نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

[عباس جبراییلی]

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

با سلام -در طراحی کوره القایی شرایطی در نظر گرفته میشود که در ان شرایط سوییچها اسیب نبینند.یکی از انها هم این است که تحت هیچ شرایطی در محدوده دیگری به غیر از محدوده تعریف شده در طراحی --س.ییچها کار نکنند مثلا در رزونانس سری در اولیه تحت هیچ شرایطی نباید در زیر فرکانس رزونانس کار کرد در غیر اینصورت سوییچها خواهند سوخت.در مطلب گفته شده منظور از اینکه بار سلفی میباشد همین بود والا اگر فرکانس پایین بیاید بار دیده شده خازنی خواهد بود که در چنین حالتی سوییچها خواهند سوخت.و ما مجاز به کار در این ناحیه نمی باشیم---در مورد دیود هم اگر خوب دقت کنید گفته شده یک دیود 4.26 امپری و پیک عبوری از دیود به صورت لحظه ای 110.76 امپر میباشد.در دیتا شیت دیودها این پارامترها داده شده.یعنی جریان متوسط عبور کننده از دیود که همان 4.26 است و جریان پیک لحظه ای که 110.26 است در صورتیکه اندکی وقت صرف نمایید و با نرم افزارهای شبیه ساز مدار یکسو کننده تمام موج را شبیه سازی کنید میتوانید به درست یا غلط بودن انها پی ببرید.

[maktoob]

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

عرض سلام خدمت استاد جبرائیلی.
راستش این قراره کوره 10 کیلووات بشه :mrgreen: :

حالا چندتا سوال دارم که خواهش میکنم راهنمایی کنید. اولی اینکه برای خازنای مدار تانک از 70 تا خازن mkp پلی پروپیلن استفاده کردم و انتظار دارم موقع کار حسابی داغ بشن.برای همین همشونو تویه یه محفظه فلزی گذاشتم و میخوام محفظه رو با یه مایع خنک کننده پر کنم. پیشنهادتون برای نوع مایع چیه؟ آب یا روغن؟؟ اگه روغن چه نوعیش؟؟


سوال دیگم در مورد خازن dc blocking سری با اولیه ترانسفورمره . من از 6 عدد خازن پلی پروپیلن mkp , هرکدام 1 میکروفاراد و 1200 ولت موازی با هم استفاده کردم. این مشکلی ایجاد نمیکنه؟؟


و عرض آخرم اینه که برای تشخیص فرکانس رزونانس چه راه حلی پیشنهاد میکنید؟؟؟
بسیار بسیار ممنونم.

[عباس جبراییلی]

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

با سلامم- دوست عزیز برای ساخت کوره مراحلی را قبلا توضیح داده بودم که در ان ابتدا نوع قطعه کار باید مشخص باشد یعنی ابعاد--سپس درجه حرارت لازم و بعد از ان مدت زمان رسیدن به ان حرارت --از روی این اطلاعات توان و فرکانس مورد نیاز محاسبه میشود.و سپس محاسبه خازن-کویل و ترانس مچینگ---ابتدا توپولوژی مورد استفاده تان را مشخص نمایید؟از چه نوعی و در کدام سمت ترانس؟یا اصلا ترانس دارد یا مستقیما با سوییچها رزونانس کار میشود؟از چه نوعی؟--فرکانس کاری؟--

[maktoob]

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

با سلامم- دوست عزیز برای ساخت کوره مراحلی را قبلا توضیح داده بودم که در ان ابتدا نوع قطعه کار باید مشخص باشد یعنی ابعاد--سپس درجه حرارت لازم و بعد از ان مدت زمان رسیدن به ان حرارت --از روی این اطلاعات توان و فرکانس مورد نیاز محاسبه میشود.و سپس محاسبه خازن-کویل و ترانس مچینگ---ابتدا توپولوژی مورد استفاده تان را مشخص نمایید؟از چه نوعی و در کدام سمت ترانس؟یا اصلا ترانس دارد یا مستقیما با سوییچها رزونانس کار میشود؟از چه نوعی؟--فرکانس کاری؟--

