Розжиг галогенки с плюшками

[zenon]

Лампочка OSRAM HLX 24В 250Вт, но может быть и мощнее в два раза.
Задача облегчить её включение, на холодную ток через неё как известно довольно большой, при нагреве сопротивление увелмчивается.
Думаю не плохо будет стабилизировать 24 вольта, на входе при работе может быть до 28 вольт (когда запущен генератор).
Ещё нужен режим работы в пол-накала, например стабилизация 12 вольт.
При понижении напряжения менее 24 вольт - отключение, но с возможностью подстроить порог и принудительное включение.
Вот думаю чоппер для этих целей или сразу пуш-пулл рисовать?

[Slabovik]

Изоляция нужна? Нет, наверное...

а) Контроллер с ШИ + драйвер верхнего плеча + следилка за током, возможно, в верхнем же плече.
Неудобно - при заполнении приближающемся к 1, драйвер верхнего плеча, использующий бутстреп, начнёт испытывать голод. Обычно используют при значителной разнице потенциалов на входе и выходе.

б) Выход: P-канальный ключ. Минус - повышенный расход энергии на управление.

в) Пуш-пул. Возможно. Более затратно, но надёжнее. Если лампа включена по двупроводке, можно обойтись без выпрямителя - ей пофиг, а к.п.д. заметно выше.

Мягкий старт делается режимом СС. После переход в режим CV. У аккумуляторов точно так же. Ток ограничивается на уровне, превышающем рабочий процентов на 15-20. По прогреве потребление тока падает, напряжение растёт, на CV выходит автоматом.

г) Самое простое - принудительный старт короткими импульсами с ростом их ширины со временем. Без следилки. У TL494, SG3525 так мягкий старт сделан. По мере роста ширины, автоматически передастся управление на ШИ канал с обратной связью (ограничение напряжения). При этом следилка за током не нужна. Легко совмещается с пушпулом. Можно привинтить ШИ контроллер. Можно сделать на рассыпухе.

а, вот ещё
д) резистор, реле и небольшой таймер. Включается через резистор, затем реле закорачивает его.

[zenon]

Тоже думал про софт-старт у 3525, там 10 мкФ или даже чуть больше поставить и будет хорошо.
Всё думаю можно ли без пушпула, но защита по току лишней не будет.
д) сразу отметаем
Пол-накала или 12 вольт нужны.
Может быть ситуация когда напряжение чуть меньше 24 вольт, а включить надо, вот это неудобство...

[Slabovik]

Сейчас-то эта лампочка коммутируется по "+" или по "-"?
Схема включения двупроводная, или один вывод на корпусе? Или на питании. На корпусе "-" или "+"?

[zenon]

Двупроводная схема, коммутация вроде плюсом.

[Slabovik]

Если получается встроить вот так



то всё можно сделать достаточно удобно.

И вот так поменьше тепла на диоде.



Правда, есть нюанс: надо вырать либо синхронный режим, либо асинхронный. Синхронный много проще реализовать, но дроссель прогреваться посильнее будет. Для асинхронного надо где-то достать драйвер, который будет следить за током. Хотя можно попробовать и самостоятельно сделать, если не залезать на высокие частоты.

[zenon]

Те, если вверх диод, то можно обойтись (для 250-ти Ватт) одной 3845, так?
Драйвера с контролем тока ещё поискать надо, L6386E вроде доступны, но слабенькие.

[Slabovik]

Скорее, 3842. Там будет проблема - она не может включать ключ на 100% периодов. Поэтому при 24 вольтах питания на лампе будет меньше.
Надо будет добавить ОУ, приводящий напряжение на лампе к отсчёту относительно "минуса".

Чтобы получить 100% включение - это надо свою схему делать. В принципе, всё решаемо, пара компараторов и пара ОУ.

[zenon]

Что-то не пойму такую ОС... там же практически ноль. 

[Slabovik]

Не понял... "такую" - это какую?
Крестиком помечено, что в этом месте у лампы надо порвать провод, т.е. отключить от "массы", если конечно на массе "минус". Схемы включения разные, и вроде про двупроводку речь была.

Короче, нужны подробности конкретной реализации, а то потом обидно будет схему в мусорку..

Переключение 12-24 каким сигналом должно делаться? Кнопка, тумблер, или ещё как?

[zenon]

Да не, это я торможу что-то, двупроводка точно.
Переключать как удобней, можно и тумблер.

[Slabovik]

Предварительно можно сделать так



Два кузова всего.
Можно привернуть драйвер нижнего плеча.
Для более длинного времени старта (надо поди будет, пока не знаю, 250Вт лампы долго на режим выходят) надо бы ещё один ОУ как повторитель привернуть.

Думаю, очень точная выдержка напряжений не нужна, поэтому ширпотребные LM нарисовал. Если нужна точность, надо думать об ОУ (который для УО) с низким напряжением смещения.

Можно уже брать и наваливать на макетку
Дроссель - деталь тяжёлая. Вот тут надо считать. По-идее, индуктивность можно и прибрать маленько...

Вкл-выкл а также переключение режима можно сделать через оптроны. А там хоть что, хоть тумблер с 24 вольтами, хоть логика...

а, да... С2 С3 - паразитные ёмкости, здесь для устойчивости схемы, в реале они и так будут, специально ставить не надо.
А вот R14 надо 12 или даже побольше кОм. 6.8 для 10 мкФ маловато.

[zenon]

Ох, частоту какую сделал? Дроссель железо? Думал обойтись каким-нибудь EE42.

:: добавлено 01 Март, 2024, 19:10
Подробности коммутации, приходит три силовых провода, один минус и два плюса переключающихся плюса, один соответсвенно полный накал, второй пол-накала.
--
Родной блок состоит из двух, один стабилизация, второй - понижение, залиты полностью.
Практически все пищат сильно...

[Slabovik]

'Жгут 15' - это, получается, лампа. Очень хорошо, что собственные провода.

Частота с указанными номиналами примерно 26-27 кГц. Её можно менять, поднять, например.
Дроссель надо посчитать. Можно металлопорошок - потеплее будет. Феррит с зазором - будет холоднее, но экономичнее. Феррит я не считал, это отдельно надо прикинуть.

А эти "плюсы" работают по отдельности? Или один силовой, второй на переключение?
Хранилище прикрыто оказалось...

