Зарядная станция

Чистый синус "Для Чайников"
Эта статья касается главным образом растерянных новичков с паяльником, а также не новичков, которым срочно дешего потребовался преобразователь с какого-нибудь напряжения в такое же, как в розетке, а глубоко разбираться нет желания.
Один из самых простых вариантов который только возможно себе представить, это купить готовый кит набор (или готовый преобразователь =)) на али или ebay.
Широко доступны варианты 1 и 2 кВт. Но! Внимание к комплектующим из набора! Ключи попадаются битые!
Спаять эту красивую плату можно за вечер, однако в тот вечер вы так и не увидите роскошную плавную линию на осле, если не знаете где взять 320-380 вольт ПОСТОЯННОГО ТОКА.
К готовой плате необходимо подключить 15, 5 и 320-380 вольт постоянного тока, и вуа-ля!
Но в этой главе это пока вас не интересует, пока все внимание на "мозг". Eg8010.
Зачем он нужен? Он управляет четырьмя ключами так, что аш дух захватывает). Но он лишь мозговой центр, сами ключи под контролем драйвера ключей с изолированными воротами IR2110. В описании к мозгам приводятся и варианты с оптической развязкой, однако в реальном мире лично мне такие на глаза не попадались. Мозг чуток и проницателен, помимо т.н. ШИМ нарезки контролирует не просядает ли 220 вольт, и также не позволяет перегрузить схему. Он же позволяет разные вариации с частотой, но тех, кому нужно "Чтобы в машине была розетка также как в доме" это не интересует. Но, не берите в голову)
Предлагаю рассмотреть разные "узлы" конструкции.

1. Мозговой центр eg8010 с "воспитателями транзисторов ir2110s"
2. Силовые ключи
3. Дроссель
4. Самая, пожалуй, емкая тема - "А 350 вольт то зачем, где я их возьму???""
5. Как вариант т.н. "Трансформаторная схема"

Итак, за паяльники, Господа! Ну, или к следующей главе)

Часть вторая "Силовые ключи"
Тут 2 варианта:
1. Трансформаторная схема
2. Готовое питание 350 вольт


1. В схеме с низкочастотным трансформатором лучше будут работать ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ. Все по классике: чем меньше сопротивление канала и емкость затвора - тем лучше.
Возможные варианты:
Для 12 вольтовой схемы: IRF1404, IRF1405, IRF3205, IRFZ44N и другие из линейки для синхронного выпрямления напряжением на всякий случай вольт 50. Хотя можно и меньше.
Их можно напараллелить сколько душа просит, не забывая про ограниченный ток драйвера ir2110.
Для 24 вольтовой схемы примерно такие же как и для 12 вольтовой.
Для 36 вольт с запасиком вольт до 60
Для 48 IRF3808, P75NF75, можно и IRFB4310 (не совсем то, тяжеловат) до 80 вольт.


2. Коммутируем 350 вольт.
Можно использовать irfp460, irf840. Точно так же как и в схеме с нч трансом их можно напараллелить, соблюдая те же правила. НО! Как показывает жестокая, ну просто беспощадная практика, в таком варианте лучше работают IGBT. Хотя некоторым профессионализм исполнения позволяет даже на жалких irfp450 запускать и холодильники, и перфораторы, насосы.
Что же мешает запараллелить IGBT? Ничего не мешает, однако для этого у них негодные температурные характеристики (в сравнении с полевиками).
Суть вкратце такая, при паралельном соединении IGBT с немного разными характеристиками
один из IGBT будет больше греться, чем больше будет греться тем больше брать на себя тока,
соответственно ещё больше греться, что может привести к выходу из строя.

А У мосфетов другой эффект, чем больше греются тем меньший ток пропускают через себя,
и получается что нагрузка на паралельные транзисторы распределяеться равномерно.

Однако можно заглянуть в datasheet и посмотреть какой ток при какой температуре они могут проводить не взрываясь. Параллельное соединение не отменяет этих характеристик, тот неудобный температурный эффект просто не позволяет рассчитывать на уверенное суммирование максимальных токов параллельно соединенных IGBT, как в случае с полевиками. Но даже при таком раскладе, у IGBT характеристики пошикарнее будут. На какую мысль это вас наводит? Правильно! Нужны хорошие радиаторы!!!

