одинаковые у вас и kotrad) искажения вызваны самой природой ШИМ на реальных неидеальных мосфетах.
Поискал свои старые фотки картинок с осциллографа. Посмотрите сообщение 204 вот тут :
https://radiorubka.at.ua/forum/8-179-14
та и неплохо бы просмотреть всю ветку.
там мост , но любой другой передатчик работал бы точно так же.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 12:44 | Сообщение # 221 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Давайте сейчас общую концепцию поставим и определимся с ней.
Да последние сообщения как бы посвящены двум моментам:
1. Наводки на затвор. У меня они пропали. Советую сделать так же - уберите вы фантомную землю от плато, на котором скачут десятки вольт, все нормализуется, наводки пропадут, а схема начнет работать "как и в промышленных платах" - до сотен вольт. Соответственно пункт 4 - отпадет сам собой (у меня он уже не актуален)
2. Искажения синуса. Они на 99% вызваны тем, что из-за переходных процессов ШИМ не может обеспечить линейность. Условно - если при 50% скважности, на выходе вы получаете 49,9% энергии в импульсе, при 40% (входной) - 59,9% энергии в импульсе, то при 95% - уже не 5% как должно быть, а только 4%, а при 5% входной скважности - на выходе не 95% энергии в импульсе, как должно быть, а 92%. Это приводит к тому, что снизу синусоида "приплюснута" (тем сильнее, чем ближе к 0 вольт выхода. А сверху "заострена" - тем сильнее, чем ближе мы к максимальному напряжению.
По поводу звона:
1. Уберите бусины с диода (после того, как избавитесь от наводок на затвор), уйдут эти дикие всплески вниз.
2. Звон на переходных процессах - норма, о чем я ранее и писал - смотрите на моих картинках, как он в норме выглядит. И с ним надо жить. Снизить амплитуду звона можно, надев бусины на затвор - у вас фронты будут не такие резкие (ну и диапазон "рабочей" скважности немного меньше).
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 12:49 | Сообщение # 222 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) старые фотки картинок с осциллографа
Чудес не бывает. На модуляторе, что обсуждаем здесь и на вашем ШИМ модуляторе, где вы на видео показываете синус - визуально видны искажения. Они будут и в сигнале передатчика.
____________________
Да - посмотрел еще раз картинки из темы "полный мост" - так все то же самое. Напряжения близкие у нулю - нелинейны - смотрите на треугольник и на синусоиду - у треугольника начинается плато, как и синусоида приплюснута. Т.е. искажения, вызванные невозможностью ШИМ-ом линейно передать малые напряжения на месте.
Кстати, линейность драйвера легко измерить. Достаточно просто подавать разную скважность на вход и измерять напряжение после фильтра. Составив табличку от 0 до 100 % - строим график и получаем характеристику передачи драйвера. Она 100% будет внизу и вверху нелинейна - ибо мосфет не умеет мгновенно включаться и выключаться, физику не обманешь.
Ну и решение кстати тут есть. Нужно вводить коррекцию этой нелинейности - в модуль ШИМ. Зашить таблицу соответствия и так же нелинейно, но в противоположном направлении, менять ширину импульса. И тогда можно получить ШИМ модулятор, работающий от 0 до 100 практически без искажений
Сообщение отредактировал melatonin - Пятница, 2024-Ноя-15, 13:08 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 12:57 | Сообщение # 223 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) А можно вас попросить, как будет время и возможность подключить к этому же вашему модулятору не пассивную нагрузку в виде резисторов, а активную, динамическую, в виде передатчика класса Е
https://radiorubka.at.ua/forum/8-179-26
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 13:06 | Сообщение # 224 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| melatonin, Вы писали, что у вас есть тепловизор? Если будет возможность, попробуйте провести следующий эксперимент.
1. Возьмите любой SMD конденсатор на 1нф, типоразмера не больше 0805, и на напряжение от 250В, например такие: https://www.chipdip.ru/product/grm21a7u2e102jw31d
2. Подключите этот конденсатор через одну обмотку вашего синфазного дросселя к выходу модулятора, до ФНЧ:
3. Выставьте 100кГц и 90-95% скважности на выходе, то есть, чтобы на выходе модулятора был максимальный ток и напряжение.
4. Плавно, вольт с 20-30 поднимайте питающее напряжение модулятора и через тепловизор следите за конденсатором. Будет ли греться? И если будет, то до какой температуры и при каком питающем напряжении?
Цель эксперимента, попробовать упростить схему, убрав синфазный дроссель по входу DC/DC модуля. То есть, нам нужно выяснить, хватит ли одного дросселя на выходе DC/DC модуля, чтобы Y конденсатор в 1нф, который расположен внутри модуля сильно не грелся.
Если сможете провести такой тест, выложите пожалуйста обязательно фотки с тепловизора.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-15, 17:48 | Сообщение # 225 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| 1500 пФ у меня вроде есть высоковольтный маленький - подойдет?
|
| |
| |
|