ممنون از توجهتون.
این کوره قراره عملیات حرارتی case hardening رو روی قطعه کار فولادی انجام بده .به همین دلیل فرکانس 20-30 کیلوهرتز انتخاب شده.در مورد ابعاد قطعه کار هم یک میله توپر فولادی به قطر حدود 70 میلی متر در نظر گرفته شده. انتظار داریم دمای سطح قطعه تا عمق 0.2 تا 0.5 به 850 تا 900 درجه برسد و مدت زمان هم هرچه کمتر بهتر (مثلا 10 ثانیه).
بطور کلی این کوره را بعنوان پروژه کارشناسیم و کسب تجربه میسازم و کاربرد مشخصی براش در نظر ندارم.بهمین دلیل هرکدام از پارامتر های بالا که عرض کردم میتواند تغییر کند !
مدار تانک موازی , در ثانویه ترانس را در نظر دارم. در مورد اینورتر از توپولوژی فول بریج با کنترلر uc3879 (کنترل توان بصورت شیفت فاز ) استفاده میکنم. خازن dc blocking هم که عرض کردم سری یا اولیه ترانسفورمر قرار میگیرد . خروجی ترانسفورمر هم توسط یک سلف سری ( 30 میکرو هانری) به مدار تانک متصل میگردد.
ترانسفورمر 14 دور در اولیه و 2 دور در ثانویه دارد و بر روی هسته EE110 پیچیده شده است
بانک خازن هم از 74 خازن موازی با هم با ظرفیت معادل 13.48 میکرو فاراد ساخته شده.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
و اما کویل...در مورد قطعه کارهای فولادی در ابتدای پروسه ی گرمادهی پایین ترین فرکانس رزونانس در مدار تانک را شاهد هستیم و بعد از عبور قطعه کار از دمای کوری فرکانس رزونانس به بیشترین مقدار خود میرسد که نزدیک به فرکانس رزونانس در حالت بی باریست. پس کویل را طوری خواهیم پیچید که اندوکتانس آن در حالت بی باری حدود 2 تا 3 میکرو هانری باشد .
---------------------------------------------------------------------

[عباس جبراییلی]

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

با سلام--عمق نفوذ دو دهم تا نیم میلی متر نیازمند فرکانس کاری بالاتر از 100 کیلو هرتز میباشد.طول قطعه را نداده اید ابتدا باید وزن موثر یا وزنی که حرارت داده میشود را بدست اورده و از روی جدولی که قبلا گفته شده توان را محاسبه نمایید.حال با فرض اینکه توان همان 10 کیلو وات باشد و رزونانس در ثانویه به صورت موازی ادامه میدهیم..ولتاژ دو سر تانک و جریان اینورتر برای تشخیص رزو نانس استفاده میشود که در این حالت هم فاز میشوند.مقدار خازن دی سی بلاکینگ باید خیلی بیشتر در نظر گرفته شود برای هر کیلو وات حدود 2 میکرو فاراد.اگر کمتر باشد مشکلی که پیش میاورد این است که مقداری از ولتاژ ورودی روی ان افت کرده و برای توان ثابت در خروجی باعث افزایش جریان در اولیه خواهد شد.در ظمن مقدار ان نباید طوری باشد که سلف دیده شده از اولیه با ان در رزونانس شرکت کند یعنی باید فرکانس رزونانس این خازن و سلف دیده شده از سمت اولیه کمتر از رزونانس مدار تانک باشد.تا در فرکانس رزونانس ثانویه این خازن اتصال کوتاه دیده شود.برای خنک کردن میتوانید از اب استفاده نمایید.زیرا ولتاژ پایین میباشد و مشکلی ندارد.

