نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

[بسطام بيرامي]

پاسخ : پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

قبل از پرداختن به موضوع تغییرات امپدانس وجریان لازم است درمورد مدار تانک اطلاعاتی داشته باشیم-دو نوع مدار تانک استفاده میشود یکی نوع سری و دیگری نوع موازی که هریک کاربردهای خاص خودش را دارد -مدار سری با منبع ولتاژ تحریک میشود و مدار موازی با منبع جریان-که برای جلوگیری از طولانی شدن بحث با مدار نوع موازی کاری نداریم و بیشتر به نوع سری میپردازیم.

سلام استاد جبراییلی عزیز
آقا منم یکم علاقه مند شدم برای سخت کاری یه کوره درست کنم
ولی هرچی توی سایت های بیگانه که میبینم همه مدار تانک موازی استفاده کردند
میخواستم اول از شما سوال کنم تفاوت بین این دو مدار تانک سری و موازی به غیر از منبع ولتاژ و جریان در چییه؟!!!
و این که اگر ممکنه یه توضیح مختصری راجع به هر کدام از این تانک ها بفرمایید که هرکدام کجا استفاده میشوند

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

در مورد کوره القایی در همین تاپیک بحثهایی شده است که بهتر است مطالعه نمایید.http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...3665#msg553665
این مسئله در اوایل کار مدتها ذهن مرا به خود مشغول کرده بود و سرانجام به جوابهایی رسیدم لذا قبل از مطرح نمودن انها از دوستان دیگر خواهشمند است که لطفا اگر مطلبی در این زمینه دارند عنوان کنند تا اگر مطلبی جا افتاده باشد انرا عنوان خواهم کرد.

[بسطام بيرامي]

پاسخ : پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

در مورد کوره القایی در همین تاپیک بحثهایی شده است که بهتر است مطالعه نمایید.http://www.eca.ir/forum2/index.php?t...3665#msg553665
این مسئله در اوایل کار مدتها ذهن مرا به خود مشغول کرده بود و سرانجام به جوابهایی رسیدم لذا قبل از مطرح نمودن انها از دوستان دیگر خواهشمند است که لطفا اگر مطلبی در این زمینه دارند عنوان کنند تا اگر مطلبی جا افتاده باشد انرا عنوان خواهم کرد.

ممنون ولی شاید باورتون نشه همه این 49 - 50 صفحه رو خوندم
مطالب شما رو هم خیلی با دقت خوندم و حتی نکته برداشتم ازشون
توی سوالی هم که مطرح کردم دقیقا همان پست 388 شما را نقل قول کردم که مدار تانک موازی را توضیح نداده اید و فرمودید خارج از حوصله بحث ماست
من میخواستم ببینم دقیقا تفاوتشون غیر از نوع منبع تحریکشون چی هست ، کجاها از سری و کجاها از موازی استفاده میشه ، آیا در توان های خاصی سری و در توان های دیگر موازی استفاده میشه یا نه؟؟
من منتظر نظر دوستان و لطف شما میمانم
( اینم توی پرانتز اضافه کنم که استارت ساخت یه مدار ساده اولیه توان کم رو با توپولوژی هاف بریج و مدار تانک سری و کنترلر فاز CD4046 زدم و دارم مداری برای تست ائلیه میبندم و حتما نتایج کارم رو قرار میدم )

[voyager2020]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

تا جایی که من میدونم:
مدار تانک سری منجر به افزایش ولتاز رزونانس میشه برای همین باید خازن های تانک ولتاز بالاتری رو تحمل کنند! از اون گذشته اگر قطعه ی کار خیلی حجیم باشه این اثر تاثیر بیشتری میذاره! کل جریان کویل از اینورتر میگذره و سوئیچ ها حتما باید بتونن تحمل جریان و ولتاژ بالاتری داشته باشند! تعداد دور بالاتری هم باید داشته باشه
در کل در توانهای پایین مدار سری بیشتر استفاده میشه- ورک کویل رو نمیشه دورتر از اینورتر قرار داد!
و چون معمولا در ولتاژ سوئیچ ها محدودیت بیشتری نسبت به جریان اونها هست (مورد خازن های تانک هم همینطور) هست مدار سری محدودیت بیشتری در توان نسبت به موازی دارد

ولی مدار موازی باعث افزایش جریان در قطعه ی کار میشه و فقط قسمتی از این جریان از سوئیچ ها میگذره! و قسمت بیشتر کار یا تبادل جریان توسط خازن ها و بار انجام میشود و برای همین میشه ورک کویل رو با دور کمتری ساخت و دورتر از اینورتر قرار داد!(تلفات کمتری به علت مسافت دارد) ولی ورک کویل جریان بالاتری رو باید تحمل کنه و خازن های تانک هم همینطور- برای توانهای بالاتری میشه استفاده کرد

