|
ШИМ модулятор на LM3478MAX , SiC мосфете и диоде
|
|
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 06:42 | Сообщение # 256 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Нашёл способ, как существенно упростить схему драйвера. С помощью оптодрайвера HCPL-3180-000E https://www.lcsc.com/search?q=HCPL-3180-000E
1. средняя цена около 2.7$ за штуку.
2. ёмкость между входом и выходом 1пф
3. рабочее напряжение изоляции вход/выход 630В, в пиках до 3кВ
4. напряжение питания 10-20В
5. нагрузочная ёмкость до 10нф (у нашего карбида около 0.7нф)
6. корпус с ножками, DIP-8
Итого, убираем из схемы дорогой IXDD609 драйвер и оптодрайвер 6N137M с её обвязкой по питанию.
Из минусов - придётся дополнительно делать на чём-то задержку включения модулятора 200-300мс. (ранее эта задержка была на 10мкф конденсаторе на вывод Enbl IXDD609).
Как идея?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 09:06 | Сообщение # 257 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 (  ) Из минусов - придётся дополнительно делать на чём-то задержку включения модулятора 200-300мс
Разработал вот такую схему задержки.
Она ставится на плату ШИМ контроллера (или на плату драйвера), перед оптодрайвером.
1. Включаем передачу, на схему поступило 5В. Транзистор Q2 открыт и своим переходом шунтирует светодиод оптодрайвера (в моделировании это условный D1), не давая ему загореться. Чтобы ёмкость С-И транзистора (когда он будет закрыт) не особо влияла на 100кГц сигнал, транзистор шунтирует светодиод через резистор R5.
2. Через 300-400мС заряжается керамический конденсатор С1 и открывает транзистор Q1. Q2 закрывается и оптодрайвер начинает работать, модулятор включился.
3. Выключаем передачу, 5В пропадает. Конденсатор С1 быстро (за 20-40мС) разряжается через диод D2 и резистор R2. Когда напряжение на конденсаторе опустится до напряжения закрытия диода (около 0.7В), транзистор Q1 гарантированно уже закроется. Остаточное напряжение на конденсаторе за 200-300мС разрядится до 0 через R1 + R2.
Время включения около 300-400мС
Время выключения около 20-30мС
Как идея? Мне кажется вполне рабочая.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Вторник, 2024-Ноя-19, 09:08 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 09:19 | Сообщение # 258 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Время выключения около 20-30мС
Резистор R2 можно уменьшить с 1кОм до 220Ом, время выключения составит 2-5мС, разрядный ток через диод около 60мА.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 17:39 | Сообщение # 259 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) На вашем последнем графике 96 вольт кстати эти наводки хорошо видны (я теперь их узнаю на раз )
Разработал плату для новой версии модулятора.
1. Убрал всю землю и полигоны, вы же так хотели?)
2. Токовая петля затвор - оптодрайвер HCPL-3180 максимально короткая, на сколько это возможно.
3. ШИМ контроллер отнесён от выхода модулятора максимально далеко.
4. Предусмотрел место под токовый трансформатор и вывод на триггерную защиту.
5. Предусмотрел вывод для подключения внешнего ШИМ модулятора (если LTC6992IS6-2 плохо себя покажет или для экспериментов).
6. Увеличил толщину проводников, для снижения индуктивности.
7. DC/DC модуль буду применять или этот: https://aliexpress.ru/item/1005004570800199.html + LM-ка отдельная на плате 15 или 18В. Или Hi-Link на 24В с выдранным конденсатором + так же LM-ка на 15 или 18В.
8. Один синфазный дроссель оставил, по выходу. Он и собственные пульсации модуля снизит, и почти до нуля снизит проходной ток 100кГц с выхода модулятора.
9. По входу TL-ка, на ней светодиодный индикатор работы/перегрузки, реагирующий на уровень НЧ сигнала.
10. На двух 2N7000 реализована система задержки пуска модулятора.
Номиналы деталей в порядок ещё не приводил, всё вразноброс.
Ну как, пойдёт?
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 17:52 | Сообщение # 260 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Как идея?
Но есть контраргументы:
1. По шиту "250 kHz maximum switching speed". А у нас импульс даже при 100 кГц ШИМ-е очень короткий. У меня нет в этом опыта - но кажется, что не справится она с качественным ШИМ 5-95% (условно целевая 90% глубина модуляции)
2. "Тут упрощаем - там усложняем". Вроде бы наличие у IXDD простого мягкого старта и мелочь, но. Убирая опто с обвязкой - получаем взамен другую рассыпуху для мягкого старта. Итого то на то и выйдет.