[maktoob]

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

با سلام--عمق نفوذ دو دهم تا نیم میلی متر نیازمند فرکانس کاری بالاتر از 100 کیلو هرتز میباشد.طول قطعه را نداده اید ابتدا باید وزن موثر یا وزنی که حرارت داده میشود را بدست اورده و از روی جدولی که قبلا گفته شده توان را محاسبه نمایید.حال با فرض اینکه توان همان 10 کیلو وات باشد و رزونانس در ثانویه به صورت موازی ادامه میدهیم..ولتاژ دو سر تانک و جریان اینورتر برای تشخیص رزو نانس استفاده میشود که در این حالت هم فاز میشوند.مقدار خازن دی سی بلاکینگ باید خیلی بیشتر در نظر گرفته شود برای هر کیلو وات حدود 2 میکرو فاراد.اگر کمتر باشد مشکلی که پیش میاورد این است که مقداری از ولتاژ ورودی روی ان افت کرده و برای توان ثابت در خروجی باعث افزایش جریان در اولیه خواهد شد.در ظمن مقدار ان نباید طوری باشد که سلف دیده شده از اولیه با ان در رزونانس شرکت کند یعنی باید فرکانس رزونانس این خازن و سلف دیده شده از سمت اولیه کمتر از رزونانس مدار تانک باشد.تا در فرکانس رزونانس ثانویه این خازن اتصال کوتاه دیده شود.برای خنک کردن میتوانید از اب استفاده نمایید.زیرا ولتاژ پایین میباشد و مشکلی ندارد.

راستش توی این سایت : http://www.richieburnett.co.uk/indheat.html توضیحاتی در مورد رزونانس یابی آورده .اگه به گراف زیر نگاه کنیم میبینیم که ولتاژ دو سر تانک و جریان اینورتر در دو نقطه همفاز میشوند.یکی در فرکانس رزونانس و دیگری در فرکانسی پایینتر از رزونانس که این میتونه مشکلساز بشه!.( قرمز ولتاژ مدار تانکه و سبز جریان اینورتر که در گراف پایینی فاز این دو نسبت به ولتاژ اینورتر رسم شده اند:

پیشنهادی که توی همین سایت مطرح شده اینه که برای تنظیم فرکانس بهتره از ولتاژ خروجی اینورتر و ولتاژ دو سر مدار تانک نمونه برداری کرده و در جایی که ولتاژ مدار تانک 90 درجه عقبتر از ولتاژ اینورتر باشد , فرکانس فیکس شود.خودم هم موقعی که کوره 1 کیلووات رو تست میکردم این موضوع را تحقیق کردم و بنظر درست می آید:

که سیگنال سینوسی ولتاژ مدار تانکه و سیگنال مربعی ولتاژ اینورتر. حالا استاد نظر شما چیه؟؟اگه ولتاژ تانک و جریان اینورتر مبنا قرار گیرد آیا امکان این وجود نخواهد داشت که pll به اشتباه در فرکانس پایینتر از رزونانس قفل شود؟؟
سپاسگذارم.

[عباس جبراییلی]