[zenon]

По отдельности. А сендаст же можно, есть чёрные кольца.
Вот сюда временно положил
https://github.com/minamonra/MKiCadPro/tree/main/lorafiles

[Slabovik]

Картинки забрал.
Сендаст не подходит. Если только это не распылёнка. Т.е. сердечник нужен с зазором - ток-то постоянный.

Каковы габариты этой коробки? Выглядит могуче.

Интересно, в руководстве написано "дроссель", а на фотке я вижу транзисторы с батареей конденсаторов...

18 и 19 - это таки отдельные провода. В принципе, вполне можно зацепиться. Они наверное от тумблера идут, либо от реле. Надо убедиться, что
а) они точно отдельные, т.е. когда на 18 подано напряжение, на 19 ничего нет и наоборот
б) если напряжение подано на один провод , 18 или 19, соединение 18 и 19 (например, внутри блока) не приводит к аварии.

[zenon]

А это наверное потому, что изначально там был просто мощный резистор, а в следующей версии появилось это.
Доберусь в живую увидеть это чудо во вторник ориентировочно, те это старые фото нашлись.
Так я сендаст этот ставил в полумостовой дроссель, и подобные кольца стоят в преобразователях китайских, мы же вроде эту тему как-то обсуждали, кул-мю которые.
Вот ещё схему нашёл.
https://github.com/minamonra/MKiCadPro/blob/main/lorafiles/plts-k_circuit.jpg

[Slabovik]

Сендаст тут не при делах. При делах зазор. Есть зазор - годится. Нет зазора - не годится.

Сейчас посчитал кольца с распределённым зазором от Micrometalls. В общем, размер T250 (внешний диаметр 63 мм) вполне годится. Размер T225 годится только с подъёмом частоты.

Применение драйвера полевика (не двух транзисторов, на какой-нибудь драйвер нижнего плеча ампера на два-четыре) должно сказаться положительно - сократится полка Миллера, греющая полевик.



Частота поднята 40 кГц - так меньше потерь в дросселе (в основном в проводе), индуктивность дросселя уменьшена. Добавлена ёмкость на выходе, небольшая.

Как сделать переключалку - придумал. Токовое реле на герконе. Но надо быть уверенным что при подаче на 19 (например), появившееся напряжение на 18 не нанесёт ущерба. Либо надо подумать ещё...

На твоей схеме C5 и R19 не нужны. R21 тоже под вопросом его надобность. Возможно, при отсутствии лампы и делителя R5R6 хватит, но это опыт надо делать.
Да, 12 и 24 вольта - разные цепи питания. У меня не нарисовано. Дорисую позже, там просто.

R3-R4 и R5-R6 соотносятся для получения 5 вольт (=опорному) при целевом 24 вольта. Для 12 вольт опорное будет становиться, соответственно, 2.5 вольта. TL431A в качестве генератора опорного (тоже дорисую позже).

С C2 осторожно. Я бы не ставил. TL431 не стабильна в некотором диапазоне емкостей - генерить начинает.

[zenon]

А D6 D2 как работают? D3 зачем добавлен?
Пока думаю IR2184.

[Slabovik]

D2 разряжает C3 (нумерация по твоей схеме), когда отключается питание.
D4 и D4 - монтажное ИЛИ на R16. Чем выше потенциал на R16 - там короче импульсы. При превышении некоторого порога (около 8 вольт) импульсы вообще исчезают.

Питание на 7815 нарисовано неверно.

2184 скорее не пойдёт. Когда импульсы исчезнут, должен быть длительное время открыт верхний ключ, а у него не будет питания.
Поэтому наверху всё-таки надо оставить просто диод - это даст возможность не городить схему питания верхнего плеча для таких случаев (отсутствие импульсов). Максимальная мощность на диоде будет в районе 5 Вт (при токе 10А).

И всё-таки, конденсатор с цепи Ref надо убрать. Диф.сопротивление 431й какие-то Омы, конденсатор не нужен. Если очень надо - он должен быть отделён резистором от катода 431-й.

Да, U1 - это LM393 (293) - компаратор.

Вот слегка изменённая схема (позиционные какие попало)



Добавлен диод D7 (позиционные теперь по моей картинке). Изменено управление драйвером с целью получить более ровный ток базы при росте напряжения на эмиттере. Там конечно ток в итоге пойдёт по Б-К в цепь 12 вольт, но в принципе это допустимо.

Получение 12 вольт парой стабилитронов и транзистором. Выглядит не очень технологично, но зато надёжно с точки зрения диапазона температур. По этой же причине электролитические конденсаторы должны быть танталовыми (на оригинале такие не напрасно пристёгнуты). Но пока что схема обходится без электролитов вообще.

Переключение на 12 вольт будет происходить закорачиванием контактами токового реле (герконом) резистора R18.
Суть такая. Получаем питание по одной линии - оно идёт мимо катушки реле - геркон разомнкут. Получаем питание по другой - оно идёт по катушке реле, геркон замыкается.

Возможная проблема - чисто электрически линии соединены через катушку реле. Но это надо выяснить, как там всё работает. Пока токовое реле выглядит кучеряво с этой точки зрения.

[zenon]

Вроде все поправки сделал, осталась опора на полнакала.
А сколько при C2 10мкФ (по моей схеме) старт длится?


:: добавлено 03 Март, 2024, 02:12
Да, ещё вопрос - что будет в случае обрыва нагрузки?

[Slabovik]

При указанных номиналах 0,2 сек. Маловато, мне видится. Можно R15 (по твоей схеме) увеличивать, но лучше вставить ОУ на "умножение" ёмкости конденсатора. Точнее, при помощи ОУ можно значительно замедлить заряд конденсатора, т.к. R15 слишком большим тоже не стоит делать. Килоом до 62 наверное можно, дальше надо испытывать в реальности.

Добавленный D1 (по твоей схеме) предупреждает возможный в некоторых случаях заброс напряжения на входе "-".

При обрыве лампы не происходит ничего. Схема нормально стартует, ключ включается но не выключается. При наличии R16 (по моей схеме), ключ по мере зарядки конденсатора C7 (параллельно сгоревшей лампе) затем выключается и удерживается в таком состоянии т.к. резистором заряжается выходной конденсатор (мимо ключа и дросселя) и имитируется перенапряжение на точке Lamp.