[Mahdi_Vaziri]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

وویاگر جان اینطور نیست!!
توان تحویل داده شده به قطعه کار مستقیما به ولتاژ کویل وابسته س. اگر در دو سیستم موازی و سری ولتاژ کویل به 500 برسه (با کویلهای مشابه) و 1 کیلو وات به قطعه کار منتقل بشه در هر صورت توان تحویل گرفته شده از اینورتر ثابت خواهد بود.(تفاوت کمی بین توانها وجود داره که پایینتر میگم چرا)

مزیتهای موازی نسبت به سری از نظر بنده
1- مسیر جریان کویل در موازی به دلیل اینکه معمولا خازن مستقیما به کویل متصل میشه کوتاه تره و مسلما r سری با کویل کوچکتره و تلفات کمی کمتره. همچنین این موضوع باعث میشه پیچیدن ترانس هم ساده تر بشه. در توانهای بالا کویل خیلی قطوره و نمیشه داخل ترانس پیچیدش و حتی انداختن یک هسته ترویید هم دورش سخته.(دلیل کمتر بودن توان تحویلی به دو سیستم یکسان با بار یکسان در پایینتر بودن تلفات این آرایشه که دلیلش هم ذکر شد)
2- در سیستم موازی اگر کویل اتصال کوتاه بشه اینورتر در پایینتری میزان تحویل توان قرار میگیره و به نوعی سیستم خودش رو در مقابل اتصال کوتاه کویل محافظت میکنه که اینورتر اسیب نبینه.

[voyager2020]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

اقا مهدی عزیز من هم همینا رو گفتم کجاش فرق میکرد؟! حرفت در مورد توان تحویلی به نظر من هم کاملا درسته ولی من حرفی غیر این نگفتم -توان 1 کیلو وات هم توان پایینی هست این حالت ها شاید در توانهای چند 10 برابر تفاوت خودش رو نشون بده -در سری مسیر جریانی که از کویل و خازن ها میگذره از سوئیچ ها هم میگذره در حالی که در موازی جریان کمتری از سوئیچ ها میگذره نسبت به سری! و برای همینه که میشه خازنها رو نزدیک کویل قرار داد و تلفات انتقال از اینورتر به کویل کمتره نسبت به سری در توان مساوی!
خازن تانک موازی یه جورایی باعث دمپ جریان کویل میشه و (میشه مشابه اسنابر فرضش کرد با این تفاوت که مانع عبور کل جریان از سوئیچ ها میشه) ولی در سری این خازنی که در رزونانس با کویل هست و کل جریان رو که در لحظه ممکنه چندین برابر هم بشه باید از سوئیچ ها عبور بده تا به کویل و برعکس برسونه! و در توان مساوی من فکر میکنم سری سوئیچ ها و خازنهای گنده تری بخواد :biggrin:
از اون گذشته مدار سری مسیر جریان قرینه ای نداره و مقاومت مسیر ها متفاوت هست و شک دارم در جریانهای بالا مثل موازی جواب بده -حالا اگر جایی اشتباه فکر میکنم بگید

[Mahdi_Vaziri]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

اینکه میگید در مدار سری کل جریان از سوییچها میگذره اشتباهه.
مجموع انرژی که در کویل و خازن و قطعه مار تلف میشه فقط از سمت سوییچها تامین میشه. غیر از این باشه ولتاژ کویل همینطوری بالا میره. شبکه رزوانسی توان رو دائما بین خازن و سلف رد و بدل میکنه. در سری مسیر جریان با یک تبدیل خیلی بزرگ مثلا بیست از سوییچها میگذره. که با فرض توان ثابت در موازی هم همون جریان از سوییچها میگذره.
این تفاوت توان خیلی کمه. فرض بگیریم که r کویل 1 میلی اهم باشه. و 3 متر طول کویل و با فرض اینکه سیمی که داخل ترانس میره از همون جنس کوسل باشه و 30 سانت مقاومت این سیم میشه 0.1 میلی اهم. پس فقط ده درصد تلفات بیشتر شد. و از اونجایی که توان رو باید اینورتر تامین بکنه اینورتر ده درصد بیشتر زیر بار میره. در هر صورت گردش جریان بین خازن و سلفه و اینورتر فقط توانی که داره به هر شکل داره از شبکه خازج میشه (قطعه کار و مقاومت کویل و مقاومت خازن) رو تامین میکنه فقط. این زیاد شدن تلفات تنها دلیلش مسیر بلند تر جریان در مدار سریه که برای جا دادن ترانس تو مسیر معمولا بلند تز از مدار موازی میشه. در هر صورت صحبت شما که این درصد کم تو توانهای بالا خودشو بدجور نشدن میده درسته.