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

با سلام--دوست عزیز ما سر انجام متوجه نشدیم شماتیک شما دقیقا به چه شکلی میباشد.ترانس مچینگ با سلف مچینگ تفاوتش از زمین است تا زیر زمین.در مداری که در سایت نشان داده نوع دیگری از رزونانس میباشد.مدار شما به چه شکل میباشد؟.بگذریم فقط جهت اطلاع باید نظرتان برسانم که کار با پی ال ال نکات بسیار ریزی دارد که پرداختن به انها در حوصله این تاپیک نمیباشد فقط به یک مورد کلی که بیشترین ایرادهای طراحی مربوط به همین نکته میباشداشاره میکنم و مابقی را خودتان مطالعه فرماییدنکته این است هر پی ال ال چند مقایسه گر فاز دارد که به نوع اول-دوم-سوم-تقسیم بندی میشود .نوع اول اکس اور میباشد--نوع دوم توسط منبع جریان کار میکند و نوع سوم را هم کاری نداریم انچه که مهم است این است که در کوره القایی از نوع اول و دوم بیشتر استفاده میشود --استفاده از نوع اول یا دوم بستگی به این دارد که از چه پارامترهایی از مدار مثل جریان و ولتاژ و از کدام شاخه از مدار نمونه گیری انجام میشود..همچنین نوع اول اگر به درستی طراحی نشود گاهی در فرکانس رزونانس و گاهی در غیر از رزونانس قفل خواهد کرد----نوع دوم نیز اگر درست طراحی نشود گاهی قفل کرده و گاهی قفل نخواهد کرد.نوع اول گاهی در 90 درجه و گاهی در -90 درجه قفل میکند و شما نباید اجازه دهید که در -90 درجه قفل کند.هر دوی این ناحیه ها در نوع اول دارای قابلیت قفل کردن هستند ولی یکی در پایین رزونانس و دیگری در رزونانس.

[sina_javan]

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

نوع اول گاهی در 90 درجه و گاهی در -90 درجه قفل میکند و شما نباید اجازه دهید که در -90 درجه قفل کند.هر دوی این ناحیه ها در نوع اول دارای قابلیت قفل کردن هستند ولی یکی در پایین رزونانس و دیگری در رزونانس.

البته شکر میون کلامتون . میشه با استفاده از یک کنترل کننده PI تنظیم کرد که دقیقا روی چه فرکانسی قفل کند . به این ترتیب که اگر صفر ولت را به عنوان ست پوینت بدهیم بره نزدیک فرکانس رزونانس و اگر به اندازه VCC بهش ولتاژ بدهیم فرکانس را آنقدر زیاد کنه که اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان 180 درجه بشه . در واقع روش کنترلی PFM یا Pulse frequency modulation همین طوری توان را کنترل میکنه. البته باید فرکانس free running مربوط به PLL طوری تنظیم شود که یک وقت حالت کار وارد فرکانس زیر رزونانس نشه. که اگه بشه مدار ناپایدار میشه دیگه . البته در حضور استاد جسارته ما حرف میزنیم. اگه غلط میگم راهنماییم کنید.

با سلام -در طراحی کوره القایی شرایطی در نظر گرفته میشود که در ان شرایط سوییچها اسیب نبینند.یکی از انها هم این است که تحت هیچ شرایطی در محدوده دیگری به غیر از محدوده تعریف شده در طراحی --س.ییچها کار نکنند مثلا در رزونانس سری در اولیه تحت هیچ شرایطی نباید در زیر فرکانس رزونانس کار کرد در غیر اینصورت سوییچها خواهند سوخت.در مطلب گفته شده منظور از اینکه بار سلفی میباشد همین بود والا اگر فرکانس پایین بیاید بار دیده شده خازنی خواهد بود که در چنین حالتی سوییچها خواهند سوخت.و ما مجاز به کار در این ناحیه نمی باشیم

بازم شکر میون کلامتون . حتما میدونید که در توان های بالا که از SCR به عنوان سوییچ استفاده میکنند اتفاقا در همین حالت خازنی از مدار استفاده میکنند تا بتوانند از کموتاسیون طبیعی استفاده ببرند. البته در همین توانهای پایین هم در صورتی که همپوشانی رخ ندهد میشه از مدار در حالت خازنی استفاده کرد. اصلا من خودم یه مقاله کنفرانس دیدم که همین کار را کرده بود. در واقع گفته بود که در روش مدولاسیون فرکانسی، چون در توان های پایین باید به سمت فرکانس خیلی بالا برویم و این تلفات کلیدزنی را زیاد میکند، ما فرکانس را میبریم پایین تا جاییکه کمتر از حدی شود که همپوشانی داشته باشیم. در اینصورت سوییچها هم ZVS و هم ZCS خواهند داشت. البته نمیدونم در عمل هم از این روش استفاده میشه یا نه ! :read:

در مورد دیود هم اگر خوب دقت کنید گفته شده یک دیود 4.26 امپری و پیک عبوری از دیود به صورت لحظه ای 110.76 امپر میباشد.در دیتا شیت دیودها این پارامترها داده شده.یعنی جریان متوسط عبور کننده از دیود که همان 4.26 است و جریان پیک لحظه ای که 110.26 است در صورتیکه اندکی وقت صرف نمایید و با نرم افزارهای شبیه ساز مدار یکسو کننده تمام موج را شبیه سازی کنید میتوانید به درست یا غلط بودن انها پی ببرید.

عجب ! یعنی در دیتاشیت دیودها 2 تا جریان داده . یکی متوسط و یکی ماکزیمم ؟ من اصلا برای دیود نمیرفتن سراغ دیتاشیت! و همینطوری کیلویی میرفتم از چهره پل دیودی را با همان آمپری که فروشندش میگفت میخریدم و میذاشتم تو مدار !!! پس باید برم سراغ دیتاشیت :redface: آخه یه مشکلی هست . آدم اگه بره از تو اینترنت مثلا 10 تا قطعه هم پیدا کنه ممکنه تو بازار گیرش نیاد ... انگار اول باید مثلا از یه جا ببینه که تو بازار چه چیزهایی موجود هست. بعد بره دیتاشیت اونا رو بخونه و از بینشون اونی را که به کارش میاد انتخاب کنه ! :cry:

برای اشنایی بیشتر با کوره خواندن کتاب لینک زیر پیشنهاد میشود.http://www.2shared.com/document/8ywG..._Heating_.htmlدر ظمن از انجاییکه توان مورد نیاز بالاتر از 1000 وات میباشد توپولوژی هاف بریج مناسب نبوده و باید فول بریج استفاده شود.و تغییر توپولوژی باعث تغییر محاسبات و تغییر اندازه هسته و تعداد دور ان خواهد شد و علاوه بر اینها مجبور به استفاده از شیفت فاز در مدار فرمان خواهیم بود تا تلفات کمتر شود.

استاد این لینکه که فیلتره ...میشه فایلشو دوباره بذارید ؟ در مورد هاف بریج هم انگار شما زیاد از این توپولوژی خوشت نمیاد . تا جاییکه من میدونم شرکت زیمنس در اجاقهای القاییش که هر شعله اش تا حدود 3 کیلو وات هم توان داره از این توپولوژی استفاده میکنه . چرا میگید برای توانهای بالاتر این توپولوژی مناسب نیست؟

---

اضافه شده در تاریخ :

که سیگنال سینوسی ولتاژ مدار تانکه و سیگنال مربعی ولتاژ اینورتر. حالا استاد نظر شما چیه؟؟اگه ولتاژ تانک و جریان اینورتر مبنا قرار گیرد آیا امکان این وجود نخواهد داشت که pll به اشتباه در فرکانس پایینتر از رزونانس قفل شود؟؟
سپاسگذارم.

من خودم برای پروژه ارشدم PLL را طوری استفاده کردم که بره و روی یک سوم فرکانس قفل بشه .البته duty cycle کلیدهام 50 درصد هستند. طبق تجربه فکر کنم این PLL روی مضارب فرکانس قفل میکنه . مثلا دو برابر - نصف و سه برابر را که خودم دیدم !

---

اضافه شده در تاریخ :

ببخشید استاد ...این عکستون لینکش مشکل پیدا کرده و باز نمیشه. میشه لطف کنید و دوباره قرارش بدید اینجا؟

اضافه شدن جریان هر لایه به لایه بعدی طوری است که جریان خود سیم پیچ به طور متوسط تغییری نمیکند یغنی جریان در دو جهت مساوی و مخالف در لایه سیم پیچ القا میشود لذا جریان خالص سیم پیچ تغییری نمیکند مثلا اگر از لایه اول 10 امپر و از لایه بعد 4 امپر عبور کند لایه اول که 10 امپر بود 2 جریان 10 امپری در جهت خلاف هم به سطح سیم حامل جریان 4 امپر القا میکند لذا جریان خالص سیم 4 امپری همان 4 امپر است ولی تلفاتی که در سیم 4 امپر ایجاد میکند برابر است با مقاومت سیم 4 امپری ضربدر مجموع توان دوم جریانها.برای همین در جداول فرکانس بر حسب اینکه چند لایه سیم پیچ داشته باشیم و قطر سیم داده شده.