При переключении 12-24 полагаю, стартовое нарастание проводить не надо - спираль достаточно разогрета. Но если переключение будет с пропаданием напряжения, диод D6 (у тебя Д2) успеет разрядить конденсатор.

Герконы в хозяйстве есть? Токовое реле попробовать сделать...

И надо ещё придумать монитор для питающего напряжения. Наверное, ещё один двойной ОУ а может компаратор...

[zenon]

Герконов нет, надо заехать, взять.
Тут сразу подумать что ещё надо, ключ, диод, танталы, 393 в soic. T3 BCP56 подойдёт?
А на КЗ какая реакция будет?
ы. MC33153 может такой?

[Slabovik]

BCP56 по-идее должно хватить, ток не большой там, но лучше что-нибудь подубовее, но с хорошим h21
Стабилитроны я не зря показал 2 шт последовательно - из-за температурного коэффициента. Но может и один нормально будет. (коэффициент стабилитрона компенсируется коэффициентом транзистора - это проверять надо).

к.з. в лампе схема не отрабатывает.

Ключ - что-нибудь 50-100-амперное. IRFP044, IRFB4610 и т.п.
Диод Шоттки на 60вольт тоже.

! Первая сборка - всегда только макет для отработки схемных решений. Мало ли не пойдёт... И... с большими токами надо уважительно...

Защиту от к.з. делать - вставить низкоомник в исток транзистора и ловить компаратором. Поймали - стоп преобразователя до сброса питания. Т.к. исток - это единственный путь, идя по которому ток растёт.

Добавил отключалку по Overcurrent и "удлинитель" Soft старта (при указанных номиналах это секунды три - уже достаточно)


Светодиод - опционально.

Ток к.з. мгновенно нарастать не может из-за дросселя, поэтому времени на отключение достаточно, поэтому LM358 - в существующее она вписалась удачнее.

В принципе, можно LM324 вместе двух LM358 вставить.

[zenon]

Таааак, ну ты меня запутал, смотрю ... и не пойму как триггер защёлкивается?

[Slabovik]

Гистерезис обеспечивают R30 R32. При превышении порога напряжение на выходе поднимается и этим делителем устанавливается на входе "+" U3 в районе трёх вольт - вполне достаточно для удержания в этом положении. R32 даже можно побольше сделать...
При этом, за счёт этого же делителя, порог срабатывания получается слегка выше, чем опорное напряжение. Тут, я полагаю, нет необходимости в строго привязанных порогах.

На токовом резисторе выделяется мощность. При 0.01 Ом и 10А, соответственно, это 1 Вт, поэтому резисторы надо выбирать с необходимым запасом прочности.

p.s. Сейчас вот смотрю, что добавив ещё кузов (с двумя ОУ) на определение Undervoltage питания, можно сделать индикацию таким образом: светодиод светится непрерывно - к.з. в лампе. Моргает - недостаточно напряжения.

Интересно, что внутри тех залитых коробок.

Осцилограммы модели: начало работы

Времязадающий конденсатор мягкого старта уменьшен в 100 раз для получения наглядных осциллограмм

Имитация короткого замыкания в лампочке




Порог - где-то двукратный от номинального тока.

Выход на режим стабилизации напряжения


Тут начинает работать ОУ усилителя ошибки - видно как подскакивает напряжение на его выходе.
Напряжение устанавливается не сразу т.к. это задерживает выходной дроссель и коррекция усилителя ошибки конденсатором. Без коррекции нельзя, т.к. схема регулировки самовозбудится.

Выход на режим при недостатке питающего напряжения (23,5 вольта)



В конце концов ключ просто становится открытым.

И... эта... SoftStart надо наверное включить вот так - ОС брать от FB, а не от выхода ОУ.



В этом случае выход ОУ софт-старта будет сразу падать, как только ОУ усилителя ошибки поднимет свой выход. Т.е. уже не будет "слегка влияния" через медленно закрывающийся диод D2

[zenon]

Вроде отрисовал всё, ну точно танк получается.
Мои вам благодарности! 

↓ спойлер ↓

[свернуть]

А D3 (по этой схеме) какая роль?.
ы. Зелёненькая коробочка мне тоже интересна, надеюсь доберусь до неё.

[Slabovik]

D3 для успокоения - призван разряжать С3 при отключении питания.

А по схеме ещё не всё  Но тут приятность в том, что узлы в основном сами по себе, что мне весьма нравится. Конечно, часть из них могла бы заменить какая-нибудь PWM микросхема, но проблему уже описывал - у них у всех нет возможности включить ключ на продолжительное время, т.е. на много периодов сразу.

В общем, вот модуль PowerGood



Выключается при 24 вольтах, включается при 25,5 вольтах.
Тут есть засада, что при "слабом" аккумуляторе (не знаю, какой там), после выключения напряжение может подскочить вверх и оно снова включится. Надо бы узнать, как с этим обстоят дела на этом автобусе и, возможно, подкорректировать пороги. При запущенном двигателе всяко больше 26 вольт должно быть. А может, и 24-вольтовый порог выключения понизить...

И ещё раз узел SoftStart с дополнениями



Светодиод один (вообще на всякий случай). Моргает - низкое напряжение, прожектор не горит. Горит постоянно - к.з. в лампе.
К сожалению, к.з. в проводах (на массу) не отслеживается, тут надо схему наворачивать серьёзнее.

Да, не забыть у ног питания каждой микросхемы разместить конденсатор, скажем, 0,1мкФ или что-то подобное.
Для production надо озаботиться температуростойкостью. Например, микросхемы серии Industrial, не хуже. Т.е. LM258, LM293... Никаких алюминиевых электролитов, если электролиты, то танталовые.

Там ещё требования к точности резисторов в некоторых местах. Но это потом покажу, как будет полная схема.

[zenon]

Пол-кузова на "Blink Generator", я понял ...  

↓ спойлер ↓

[свернуть]

Наверное от этой нумерации оттолкнусь, следующие правки относительно этой уже схемы.

[Slabovik]

U3.1 - это компаратор с гистерезисом.
Его выход PG имеет высокое напряжение, если питающее напряжение низкое.
Высокое напряжение через D9 выводит SoftStart на U4.2 в начальное положение (конденсатор C7 разряжен). Уровень на выходе U4.2 выше уровня пилы SAW, поэтому ключ не включается.