[بسطام بيرامي]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام
من قبل از این که استاد پاسخ بدن یه مدار بستم که مدار تانکش سری هستش
خازناشو 4 تا خازن MKP که 0.68 میکرو فاراد 275 ولت هستند را موازی کردم
کویل ورک رو هم 4 دور مفتول تو پر مسی پیچیدم که فرکانس روزنانسش که حساب کردم 75 کیلو هرتز است
گیت ماسفت ها IRF840 رو با IR2104 درایو کردم و فرکانس رو روی 80 کیلو گذاشتم
ورودی DC مدار هم که پل دیود و دو تا خازن 400 ولت 330 میکرو گذاشتم و جریان ورودی رو فعلا روی 500 میلی آمپر محدود کردم
ولی به شدت ماسفت ها داغ میکنن و جزیان میکشن
شماتیک مدار هاف بریج :

مدار تانک به سر وسط خازن ها و سویچ ها متصل میشه

شما ببینید مشکل کارم کجاست
هم با ماسفت تست کردم هم با IGBT
فعلا خیلی خیلی توان رو پاییم گرفتم در حد 150 وات ببینم چی میشه ولی به شدت داغ میکنن سویچ ها

[Mahdi_Vaziri]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

احتمالا در فرکانس رزونانس نیستی. (اگر جریان رو محدود نمیکردی و همینطور بدون ترانس استفاده میکردی که احتمال آسیب دیدن سوییچهات که خیلی بالا بود. البته همینطوری هم توصیه میکنم از یک ترانس استفاده بکنی.

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام--تغذیه مدار درایو شما بسیار کم است بهتر است 18 ولت در نظر بگیرید.البته برای محاسبه دقیق فرکانس بهترین کار اندازه گیری مقدار سلف کویل میباشد ---اندازه واقعی کویل مشخص نیست -- فرکانس بطور تقریبی چیزی بین 50 تا 100 کیلو میباشد مگر اینکه ابعاد کویل کوچک باشد.در ظمن مقدار بدون بار و با بار تفاوت دارد.

[بسطام بيرامي]

پاسخ : پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام--تغذیه مدار درایو شما بسیار کم است بهتر است 18 ولت در نظر بگیرید.البته برای محاسبه دقیق فرکانس بهترین کار اندازه گیری مقدار سلف کویل میباشد ---اندازه واقعی کویل مشخص نیست -- فرکانس بطور تقریبی چیزی بین 50 تا 100 کیلو میباشد مگر اینکه ابعاد کویل کوچک باشد.در ظمن مقدار بدون بار و با بار تفاوت دارد.

سلام
والا من سلف و خازن رو شارژ کردم و بلافاصله اتصال کوتاه کردم خروجیشو و با اسیلوسکوپ دو سر خازن رو میگیرم فرکانس روزنانس رو بم 75 کیلو میده
وقتی قطعه کار رو وارد کویل میکنم فرکانس روزنانس با همین روش به 70 کیلو هرتز کاهش پیدا میکنه
من فردا ولتاژ درایور رو افزایش میدم و نتایج تست رو خدمتتون عرض میکنم
شماتیک هاف بریج و دیگر قسمتها مشکلی نداره؟؟!!
فعلا اصلا توان بالایی نمیخوام همین که بتونم قطعه کارو گرم کنم کفایت میکنه تا دستم گرم بشه بعد دقیق تر محاسبات و طراحی رو انجام بدم
و سوال دیگه به نظر شما IR2104 که جریان دهی 150 میلی آمپر داره برای درایو IGBT کم نیست؟؟!!
شکل موج خروجی رو که نگاه میکنم به نظرم گیت ها دیر روشن میشن پالس اعمالی با یه شیب افزایش پیدا میکنه
به نظرم دلیل اصلی تلفات سویچ همینه

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

فکر نمیکنم 2104 برای درایو 840 کم بیاورد ولی برای ای جی بی تی مناسب نخواهد بود--اگر با اسکوپ فرکانس را بدست اوردید که خوب حرفی نیست--فقط فرکانس سوییچینگ مدار باید بالاتر از رزونانس تانک باشد و نه کمتر--شیب موجود هم طبیعی است زیرا زمان روشن شدن در خروجی 2104 بیش از 600 نانو ثانیه میباشد.