Возможные варианты Fgh40n60sfd (ufd), Fgh30n60, IXYS, те, которые ставят в сварочные аппараты до 600 вольт. Так же из практики известно что IGBT IGBT рознь. Чтобы не попасть в ловушку бракоделов, научитесь быть удачливыми) Это единственное, что можно посоветовать). Если же требования к аппарату великие, а карман при ходьбе звенит золотом, можно и IGBT модули присобачить. Но на плату с Али их не припаять, там уж как говорят в шахматах, "Ваш ход!"

Очень много зависит от выходного дросселя (о нём в следующей главе)!!
если хороший дроссель то и с полевиками нормально работает
на IGBT менее это критично у них характеристика плавнее за счет этого и получше себя ведут
но если поставить ХОРОШИЙ дроссель и поставить нормальные IGBT с нормальным драйвером для отслеживания сквозняка и перегруза то получится СУПЕР инвертор!!!!!!!!

Часть третья "Дроссель"

Зачем он нужен? Представьте себе, что рядом с вами что-то постоянно жужжит ("Отгадай в каком ухе у меня жужжжит?" Домомучительница). Мало того что это раздражает, ещё и голова начинает болеть. А теперь предствьте что появляется кто-то, кто не только заткнул жужжалку, но и направил энергию жужжания вам на пользу. Господа, этот "кто-то" - это Дроссель!!! (Со своим другом конденсатором).
В первом приближении дроссель можно сравнить с пружиной. Вот сжали мы пружину, как только перестаем давить, она вваленную в неё энергию сжатия назад реализует, уже с инвертированым знаком (вектором). А это нам и надо.
Практически вся та красота кривой синуса принадлежит кисти дросселя (конденсатор в подмастерьях).
Говоря о дросселе, как о элементе инвертора "чистый синус", наверное, невозможно переоценить его роль.

В попытке выбрать себе дроссель, для начала задайтесь вопросом "Что я хочу?" Ответ именно на этот вопрос и определит ваш выбор.

Невозможно провести прямую аналогию дросселя с пружиной (а вы попробуйте найти легко понятный аналог дросселя в электротехническом смысле в механике или любой другой сфере). Но, все же, попробуем. Любую пружину можно характеризовать, к примеру длинной, и упругостью. Так вот приблизительная аналогия: упругость - это максимальная мощность, длина (или диаметр) это индуктивность.
В описании разработчиков EG8010 советуют индуктивность 3,3 мГн. Но такую индуктивность можно намотать и на мизерный сердечник! (пружинку из наручных часов). Получится ли использовать пружинку из наручных часов, к примеру, в качестве буфера многотонных нагрузок? Думаю, вы уловили суть. Да! Чем больше оперируемая мощность, тем более мощной должна быть пружина (габариты дросселя), при той же конструктивной длине (индуктивности).

Возможные варианты сердечников для дросселя, в порядке убывания из субъективных данных (к сожалению всемирно известная уполномоченная комиссия по определению иерархии идеальности сердечников дросселей пока не вынесла свой окончательный вердикт =) если она вообще существует):

1 место мп-140 ( назовём условно пермаллой).
2 место Сендаст или по нашему Альсифер.
3 место феррит с зазором.

Справедливости ради стоит отметить что и на распылёнке (желтые кольца выходов бп) работало, для тех кто на али заказывает деталюги то лучший вариант сендаст, если ничего нет то лучше ферит с зазором чем из блоков питания распылёнка.

между 1 место и 2 место по заявлению учёных умов разница не велика но вот сендаст значительно дешевле чем МП-140

Какого размера взять сердечник дросселя?
Господа теоретики сейчас готовятся брызгать слюной. Хорошо, берем калькулятор колец, вводим необходимые поля, получаем результат.
Но выше уже озвучено, что с пружиной аналогия не прямая. На практике выходит, что даже на небольшую нагрузку МОЖНО ставить сердечник бОльших габаритов, чем расчетное. Но не наоборот. Хотя может и наоборот, но лучше не надо. При хорошем раскладе это будет работать, но в ухе опять зажужжжжжжит. =))

Примерные варианты:
Распыленное железо (желтое кольцо) из блока питания компьютера самое большое лично у меня работало до 400 ватт без искажения плавности синусоиды, может и больше, но больше на то время не позволял преобразователь. Огромный минус - перегрев, повышенный х.х.
Мп-140 диаметром за 50 мм сложенное из двух половинок, по утверждениям работало в районе 4 квт. (Не факт что это предел)
Пробовал на феррите с зазором, трансформатор ТПИ , мотал до заполнения, зазором выводил нужную индуктивность, это работало, но целую партию IGBT загробил (опять же, возможно у вас будет лувше рабоать).

