Strona 1 z 3

Kluczowanie AC MOSFET (IGBT)

: 09 gru 2012, 13:39
autor: mag32
Precyzując, chodzi o rozwiązanie pozwalające na kluczowanie (czoperowanie) sinusoidy prądu przemiennego za pomocą układu z tranzystorami MOSFET i/lub IGBT.
Jak to zrobić. Poniżej przedstawiam moje przemyślenia i zapraszam do dyskusji.

Na początek mamy obciążenie R1 włączone w obwód FAZA - ZERO czyli zasilanie prosto z sieci energetycznej. Chcemy czoperować wartość napięcia sinusoidy dwu połówkowo.
Obrazek
Włączam więc dwa tranzystory typu N tak, by jeden załączał górną a drugi dolną połówkę sinusoidy.

Takie rozwiązanie nie zda egzaminu gdyż tranzystory mają wewnątrz diodę.

Wobec tego wstawiam diody, które ukierunkują przepływ prądu w odpowiednim kierunku dla każdego z tranzystorów.
Obrazek
Teraz znów pytanie, czy diody wstawić od jednej strony, np od strony Zera, czy lepiej od strony Źródła każdego z tranzystorów?
Obrazek
I Idąc dalej jak podłączyć do tego driver i jaki?
Myślę więc o czymś w rodzaju IR2110.

Na przykład o poniższym rozwiązaniu.
Obrazek
Kolejne pytania które teraz się rodzą, to jakie rozwiązanie układowe? Czy wystarczy Low Side Driver?
Jak go podłączyć, co potraktować jako zerowy potencjał odniesienia?

A może jeszcze lepiej zastosować parę tranzystorów P i N?
Chociaż, tranzystor P miał będzie przypuszczalnie gorsze parametry od N więc lepiej uniknąć takiego rozwiązania jak sądzę.

Aha.
Precyzując jeszcze, to chodzi mi o włączanie i wyłączanie czoperowania w dowolnym momencie z częstotliwością na przykład 30kHz. Więc, rozwiązanie na Triakach odpada.
No, chyba, że się mylę.

: 09 gru 2012, 20:44
autor: markcomp77
a nie można uzyskać podobnego efektu regulacji przepływu prądu zmiennego za pomocą jednego tranzystora włączonego w przekątną mostka prostowniczego?

: 09 gru 2012, 22:12
autor: mag32
Jakoś nie potrafię sobie tego wyobrazić, możesz sprecyzować?

: 09 gru 2012, 22:46
autor: markcomp77
mostek prostowniczy (4 diody) ma
2 wejścia: AC1, AC2
i
2 wyjścia: "+" i "-"

mostek podłączamy w linie zasilania zmiennego między AC1 i AC2 (jak przekąźnik na drodze prądu zmiennego)

między wyjście "+" i "-" dajemy tranzystor... np. bipolarny C do plusa, E do minusa (choć pewnie może być polowy lub bi-polowy)...
jeśli uda nam się ten tranzystor włączyć (C i E zwarte => "+" z "-" zwarte), to mostek zacznie przewodzić między AC1 i AC2 (w 2 dwie strony... prąd przechodzi zawsze przez dwie diody i tranzystor)

układ jest sprawdzony i działa również w sposób analogowy.. gdzie tranzystor staje się elementem stratnym regulacji...

przy pracy impulsowej zacznie się liczyć szybkość diodek w prostowniku...

: 10 gru 2012, 11:07
autor: mag32
Lecz czy w ten sposób nie robimy grzejnika z tranzystora?
Mnie chodzi o uzyskanie na wyjściu przebiegu sinusoidalnego o regulowanej amplitudzie.
W twój sposób to się chyba nie uda, muszę to jeszcze sobie rozrysować, bo nie czuję tego rozwiązania.