Также высокое напряжение через R18 смещает вход другого генератора пилы - он медленный, герца так два. Т.е. R18 R21 аналогичны R1 R2 в "быстром" генераторе пилы. R20 - ПОС. C3 надо номинал поправить - там 0,47мкФ.

Соотношение R18 R21 для смещения средней точки пониже, чтобы восходящий процесс шёл побыстрее, а ниспадающий помедленнее - так лучше видно мигание.

Когда на PG напряжение низкое, через R18 ток не течёт, рабочая точка падает буквально к земле и, когда на Blink напряжение упадёт, ничто её не уже не поднимет.

Да, поправь соединение: вывод 7 U4.2 надо бы соединить с катодом диода (FB) - так оно лучше работает (картинка была ранее).

Не знаю, делитель R6 R10 R13 надо ли фильтровать. Можно R6 R10 поставить одинаковых номиналов (примерно) и между ними вставить ёмкость на землю. По-идее, пофильтрует какие-нибудь пички напряжения из сети. Но даже 10 мкф там в районе секунды-полутора время реакции делают, не знаю, насколько это существенно на эксплуатации скажется.

Да, переключение на 12 вольт - замыкание накоротко герконом (токового реле) резистора R25. Полагаю, вполне нормально будет. Геркон замкнёт резистор задолго до того, как схема на режим выйдет.

[zenon]

Думаю надо сделать как в оригинальной проводке всё-таки, один 24 = полный накал, второй контакт 24 = полнакала.

поправь соединение: вывод 7 U4.2 надо бы соединить с катодом диода (FB)

/fixed

[Slabovik]

Дак, я так и предлагаю. С одного контакта ток идёт мимо обмотки геркона, со второго через него. Информации о том, что они коммутируются как-то по-другому, пока нет (ну, это толстый намёк на то, что надо выяснить).

[zenon]

Так вариант замыкания токового резистора у меня и вызывает смущение.

[Slabovik]

Мнэээ... R25 - не правильно. Правильно - R34 (почему я написал 25, я и сам не понял).
Суть в переключении опорника с 5 вольт на 2,5 вольта. Достаточно замкнуть резистор.

По этой причине опорника пришлось поставить два - для тока и напряжения питания отдельный, он не переключается.
В принципе, можно пересчитать всё на один опорник, делитель придётся посложнее сделаать. Так на так выйдет...

[zenon]

Две опоры норм, а сколько же витков вокруг геркона надо будет сделать? .... попробовать, исходя из 5 ампер наверное.

[Slabovik]

Витки пробовать надо. Прикинуть можно просто сделав витки мягким проводом, на который от лабораторника ток подан.
5 ампер - это примерно рабочий ток при 12 вольтах. Надо, чтобы переключалось раньше.

Да, вот ещё, чего в схеме не хватает. Какой-то ёмкости по питанию в районе ключа, смягчающей долбёжку по шинам питания.

[zenon]

Один электролит С14 на питание, или лучше два-три на меньшую ёмкость?
Остальные - керамика и тантал.
На Ref5 и Ref25 ёмкости по 0,1 - 1 добавить?
R17 правильно включен? 12 вольт наверное с другого конца надо? (я его перенёс с твоей схемы как был).
Также после него конденсатор?

↓ спойлер ↓

[свернуть]

[Slabovik]

Да, включено правильно.
R17 служит для смягчения жизни VT4, чтобы T1 при открытии брал ток преимущественно из C4, а всё остальное R17 ограждает.
Поправь ёмкость C3 - там 0,47 мкФ.

Теперь внимательно к топологии.
Катод D4, "+" С5, LMP+ и "+" С14 должны сойтись в одной точке. В принципе, эту точку можно даже отделить лёгким дроссельком от клеммы +25

Остальные концы, подключенные на +25 могут идти своим путём к клемме, минуя дросселёк, если он будет установлен. Можно даже им лёгкую RC фильтрацию в эту цепь поставить.

Минус C14 должен попасть на нижние концы R25 R27 R29.

Ёмкость C14 можно порезать на порядок. Не знаю, но 50-вольтовые танталы весьма дороги, я бы воткнул батарею из 2512. Но тут по месту смотреть надо. В любом случае конденсаторы обязаны быть морозостойкими.

Точными (как минимум 1% допуска) должны быть:
R3 R4 R5 R8 R34 R35 R6 R10 R13

TL431 должны быть не хуже, чем с буквой "A"

Около R34 предусмотри площадки для его замыкания (проверять-то надо).

[zenon]

Поправил.

↓ спойлер ↓

[свернуть]

Пока вот так выходит:

↓ спойлер ↓

[свернуть]

[zenon]

А дроссель не считал? Как его тут правильно посчитать?
Если проницаемость 75 (жёлто-белое), кольцо T250-26, 64x32x26, то получается 500мкГн это примерно 44 витка.
У старичка в программе у меня получается в 2-3 раза больше.
ы. Считал тут (https://radiostorage.net/5384-raschet-drosselej-katushek-induktivnosti-na-ferritovyh-kolcah-formula-kalkulyator.html).

[Slabovik]

На распылёнке проницаемость уменьшается с ростом намагничивающего тока.
Я полагаю, индуктисновть можно иметь и меньше.
Посчитай укладку на кольце проводом, какой имеется. Желательно не менее квадратного миллиметра. А там скажешь, сколько витков - посмотрю в модели...

[zenon]

Кольцо T225 заказал, T250 не нашёл.
Собрал без силовых элементов.
Пилу вижу. С питанием все ок.
Индикатор ведёт себя хаотично, при первом включении (25 вольт, ограничение примерно 50мА) замигал.
Что ещё без нагрузки проверить можно?

[Slabovik]

Во-первых, все опорные напряжение и напряжение 12 вольт (оно скорее будет чуть ниже - это нормально, ему точность не требуется, стабильности достаточно).

Проверить пороги включения-выключения мигания (регулировкой подаваемого от БП напряжения).
По модели с данными номиналами

Выключается при 24 вольтах, включается при 25,5 вольтах.

При старте может помигать, потом, если верхний порог будет превышен, мигание перестанет и можно убедиться в снятии сигнала PG (он просто инвертирован).