Как получить нужный дроссель на непонятно каком кольце непонятного диаметра, но чтобы подошел? Мотаем витков 170, мерим индуктивность, отматывает, подматываем. Но, зависимость индуктивности от витков КВАДРАТИЧНАЯ!
Если же кольцо с характеристиками, легко считаем витки по формуле.

Если говорить как закадычные товарищи, без вот этих вот расчетов, пересчетов, то на 2 киловатта смело можно брать 2 сердечника диаметром 47, лучше больше, ставить рядом и мотать, или мотать по отдельности вдвое меньшую индуктивность и соединять их последовательно (не забываем про коммутируемые токи, диаметр провода соответствует току ). Это с запасом, на всякий случай. Хуже не будет))
На этом, что касается получения чистого синуса - все!

Следующая глава о том, как из любого напряжения (условно) получить так нужные нам 350 вольт

Господа! может кому пригодится, Валялась глюкавая ЕГшка, мозги целые выдрал ирки , и за пару часов собрал схемку случайно папавшую под лапу. (благо плат хватает)
А теперь суть, оптроны поставил FOD3184 а в место указанных дорогих транзисторов G4PC50UD (При ремонте сварочников ставлю только новые комплекты) достал паянные 4шт и воткнул. Запустился, Чайник 2200 вскипел, воткнул тэн 2000вт. сработала защита, потпаял ещё кусок шунта, заработало. при этом за 3-5 минут радиаторы тёплые без обдува. Дроссель на 2х колечках 1,2 мг.
Напрашивается вопрос? а стоит ли тратится на дорогие транзисторы 80 --160А и нарватся на подделку, если есть устаревшие транзисторы в любом магазине и ни разу с ними не было проблем.
Так что кто решит собрать эту схему заверяю работает!!! Мало того, этих транзисторов не жалко, воткнул писюшные оптроны новых жалко напаял с плат телевизоров, на выходе воткнул пару составных транзюков, и фоус удался, Затем хлопнуло но схема не причём, ручки кривые провод миус 5в иторвался.
Так что если захотеть можно собрать и дёшево и сердито. проверено.

EGS002+SPWM+Driver+Board+Datasheet

Плата spwm egs003

EGS031

EGS005_UserManual__V1_0_20200211_English

Плата силовой части ( EGP )

EG8010 datasheet

IR2110/2113 datasheet


IRS2110/2113 datasheet

FGH40N60SFD datasheet

IRF3710 datasheet

IRF3205 datasheet

IRF3808 datasheet

catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=530 ACPL-332J Оптрон с драйвером IGBT, на ток 2.5 А
catalog.gaw.ru/index.php?page=components_list&id=219 Компоненты группы Оптроны с драйвером MOSFET/IGBT
catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=534 ACPL-W314 Оптрон с драйвером IGBT, на ток 0.6 А
catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=4904 ACNW3190 Оптрон с драйвером IGBT, на ток 5 А
этот двойной
catalog.gaw.ru/index.php?page=component_detail&id=546 HCPL-314J Оптрон с драйвером IGBT, на ток 0.4 А
HCPL-3120 datasheet

TLP250 datasheet

ACNW3190 datasheet

HCPL2530 datasheet

HCPL316J

ACPL-332J

SKYPER32PROR_0701

IRG4PC50UD datasheet

Эталон+:
"выходная часть которая с дросселем примерно жрет 4-5 ватт
это потребление зависит от дросселя
можно снизить увеличив его индуктивность
но в пределах разумного а то его можно вогнать в насыщение и кирдык ключам))) "

первый запуск лучше делать с лаб ПБ
подавать питание на управление а потом постепенно подымать на мосту
если нет регулировки то сначала подавать питание на мост через лампу а потом на управление

по идее да транс хорошее решение
ток хх можно снизить несколькими способами
вернее их 2
лучше оба применять)))
1 это дроссель
2 это увеличивать индуктивность обмотки как первички так и вторички
т.е
мотать больше витков чем дает расчет от габаритов железа (вольт на виток)
но тут тоже не переборщить!
иначе само железо не будет справляться вернее пойдут потери