: 10 gru 2012, 12:04
autor: markcomp77
mag32 pisze:Lecz czy w ten sposób nie robimy grzejnika z tranzystora?
przy regulacji analogowej - oczywiście.. tranzystor to grzałka...
jak w zasilaczu liniowym -- słowo stratny regulator sugeruje wydzielanie się ciepła ;)

układ jest fajny -- choć grzeje...
jest również bardzo prosty
mag32 pisze:Mnie chodzi o uzyskanie na wyjściu przebiegu sinusoidalnego o regulowanej amplitudzie.

W twój sposób to się chyba nie uda, muszę to jeszcze sobie rozrysować, bo nie czuję tego rozwiązania.
przy większej mocy -- to niestety, trzeba zrobić "falownik"... i impulsowo formować sinusa...

rozwiązanie z tranzystorem jako regulator stratny jest dobre do szybkiej realizacji i przy tylko małej mocy odbieranej

Obrazek

można oczywiście dać zamiast tranzystora bipolarnego kilka mosfetów, które lepiej pracują w połączeniu równoległym

: 10 gru 2012, 12:36
autor: mag32
Więc takie rozwiązanie odpada, chodzi tu o formowanie sinusoidy przy prądach dochodzących do 60A.
Tylko pytanie, czy faktycznie trzeba aż robić falownik, czy nie wystarczy czoperować istniejącej sinusoidy tranzystorem MOSFET z tym, że właśnie nie jestem pewien co do sposobu prawidłowego włączenia takiego tranzystora w obwód sieci zasilającej i o to rozwiązanie właśnie mi tu chodzi.
Mówiąc krótko, wróćmy do moich schematów.

: 10 gru 2012, 12:56
autor: markcomp77
ale w tym "moim" schemacie tranzystor jest tylko jeden... i również może być kluczowany
jeden klucz łatwiej sterować niż dwa...

tranzystor bym dał igbt 700V (min)... np. 10.. lub 20 w połączonych równolegle (np. irg4bc30kd)

do tego warystory, transile, i rezystor+kondensator między kolektor i emiter (+ transil emiter bramka)

czyli jak w spawarce... lub sterowniku wysokonapięciowym

[ Dodano: 2012-12-10, 13:33 ]
istotną wadą obu rozwiązań są diody przez, które płynie znaczny prąd (więc i znaczne straty ciepła)

przy rozwiązaniu falownikowym (pół-most), popłynie znaczny prąd przez diody prostownika zasilacza mocy... ale nie będą musiały być szybkie... i nie będzie na nich strat przełączania

: 10 gru 2012, 13:36
autor: mag32
W kwestii tego co opisałeś na temat transili itp, to ja wiem, natomiast chodzi mi bardziej o sam sposób podłączenia drivera do tranzystora.
Nie rysowałem tu szczegółów takich jak właśnie zabezpieczenie bramki, czy układ gasikowy.
Tam trzeba podpiąć kilka pinów co jest na ostatnim schemacie. kondensator magazynujący energię, do tego pompę ładunkową jeśli będzie potrzebna czy diody transil lub zener do zabezpieczenia bramki.
To wiadomo.
Jest to opracowane przecież na tym układzie c TMC239 co kiedyś razem męczyliśmy tu na forum.
Ale tutaj nie jestem pewien co uważać za "masę" dla takiego układu ponieważ jeden tranzystor będzie miał ją w innym miejscu niż drugi i co z zasilaniem logiki drivera w takim przypadku?

: 10 gru 2012, 22:25
autor: markcomp77
mag32 pisze: formowanie sinusoidy przy prądach dochodzących do 60A.
to już wiadomo jakie wtyki trzeba zastosować ;)
takie jak w sieci 3fazowej 64A... tej samej grubości
Ale tutaj nie jestem pewien co uważać za "masę" dla takiego układu ponieważ jeden tranzystor będzie miał ją w innym miejscu niż drugi i co z zasilaniem logiki drivera w takim przypadku?
to chyba trzeba naskrobać schemat... aby uzgodnić zeznania ;)

a do czego będzie potrzebne te 60A na sieciowym?