Если это будет, то при включении можно убедиться, что генератор в районе 40 кГц даёт. Что импульсы сначала узкие, затем ширятся и потом полностью открывают ключ.
Размах треугольника примерно от двух до восьми.
От Софт-старта напряжение должно в момент включения быть высоким, затем падать. Чем оно ниже - тем шире импульсы.

[zenon]

Опоры первым делом глянул, в норме. Блок питания, к котрому подключал 25 вольт предел...
12 вольт линия да, чуть меньше.
Импульсов на выходе не вижу...
Ща ещё посмотрю.

:: добавлено 09 Март, 2024, 22:01
ы. Увидел меандр софт-старта, секунды 3 примерно шимит от мин до макс, потом полностью вкл.
Мигалка с гистерезисом работает, поднимал питание, всё точно, два порога 24 и 25,5 вольт.
Так как ключа ключа и нагрузки нет защита срабатывает от пальца, что предсказуемо.
Стабилизацию уже с дросселем посмотрю...

:: добавлено 10 Март, 2024, 18:25
Мои очередные благодарности за схему! Пока всё супер.
Полную нагрузку дам когда будет радиатор, L2 можно на каком-нибудь кольце?

↓ спойлер ↓

[свернуть]

На видео сначала полнакала, потом полный. При выходе на стабилизацию (после софт-старта) есть небольшой "фью" от дросселя.
Индуктивность дросселя 350мкГн.

[Slabovik]

L2 тоже под постоянным током, поэтому кольцо не пойдёт. Но L2 не критично, если нету - пока можно и накоротко в этом месте.

Смотрю, пороговое у силового ключа относительно низкое - чуть выше трёх вольт получилось.
Но пока всё выглядит неплохо.
Автомобильные лампы можно было бы попробовать (если есть). Две последовательно.

Вжик при переходе конечно напрягает. "Мы не знаем, что это такое. Если бы мы знали, что это такое, а мы не знаем, что это такое"
Возможно (скорее всего) надо будет подобрать коррекцию у U2.2 (например, увеличить R14), но лучше всего отловить этот переходный процесс на осциллографе и понять, что там происходит.

[zenon]

Тогда посоветуй на роль L2 сердечник, из ассортимента того же чид.
Нашёл лампочки автомобильные, питание использовал БП который недавно сделал.
Навесом на вход питания добавил 1500x63, потому что сам БП начал пищать, провода довольно длинные.
Радиатор от комп БП - небольшой прикрутил.
Ключ стоит IRFP064 диод MUR3060, затворный резистор 30 Ом, 3,3 не нашёл, 4,7 поставил, а он гад в обрыве, под руку попался только 30....
Нагрев 50 - 55 градусов при токе 5 ампер.
Дроссель примерно так же.
На месте T4 стоит TIP120.
Вжика нет .... самоустранился видимо.

[Slabovik]

Проводом 1.2~1.5 намотать витков сколько войдёт.
https://www.chipdip.ru/product/m2000nm-6x25 (imho дороговато просят, но наверняка под рукой есть)

Для более быстрого закрытия попробуй диод (амперный какой-нибудь, лучше Шоттки, но можно и просто быстрый) вставить параллельно резистору. Анодом к затвору, катодом к эмиттерам.

[zenon]

Диод убрал примерно 3 градуса.
Так как тут с дросселем быть?
Вот такой сердечник Ш образный попробовал, намотал два слоя, сделал зазор, индуктивность получилась примерно 100 мкГн, да, размерчик маловат, но и ток тут у меня не максимальный.
При этом температура ключей 45, дросселя на 3А прим. 50, на 5А примерно 60.
ы. Тот дроссель (350мкГн) на кольце при 5А разогрелся до 75 градусов.
Эх жёлтого кольца под рукой нет, есть зелёное полностью, тоже вроде распылёнка.

[Slabovik]

С дросселями неприятность в том, что греется провод от проходящего тока. При уменьшении индуктивности и/или росте габаритов сердечника длина провода уменьшается, но начинает прогреваться железо. Поэтому ватта три потерь там есть - они требуют отвода тепла.

Можно прикинуть, сколько тепла чисто на омическом сопротивлении провода. Удельное сопротивление меди известно, сечение провода тоже, длину узнать... В итоге количество тепла пропорционально квадрату проходящего тока...

Полностью зелёное вряд ли распылёнка, скорее феррит из серии помехоподавляющих (т.е. с большими потерями) но можно проверить, намотав пробную обмотку и измерив её индуктивность.

А вот это кольцо на фото вообще какое по размерам? Каким проводом намотано?
А будет 225 жёлто-белое? Какой провод есть для намотки?

[zenon]

Да, жёлто-белое конечно будет, я заказал же, T250-го не было, но будут два T225.
Зелёное да - для помехоподавления.
Кольцо чёрное  FeSiAl Kool Mu, 40x24x14,5 проницаемость 26µ, 36 нГн/виток (AL).
---
Нашёл 1,4мм медь, примерно 2,5 метра намотал, индуктивност вышла 80 мкГн.
Всё стало заметно лучше, дроссель 36 градусов в любом режиме. Ключи макс 42.
Есть ещё одно кольцо CGS400125.
PDF большой, не даёт прикрепить.
https://pdf1.alldatasheetru.com/datasheet-pdf/view/1425529/ETC/CS400026.html

[Slabovik]

На T225 из материала #26 можно намотать 92-93 витка в 2 слоя проводом 1.9 мм
Индуктивность будет при этом порядка 500 под током 5А (до 800+ без тока) со снижением до 300 под током 10А - это данные по Старичку, доверять можно. Пульсация тока в дросселе (треугольник) порядка 0,6 ампера.
Тепловая мощность в основном в проводе, порядка 2,5 ватта.
imho оптимально, хотя хочется конечно параметров получше, а размер поменьше...

А вот то чёрное кольцо 400125 - оно офигенное!
400026 - материал аналогичен #26 (собственно, даже название намекает).

1,9^2*Pi/4=2.83 мм.кв - сечение провода. Плотность тока 10А/2,83=3,5 А/мм.кв - очень хорошо.

Можно намотать то же количество витков двойным проводом диаметром миллиметр.