[بسطام بيرامي]

پاسخ : پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

فکر نمیکنم 2104 برای درایو 840 کم بیاورد ولی برای ای جی بی تی مناسب نخواهد بود--اگر با اسکوپ فرکانس را بدست اوردید که خوب حرفی نیست--فقط فرکانس سوییچینگ مدار باید بالاتر از رزونانس تانک باشد و نه کمتر--شیب موجود هم طبیعی است زیرا زمان روشن شدن در خروجی 2104 بیش از 600 نانو ثانیه میباشد.

استاد جبرییلی من امروز تست کردم باز هم ماسفت ها به شدت داغ میکنن
حتی مدار رو هم مقداری تغییر دادم دو سر درین و سورس سویچ هام خازن 10 نانو و دیود هرزگرد BYV08 گذاشتم
برای تغذیه DC و زمین هم یه خازن ولتاژ بالا 0.68 میکرو MKP قرار دادم
و همه شکل موج ها رو هم بررسی کردم خروجی خیلی عالی صاف و ترو تمیزه نمیدونم مشکل از چی میتونه باشه
سویچ ها به شدت داغ میکنن هرچند زمان روشن شدنشونم زیر 600 نانو ثانیه بود و با هم هم تداخل نداشتن که همزمان دو سویچ روشن شوند

فرکانس روزنانس رو هم توی این مدار فرکانسو به ورودی اعمال کردم و دو سر خازن رو با اسکوپ چک کردم و ورمانس رو تغییر دادم تا تشدید اتفاق افتاد و فرکانس سویچ هام رو از این مقدار بیشتر گرفتم
ممکنه شما یه مدار درایور Half Bridge بم معرفی کنید که با اون IC کار کنم و بتونم توی توان های بالا تر هم از همون استفاده کنم

[شاهرخ مستقیمی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام.
دارم جسارت میکنم که در حضور استاد جبرائیلی، جوابِ سوالی رو عرض میکنم. :redface:
بسطام جان پیشنهاد میکنم از ترانس پالس استفاده کنی واسه درایو سوئیچ ها. ساده ترین راهش هم اینه که یه اولیه داشته باشی و دوتا ثانویه (AوB)که ثانویه ی A رو معکوس ثانویه ی B وصل کنی به سوئیچ ها.
برای درایو اولیه ی ترانس هم میتونی از TC4420 استفاده کنی یا اینکه خودت با دوتا ترانزیستور یه پوش-پول درست کنی.
این نقشه ی استاد جبرائیلی هست که دارم قرار میدم (البته استاد این نقشه رو قبلا تو اوایل همین تاپیک فکر کنم گذاشته بودن) ببین استاد واسه ی گیت ماسفت ها از چی استفاده کرده؟

[بسطام بيرامي]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام.
دارم جسارت میکنم که در حضور استاد جبرائیلی، جوابِ سوالی رو عرض میکنم. :redface:
بسطام جان پیشنهاد میکنم از ترانس پالس استفاده کنی واسه درایو سوئیچ ها. ساده ترین راهش هم اینه که یه اولیه داشته باشی و دوتا ثانویه (AوB)که ثانویه ی A رو معکوس ثانویه ی B وصل کنی به سوئیچ ها.
برای درایو اولیه ی ترانس هم میتونی از TC4420 استفاده کنی یا اینکه خودت با دوتا ترانزیستور یه پوش-پول درست کنی.
این نقشه ی استاد جبرائیلی هست که دارم قرار میدم (البته استاد این نقشه رو قبلا تو اوایل همین تاپیک فکر کنم گذاشته بودن) ببین استاد واسه ی گیت ماسفت ها از چی استفاده کرده؟

سلام شاهرخ جان گل
آقا سال نوی گذشتت مبارک
البته ببخشید من روی سوالام همه با استاد جبرییلیه ولی همه عزیزان استاد ما هستن
آقا خدا خیرت بده همه عکسا پاک شدن باورت نمیشه چقد حسرت خوردم شماتیکای استاد پاک شدن
ممنون من بررسیش میکنم ببینم به کجا میشه رسید
امروز SG3525 رو انتخاب کردم مدارشم بستم و اونو با IR2113 که دو ورودی داره بستم
ولی وقت نشد تست کنم ببینم چی میشه به نظرم با 3525 میتونم دد تایم و فرکانسو ... دقیقتر کنترل کنم
حالا باز تست میکنم ببینم چی در میاد