,паразитная индуктивность.Разводка печатной платы,не "айс"..
Проблемы по шине питания...емкости и т.д.При закрытых силовых ключах(dead time),работает "схема" емкость переходов ключей и индуктивности!
Сердечник в данном процессе вообще не принимает никакого участия!
При перенасыщении сердечника,будет происходить "завал" по переднему фронту импульса.При этом выбросов ОЭДС(индуктивность не работает с сердечником) не будет наблюдаться.
"Завал",тот что на осциллограмме говорит о том что ток открывания затвора транзистора не "дотягивает".
Драйвера слабоваты,либо питания этих драйверов мало.
Кстати...фронт нижнего и верхнего ключей работают по разному(либо не подбирались ключи по характеристикам,либо драйвера из разных партий)..Ток открывания у них.судя по осциллограмме разные(выбросы).
При этом,палка получается о двух концах..))
Если драйвера ставить более мощные(для более крутых фронтов),увеличиваются выбросы по переднему фронту(лечиться установкой снайберов)..
"звон" dead time(паразитная индуктивность,добротность которой может иметь значения 10/100). "

Ставим напряжение источника питания максимально возможное для изделия.
ШИМ(без стабилизации),имеет максимально возможное заполнение.
Определяемся с частотой работы трансформатора.
Подбираем минимально возможное значение числа витков (ХХ) для данной частоты.
Выводим ШИМ на минимальное заполнение,и подбираем число витков вторичной обмотки под напряжение стабилизации.
ХХ трансформатора,при этом не должен коренным образом менять свои значения.
Подключаем узел стабилизации и наслаждаемся.

защита от КЗ на кампараторе и организована, также и от перегрузки.
на кампораторе опорное напряжение 0.65в, при привышении напряжения с токового шунта больше 0.65в
выход кампоратора отключает драйвер.Также напряжение с токового шунта идёт на IFB,
при напряжения с токового шунта больше 0.5в в течении 0.6секунды платка уходит в защиту по току.

Логика в кратце такая, что перегрузка что кз:
при перегрузке напряжение с шунта идёт на кампоратор и на IFB, компоратор посредством отключения драйвера
ограничивает ток инвертора при этом с токового шунта идёт 0.65в, проц при привышении порога IFB 0.5в начинает
отсчёт времени перегрузки и как пройдёт 0.6секунды вырубает генерацию и сигнализирует о перегрузке.

Также Дмитрий отмечал что в некоторых случаях проц от перегрузки уходит в защиту от пониженного напряжения,
пологаю это связано с тем что при перегрузке форма синусоиды подрезаеться и проц когда анализирует
выходное напряжение определяет что оно пониженное, про это Дмитрий наверное может пояснить.

В принцепе можно и с выхода компоратора завести на вход IFB работает, Дмитрий проверил работает!
то что процессор теряет способность измерять ток это да, но это впринципе надо только для экранчика
но он отоброжает только до 4А что для инвертора на киловат годиться, только выход с кампоратора не на прямую
а через фильтр надо резистор и кондёр на землю, Дмитрий ролике показывал, чтоб АЦП нормально работало.

Проверте у себя опорное напряжение на кампораторе возможно заместо 0.65в у вас 1.25в
поэтому платка не уходит в защиту.
SPWMEN обычно на платках не используеться, он сразу гасит генерацию, у меня например на SPWMEN
заведена защита тригерная, но тригерная защита мне не очень понравилась, я её отрегулировал на свой самый мощьный инструмент, это перфоратор 900ватт, так вот перфоратор пускает, есть ещё зарядное устройство
сделаное из компового блока питания, если сначало его воткнуть в инвертор а потом включить то норм,
а если воткнуть во включеном состоянии то инвертор иногда уходит а защиту.

На щёт температуры точно не знаю, но в даташите написано что перегрев сигнализируеться 5 морганий светодиода,
походу в каких то пределах включаеться и выключаеться вентилятор а если не получаеться охладить и температура
превышает определённыу уровень то генерация останавливаеться, подайте с переменного резистора на TFB
и проверте я давно пробовал но результат не помню, в даташите написано что отключаеться при перегреве.