2*(1*Pi/4)=1.57 мм.кв.... чувствуется грусть по плотности... 6,4 А/мм.кв...

10А на квадратный миллиметр, проходящие по проводу, который просто висит в воздухе, уже прекрасно ощущаются руками по нагреву этого провода.

[zenon]

А вот то чёрное кольцо 400125 - оно офигенное!

Так я тебе давно говорил про эти кольца, больно уж они понравились, 125 -ое в пять раз выше проницаемость чем у 26-го.
Один слой 1,4 мм провода грубо будет в районе 500 мкГн.
Да, и кстати, китайцы не стесняются на таких кольцах и 150 кГц сделать.
--
Так всё же какая индуктивность дросселя нужна? Оно-то и на 80 мкГн работает неплохо.

[Slabovik]

Чем больше индуктивность - тем меньше риппл - это та самая треугольность.
Поскольку сердечник из распылёнки, он неплохо проводит ток, а значит, там живут вихревые токи, которые пропорциональны рипплу тока. А эти вихревые неплохо греют сердечник.

Посему в этом месте индуктивность - это компромисс между: а) нагревом сердечника; б) нагревом провода; в) минимальным током, при котором ещё не достигнута неразрывность.

С минимальным током при указанной (500 мкГн) индуктивности порядок. Разрывность возникает при токе в районе полуампера, как можно догадаться, это раз величина риппла. Как только риппл начинает нижним углом цеплять ноль, так появляется разрывность.

Если 'а' и 'в' улучшаются с ростом индуктивности, то рост индуктивности сказывается на длине провода, которая увеличивается и ухудшает параметр 'б'.

Можно уменьшать индуктивность, увеличивая риппл, но надо следить, чтобы сердечник не нагревался излишне сильно.

Ну так и попробуй тогда вот это 126-е в проводом 1.4. Провод всяко короче будет - меньше нагрев.

Осциллографом падение на токоизмерительных резисторах посмотришь, чтобы пила там ровная была, без "трамплина"... Что-то расчёт мне показывает "слишком большую индукцию"...

А вот задирать частоту не рекомендую. Увеличишь нагрев сердечника пропорционально частоте. Увеличишь нагрев ключей и диода. Увеличишь количество помех - напряжения всё-таки высокие. Китайцам на это глубоко на[censored]ть, но это не значит, что так и надо делать.
зы: посчитал. Для 10 ампер нужно как минимум двойное кольцо T157 (это как у тебя на фото) материала Kool-Mu 125, витков проводом 1.4 "сколько войдёт" в один слой. Более-менее нормально, впритирку. Но потери в проводе более 3,5 ватт.

[zenon]

Не помню где читал, но вроде как именно КулМю хорошо переносит высокие частоты, а жёлто-белая распылёнка не очень, поправь меня если не прав.
Намотал на 125-ый 19 витков (где-то 90 см), индуктивность вышла 60 мкГн.
На 40 кГц работает, нагрев ключа 42-44 градуса, дроссель не греется.
Эксперимент же не закончен... 120 кГц, норм, ключ 46-48, 150 кГц фото.
Дроссель не греется.

[Slabovik]

Жёлто-белая до 100 кГц нормально работает. У неё проблема, по сравнению с более новыми материалами (той же салатово-белой распылёнкой #52), что проницаемость поменьше и частотные свойства хуже. Но в компьютерных блоках питания до сих пор вставляется.

Ещё круче феррит, но он сильных полей вообще боится. Распылёнка много компактнее получается.

Гм. А есть в хозяйстве мелкие кольца-бидики? Которые можно было бы на ногу диода надеть? А то вон там процессы колебательные, которые по-хорошему гасить надо. Но ещё они зависят от комплектующих и их пространственной ориентации друг относительно друга. Пока не заостряем, но в предпродакшене заняться надо будет обязательно.

[zenon]

Эти? Есть, кучка, еле нашёл, последствия переездов...

[Slabovik]

Ага, эти.
Эксперимент. Часть 1.
а) Сфоткать осциллограмму на стоке транзистора.
б) надеть колечки на выводы анодов у диодной сборки
в) сфоткать осциллограмму, изучить на предмет "а есть ли изменения" (может и не быть).

Часть 2.
уже не трогая диод (если были улучшения от надевания - оставить надетыми) выполнить подобные пункты, но колечко надеть на вывод истока транзистора.

Гасить колебания бидиками интереснее, чем навесом снабберов. Но не всегда работает... почему-то...

[zenon]

Ну скриншоты уже есть, на два этапа конечно лень разбивать (этож два раза радиатор крутить! )... но попробую.

[Slabovik]

Скриншоты нужно сопоставлять. Если изображения будут подведены под один знаменатель - будет видно визуально.
То же самое касается разделения опытов. Всё сразу делать нельзя т.к. не будет ясен вклад каждого отдельного действия.

[zenon]

а) A; б) B;
80 kHz.
Всё видно, выброс меньше.
в) C.

[Slabovik]

 

Я могу сделать вывод, что бидик на истоке эффективнее.
Бидик на диоде тоже работает, но имеет побочку в виде пика, возникающего при закрытии транзистора (да, это логично, т.к. его индуктивность мешает току мгновенно направиться в диод. Поэтому не повредит некоторый запас по рабочему напряжению на транзисторе.

Третий канал - это на токовом резисторе? Похоже на то - там на нём суммируется ток истока и ток затвора. Хорошо видны импульсы тока затвора. Похоже, я угадал по поводу оптимального резистора - нужен в районе 3-4 Ом?
p.s. А что по поводу нагрева? В моих ожиданиях, что транзистор станет чуть теплее...

[zenon]

Эээ, 3-4 Ом какой резистор? Затворный? Он сейчас 30 Ом и параллельно ты сказал диод 1А поставить, так сейчас и осталоь.
Да, выброс это сразу мне не понравился, снаббер поставил 5 Ом/0,022 мкФ, только боюсь на полном токе 2 Ватт мало будет, ну или резистор 10 Ом поставить.
С нагревом я немного запутался... что было до и после и при какой частоте.
ы. Всё верно - третий щуп на шунте, параллельно ему может емкость побольше поставить? Хотя ... не эффективна она там, только после резистора снимающего напряжение.