Пока я сторонник вашей парадигмы унификации модулятора и передатчика (ЕШ который). То есть по сути мы можем обойтись одной и той же платой (с некоторыми опциями на ней - типа "впаять тут для общей земли у IXDD и мосфета" и т.п.), одной и той же связкой IXDD+SiC mosfet 160 или 080 мОм + SiC Шоттки (чем еще нравится эта связка - все деталюхи довольно живучие, IXDD с запасом по напряжению). Вот это вот на мой взгляд и есть "просто". Отдельно цепляется обвязка (на свой вкус и со временем можно менять её) - ШИМ, защита, индикация. В итоге будет относительно просто и при сборке и при эксплуатации/ремонте.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 18:04 | Сообщение # 261 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Разработал плату для новой версии модулятора.
Подкину идею - я её в принципе в предыдущем сообщении упомянул. Сделать одну и ту же плату под модулятор и ЕШ. Там разница между ними небольшая. В ЕШ не надо впаивать изолятор питания и опто с развязкой (а по желанию можно и впаять - опто по идее потянет и 3 МГц) + перемычками запаять отличия. Защиту модулятора вынести отдельно, как ШИМ. Я вчера даже начал рисовать такую плату )
Цитата kotrad78 ( ) Убрал всю землю и полигоны, вы же так хотели?)
А так мне лично все в остальном нравится. Кроме концепции. Я больше за модульность. Но тут дело вкуса... Швондер видел предпочитает вообще все на одной плате - ну это здорово, если всё обкатано и надо просто готовый ПРД собрать - будет аккуратно и компактно. У меня же пока всё на этапе "изучения" и опытов - так что модульность моё всё.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Ноя-19, 23:04 | Сообщение # 262 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) 1. По шиту "250 kHz maximum switching speed".
Прикинув все "за" и "против", да, лучше всё же не рисковать и сделать на 609-м драйвере. Получилось так:
Земляную токовую дорожку "драйвер - исток" разорвал и сделал пятачки (жёлтая стрелка). Есть идея попробовать туда поставить проволочку с ферритовой бусиной. Для 100кГц бусина никакого сопротивления не оказывает, то есть затвор будет заряжаться и разряжаться как и раньше. Но, ВЧ звон с выхода модулятора, в теории такая бусина может снизить, чтобы его меньше шло во все остальные цепи. Ну, а если станет хуже, бусину уберём и впаяем перемычку.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2024-Ноя-20, 03:38 | Сообщение # 263 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Убрал в 24В модуле Hi-Link ( URB2424YMD-10WR3 ) Y конденсатор в 1нф между массой входа и массой выхода. Проходная ёмкость стала 80пф. Ожидал лучшего результата.. В общем, всё равно синфазные дроссели ставить надо.
А это нагрев платы модуля, самая горячая точка выходной диод Шоттки, 70 градусов. 24В нагрузка 100Ом, 240мА. Жёлтой стрелкой показано место, где был Y кондёр. Под ним оптопара стабилизации напряжения. Размер платы 22х22мм
Пульсации на выходе без нагрузки:
Пульсации при 240мА
Дополнительных конденсаторов на выход не ставил.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Среда, 2024-Ноя-20, 18:00 | Сообщение # 264 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 606
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) Подкину идею - я её в принципе в предыдущем сообщении упомянул. Сделать одну и ту же плату под модулятор и ЕШ
Не, это совершенно две разные платы, так что, лучше не стоит).
В общем, вот такая плата модулятора нарисовывается:
1. По длине получилась больше 10см (около 14), поэтому на заводе будет стоить дороже. На сколько, пока не знаю. Однако, удалось ещё дальше разнести фантомную массу от главной. Плюс физически отодвинуть детали высокого потенциала от других.
2. Поскольку места стало больше, разместил триггерную защёлку защиты. Её можно будет подключать или к Hi-link модулю, или ещё куда.
3. Хоть Y конденсатор из модуля удалил, всё равно, пусть уж будут два синфазных дросселя, и по входу и по выходу.
4. Разорвал дорожку питания IXDD609 и поставил пятачки. Хочу потом попробовать туда проволочку с ферритовой бусиной поставить, посмотрю на результат.
Сейчас скину гербер-архив платы на завод и узнаю цену.
p.s. 22$ с доставкой. А если меньше 10х10см, то 14. Ну, дороговато, но, что поделать.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Среда, 2024-Ноя-20, 20:26 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Пятница, 2024-Ноя-29, 13:48 | Сообщение # 265 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( )
Что-то не заработал он у меня. На холостом ходу выдает 12 вольт. А при подключении к XL6019 на передатчике из темы про Е на SiC - падает под нагрузкой до 3 вольт - и это при токе всего то в 50 мА/12вольт (когда IXDD609 грузит затвор мосфета на 100 кГц). В общем, похоже не рабочий вариант. По итогу раскурочил HiLink, нашел этот Y - буду выпаивать и использовать без него. Жду остальную поставку других HiLink-ов на пробу
|
| |
| |