На щёт перегрузки:
Компаратор отключает ирки не полностью, точнее сказать импульсно, при этом выходной ток удерживаеться
на максимальном уровне что соответствует 0.65в на шунте, при этом EG8010 отсчитывает 0.6секунды и
вырубает генерацию. А в случае если нагрузка четь меньше максимальной, например с шунта постутает 0.55в
то отключение драйвера происходить не будет а просто EG8010 отсчитает 0.6секунды и вырубит генерацию.
MegaVolt
По поводу срабатывания стандартной защиты EG8010. Вся проблема заключается в том, что когда срабатывает защита по току, то IR2110 постоянно то выключаются, то включаются. Попробую объяснить проще. У нас ток превысил максимально заданный, и пошел сигнал с компаратора на SD ногу ИРки. Защита сработала, все вырубилось на долю секунды. Сразу же как только прекратилась генерация, то сразу же ток упал до нуля. Защита моментально отключилась, и снова началась генерация. И снова сработает защита. Но за счет такого частого долбления сгорят полевики. Нужна задержка хотя бы 3 сек перед очередным включением. Поправьте, если я не прав. Защита по току у чипа ЕГ срабатывает спустя 1 сек. Поэтому она не эффективна.
Напомню, что у меня стандартная токовая защита была выставлена примерно на 300 Вт порога срабатывания. Я ее проверял, и плата реально уходила в защиту по току спустя 1 сек. И реально при превышении тока моментально шел сигнал на ногу SD у IR2110. Плата ЕГ была изменена и доработана по советам Эталона в видео. И что Вы думаете? При случайном подключении емкостной нагрузки (стартовая мощность в районе 3 кВт) сразу же разорвало IGBT транзисторы. Просто решил сначала все проверить на высоковольтной плате. Это я к тому, насколько убогая базовая защита.

"Мы тут с ребятами поэксперементировали, и выяснили что платы EGS001 EGS002 возможно запустить с защитой и без зашиты вне зависимости как на них идёт с завода, если 32 нога проца висит в воздухе или подтянута к +5 то защиты не будет а если подтянута к земле то защита будет."
Это логично, поскольку pin32 управляет работой EG8010 в режиме частотника, когда с изменением частоты меняется и амплитуда.

Эталон+:
"я говорил о том что если подключить ОС не правильно а именно снимать сигнал с не того плеча на котором ШИМ то форма синуса немного заваливается.. это говорит о том что проц отслеживает не только размах входного напряжения а и форму!"

Выход (в моем случае подключен будет на вывод 9 IR2110)
Можно будет подумать о дублировании самой TL494 этим узлом защиты(как доп.защита).
При желании можно поставить узел по управлению реле по основному выходу (на отключение 350v).
Индикация(светодиод) сигнализирует проблемы по каждому каналу.
Шунт(подбор)...по току.
Но для моих токов до 10 А,схема вполне даже рабочая..(упрощение разводки )
Шунт 0.07R
Ток 10 А
Рассеиваемая мощность 7W.
На данный момент(навесной монтаж),схема держит данный ток и очень четко отрабатывает защиту по току.
До 1 Квт, преобразователь получается довольно компактный.Без применения каких либо радиаторов в DС/Dc модулях.
DC/DC модули рассчитаны на напряжение в 35в.
Со всеми степенями защиты и стабилизации.

Возьмите драйвер на 6А и поставте заместо IR2110 прям на плату EGS002
Драйвер IX6R11S3, если инвертор не супер мощьный то должно хватить,
Если опто развязку охото, то можно взять ACNW3190 только 5А.

И не забудте про защиту АКБ от глубокого разряда, на платах EGS002 резистор R27
обычно отсутствует, одна его контактная площадка соединена с компоратором а
другая с R10 и SPWMEN, вот к этому контакту удобно подключать защиту АКБ,
на компараторе или операционном усилителе, надо будет подтягивать этот контакт
к земле, земля на SPWMEN запрещает генерацию( выключает инвертор).

в случае использования FGH40N60, какой номинал и мощность затворного сопротивления вы использовали и какое мертвое время ставили?
4.7 ома
максимальное 1,5
надо осцилом посмотреть если не будет завала переднего фронта на затворах под нагрузкой то можно оставить и 10 ом
у меня стоят 4,7 ома
10ом не ставил
да и снаберы поставить

induction.listbb.ru/viewtopic.php?f=17&t=3&st=0&sk=t&sd=a
На этом форуме очень много полезной информации по драйверам,
есть информация по самозащелкиванию драйверов и есть способы устранения.
Стоит почитать, очень много полезной инфы.
Здесь про защелкивание КМОП-структур; bsvi.ru/zashhelkivanie-kmop-struktur/
Вот еще из datasheet IR2110: Note 1: Logic operational for VS of -4 to +500V. Logic state held for VS of -4V to -VBS.
т.е. отрицательный выброс более 4в уже опасен, в некоторых форумах говорят, что 9в убивает верхний драйвер со 100% вероятностью.