[Slabovik]

На шунте точно ничего ставить не надо. Пусть как есть - оно погоды не делает.
Пик - это нормально. Возможно, надо удалить бидик с диода - пик станет меньше. Бидик на истоке эффективно подавил колебательный процесс. Возможно, с диода можно снять вовсе - пик скорее всего станет меньше.
А 3.3 Ома - это у меня расчётное. Я помню, ты говорил, что сейчас 30...

[zenon]

Всё хочу спросить, откуда такое название "бидик"? Я их всё бусинами ферритовыми обзывал...
Так по итогам, что лучше сюда IRFP064 оставляем? MUR3060 или взять MBR40200?

[Slabovik]

Бидики - это просто: Ferrite Bead (https://en.wikipedia.org/wiki/Ferrite_bead).

Диоды с барьером Шоттки были бы поинтереснее в плане тепловыделения, но на диоде максимум тепла - это половина (чуть больше, примерно) тока лампы (в 12-вольтовом режиме), так что на усмотрение. Опять же, чисто механически одинаковые корпуса размещать легче.

Транзистор imho вполне справляется. Если подбирать другой, то по критериям: не ниже 60 вольт (оптимально в районе до 100 включительно), не менее 40~50 ампер. Не менее, но и в разы более тоже не стоит, ампер так 50-70 оптимально. А вот по граничному напряжению лучше выбрать модель/экземпляр, чтобы оно было повыше, здесь питание драйвера достаточно высокое. Сейчас сразу можно сделать его слегка пониже, заменив стабилитроны на пару по 5,6 вольта. Будет где-то 10,5~10,6 на выходе стабилизатора, вполне тепературонезависимое - ТКН стабилитронов приблизительно скомпенсируются ТКН транзистора. Почему такой стабилизатор? Ну, потому что он дубовый. По условиям, на вход может прилететь до двойного напряжения бортсети. КРЕНКи такого не выдерживают, да и не морозостойние они. Если ставить её, то надо дополнительно защищать, а этого не хочется.

А так, какие транзисторы есть?

[zenon]

Взял IRFP250 и 30CPQ150.
Радиатор BLA164-200, вообще можно заказать подобный профиль и резать его, так дешевле будет.
Стержни в наличии были 6х20.
На медь цены конечно же не могут не удивлять... 1,5мм 100гр. по 500, это 6 метров, те, если мотать в один провод хватит на два дросселя наверное.
Думаю дроссель положить прямо на радиатор, и тогда высота "бутерброда" будет меньше, только надо придумать крепление, плата будет поменьше и конца дросселя припаять сбоку платы.
ы. Хотя есть и IRFP150, с 250-ым наверное погорячился 31А всего-лишь.
1,5мм мотать тяжко...

+++
Вот так получается:

↓ спойлер ↓

[свернуть]

[Slabovik]

Не слишком ли близко к корпусу сгиб ножек у TO-247?
R24 лучше вынести из зоны крепления транзисторов - его здесь легко снести, да и мешает, если вдруг транзисторы захочется крепить не индивидуальной шайбой, а общей планкой с двумя дырками.

Токовое реле решил на плату не вставлять?

Мне совсем не нравится расположение T1 T2. Не вижу, как возвратный ток в землю от затвора через них пойдёт. По-идее, точка соединения с землёй у них должна быть в районе токоизмерительных резисторов, иначе помех по всей плате огрести можно. Вообще, с землями надо внимательно. Если даже земля с обратной стороны, то от этих транзисторов надо выделить всё-равно свой отдельный путь то этой точки, и только там соединить.

[zenon]

Это стандартный футпринт TO-3P кикада, у ног сгиб как-раз после их сужения.
Токовое ещё не добавил, никак не могу определиться со взаимным расположением габаритных элементов, с ними всегда почем-то сложнее.
С названиями клеммников запутался, хочу использовать Degson 2EDG, но у них и другие названия встречал.
На плату 2EDGR-5.08-04P угловой, 2EDGK-5.08-04P ответная часть. Футпринта не нашёл, он может и есть в стандартных бибилиотеках, решил пока использовать "TerminalBlock_bornier-4_P5.08mm", и переделать его, питч подходит, размеры чуть другие.
Наверное по два пина объединять надо на каждое подключение. Те 4 пин на лампочку, 6 пин на подключение.
Такой вот даташит нашёл.

[Slabovik]

T1 T2 проверь соединения. Что-то там не то соединено...

L2 можно поставить вертикально  и перепрыгнуть через дорогу DR1, что к клемме... но надо за габаритом смотерть. Уже в нужный габарит укладываешь, или пока так?

[zenon]

Это я массу T2 до шунта кинул, или не надо так?
Длинные дороги получились на ОС, LMP- и CC с шунта.
В габариты умещаюсь, радиатор приличных размеров, можно подвигать ещё.
Все-таки хочется добавить транзистор и убрать геркон, КЭ на R34, но там же влиять будет сопротивление перехода?
И надо добавить конденсатор на входные клеммы, электролит или несколько танталов?
Про L2 никак не пойму.

:: добавлено 15 Март, 2024, 14:36
Аааа... транзистор-то ладно на R34, силовые плюсы как разделить...

[Slabovik]

Если хочешь добавить конденсаторы на лампу - удвой C15 или даже утрой.

Imho, если диод повернуть на 180°, должно быть интересно. Если конечно нет какой-то причины располагать их обязательно параллельно...

[zenon]

Не, не на лампу, на вход питания, провода то на месте довольно длинные будут.

:: добавлено 15 Март, 2024, 17:04
Не симметрично как-то выглядит...Так ты имел ввиду?

[Slabovik]

Ага.
Осталось C14 (удвоенный-утроенный) разместить от левого конца L2 до входной клеммы '-', она же нижний конец токоизмерительных. Только не бросать его на общий полигон, а широким проводником (полигоном) дотянуть до области клеммы/токоизмерительных и там соединить.

Я смотрю, C5 мелкий на лампе. Imho он бесполезен. Лучше тогда удвоить C15, или утроить.

[zenon]

Ещё подвигал.
Ох, а про C14 забыл... футпринт даже не назначен был.
Так, ещё раз надо определиться с конденсаторами, C14 и C15 какая ёмкость и кокой тип?
Шунтирующая керамика нужна?
Остался ещё геркон

[Slabovik]

Миф о необходимости керамики пришёл из радиотехники, где отбираемые/вливаемые ВЧ мощности были небольшими и их могли обеспечить эти небольшие ёмкости, в то время как большие и значительно индуктивные ёмкости отфильтровывали питание промышленной частоты.
В силовом применении шунтирование бессмысленно ввиду больших мощностей. Микроскопическая керамика их обеспечить не может. Для упражнения просто посчитай, какая ёмкость должна быть для тока 10 ампер, чтобы она сглаживала во что-то разумное, как говорят, "разгружала электролиты по ВЧ".

[zenon]

Если считать как для однополупериодного, то у меня на 40кГц при пульсациях в единицу получается 3,3мкФ.
Со входным-то что делать не пойму.

[Slabovik]

10 ампер = 10 кулон в секунду.
За 1/40000 секунды 0,00025 кулон

3,3 мкФ зарядом 0,00025 кулон зарядятся на 75 вольт...
Или я ошибся? 

На выходе пульсации небольшие - там дроссель ток регулирует.
На входе самые жестокие пульсации тока. Для того там L2 и вставлен. Хорошо бы пару-тройку сотен там иметь. Сколько там влезет?
Рабочее напряжение взять 50 вольт. Не знаю, может не умничать и вернуть алюминий? Но в этом случае ёмкость ещё надо в разы увеличить.

[zenon]

Если брать тантал 50мкФ, то из доступных максимальные 15мкФ.
7 штук можно разместить, надо наверное электролит поставить...
И стоимость сразу подскакивает нехило.

[Slabovik]

Тантал по карману бьёт, согласен.

https://www.chipdip.ru/product/grm32er71h106k

?

[zenon]

И сколько надо таких уместить по хорошему?

[zenon]

Приехали колечки. Сделал ещё одну плату, предусмотрел возможность установки электролитов, 1210 конденсаторов можно поставить 16 шт.
Герконы тоже взял.
Транзистор на стабилизацию 2SD1815 нашёл.
Прикинул намотку, 1,5мм провод, 55 витков в один слой (длина 3 метра), 150 мкГн, если плотность 10 ампер на кв.мм то вроде как норм.


:: добавлено 19 Март, 2024, 18:01
Ээээ, ошибся я что-то, 34 витка, заполнение ~60%, индуктивность 170 мкГн, ушло ~2,8 метра.
А я разделил 6-ти метровый кусок на два...

[Slabovik]

Pi*([внутр.диаметр]-[провода.диаметр])/[провода.диаметр] = количество витков в слое

В реальности получается немного меньше т.к. у жесткого провода не получается соблюдать минимальные зазоры, да и геометрия говорит, что там надо ещё угол учитывать, а это лень и только слегка уточняет расчёт. Но близко.

Я считал на два слоя.
Расчёт второго слоя конечно уже с учётом намотанного первого - внутренний диаметр становится ещё меньше на толщину уже намотанного да ещё и с небольшой деформацией.

Срастить провод вполне можно, рассчитав, чтобы спайка на внешнем диаметре легла. Там между витками и так двойное расстояние, а подвинуть их ещё немного всегда можно. Поскольку провод жёсткий, спайку лучше делать, вот как я здесь показывал (https://anklab.ru/forum/index.php?msg=2345).

А кольцо это - 52-й материал. Греться будет меньше, индуктивность будет больше. Измерение индуктивности без тока на таких кольцах даёт завышенный результат. При росте тока индуктивность у них падает.

[zenon]

У меня сейчас только два куска по 3 метра, второй намотал между витками, соеденю последовательно.
А где посмотреть зависимоть ток/индуктивнось?
Герконы проверил, в принципе подходят оба которые взял пороги 1,5А и 2,4А, при 13-ти витках.

[Slabovik]

Должно быть нормально.
Я смотрю, посадочное место под катушку геркона, слишком прямое получилось

↓ спойлер ↓

[свернуть]

[zenon]

Да, на L2 сделал нормальную посадку, а на геркон почему-то прямую, на плате спрямил, но футпринт поправлю.
Тут чудеса какие-то, с новым дросселем наше устройство превращается в повышайку.... 35 вольт на выходе, меняю дроссель на старый и все хорошо.
Изменения относительно первого, LM258, 30CPQ150, IRFP150, на софт-старте временно 22 мкФ.

↓ спойлер ↓

[свернуть]

↓ спойлер ↓

[свернуть]

[Slabovik]

Не понял прикола. Там нечему повышать, кроме L2, но она маленькая (специально) и после большая ёмкость, которая полностью сводит её действие к нулю.
Случаем, две части обмотки на новом дросселе точно правильно соединены? Индуктивность без тока замерена?

Если схема повышает, на нижнем конце (минусовом) лампы должно быть напряжение ниже земли, вольт на десять. Либо на плюсовом выше на столько же (возможное влияние L2).

Частота расчётная или повышенную оставил?

[zenon]

Вот что значит на ночь глядя делать, емкость на выход забыл... конечно мултиметр ерунду показал.
(ы. Точнее не забыл, а сначала поставил тантал с распая, а он был в КЗ, убрал его, а вместо ничего не поставил)
Индуктивность двух последователно соединенных обмоток вышла ~600 мкГн (одной  ~150).
Частота расчётная.
При нагрузке с автомобильными лампами пол-накала пищит геркон.

[Slabovik]

Проверить осциллографом устойчивость (отсутствие возбуждения по петле ООС). Критерий - ровность/одинаковость по времени импульсов на затворе/стоке, не должно быть болтаки.

[zenon]

С электролитом 200 мкФ на выходе болтанки нет, всё хорошо, отдал погонять на прожекторе с контролем температуры, домотать второй слой все-таки надо.
Подключал 250 ватт лампочку, геркон срабатывает хорошо.

[zenon]

Намотал второй дроссель, 0,9мм в три провода, примерно 5,8метра, 680мкГн вышло. Два слоя.

↓ спойлер ↓

[свернуть]

[Slabovik]

А пробник испытания-то прошёл? Или ещё так маринуется?..

[zenon]

В дорогу ещё не ставил, нужен 2РТТ20КПН4Ш6, чтобы в случае чего перекинуть на старый.
Этот 2РТТ стоит сейчас как-то неправильно, может найду где.
На пару часов включал, всё норм.