اثر مجاورت

جدول انتخاب قطر سیم

استاد .. من متاسفانه یکم دیر به این بحث رسیدم . توروخدا اگه ممکنه یکبار دیگه این فایلها را پلود کنید. چون تمام لینکاش مشکل پیدا کرده . و اطلاعاتی هم که شما اینجا میگذارید خیلی سخت میشه جای دیگه پیداش کرد :agree:
استاد..میدونم خیلی پررو شدم ...ولی میشه یکم این چند جمله پایین را بشتر توضیح بدید ؟

و جان کلام ان نیز این است که لایه های سیم پیچها مثل اولیه و ثانویه بر روی هم اثر گذاشته و اولین سیم پیچ روی سیم پیچ بعدی به اندازه جریان خودش به صورت جریان ادی در سطح ان جریان القا میکند و سیم پیچ دوم روی سیم پیچ سوم نیز به اندازه جریان خودش جریان القا میکند و همینطور الی اخر. اضافه شدن جریان هر لایه به لایه بعدی طوری است که جریان خود سیم پیچ به طور متوسط تغییری نمیکند یغنی جریان در دو جهت مساوی و مخالف در لایه سیم پیچ القا میشود لذا جریان خالص سیم پیچ تغییری نمیکند مثلا اگر از لایه اول 10 امپر و از لایه بعد 4 امپر عبور کند لایه اول که 10 امپر بود 2 جریان 10 امپری در جهت خلاف هم به سطح سیم حامل جریان 4 امپر القا میکند لذا جریان خالص سیم 4 امپری همان 4 امپر است ولی تلفاتی که در سیم 4 امپر ایجاد میکند برابر است با مقاومت سیم 4 امپری ضربدر مجموع توان دوم جریانها

[عباس جبراییلی]

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

با سلام--ان اطلاعات مال زمانی بود که هنورز علم پیشرفت نکرده بود و تلفات ماسفتها و ای جی بی تی ها هم زیاد بود.در انزمان جداولی وجود داشت که میگفت از چه نوع توپولوژی در چه توانی استفاده شود.شاید اکنون که علم پیشرفت کرده ان جداول هم تغییر کرده و المانهای جدیدی جایگزین شده که متاسفانه در اینجا هنوز یافت نمیشود.بحث ما بیشتر بر روی رزونانس سری بود.پی ال ال را میتوان نه تنها در مضارب صحیح بلکه در هر فرکانسی قفل نمود ولی مهم این است که ایا جوابگوی نوع کار میباشد یا نه و همچنین میتوان با هر نوع توپولوژی و هر نوع مدار سوییچینگی کوره القایی ساخت ولی به چه قیمت و با چه راندمانی؟ در مورد دیودها نیز بهتر است با دقت بیشتری به دیتا شیت انها نگاهی بیاندازید .

[sina_javan]

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

چند تا سوال داشتم از خدمت استاد محترم که اگه لطف کنین جوابشون بدین خیلی مدیونتون میشم .
1- علت استفاده از آی سی های درایور چیه ؟ در واقع غیر از اینکه این آی سی ها جریان گیت را تامین کنند چه کار دیگه ای انجام میدهند و آیا باید حتما مورد استفاده قرار بگیرند . من خودم از آی سی HCPL316J استفاده میکردم ولی نتوانستم با توجه به اطلاعات دیتاشیت بفهمم که این آی سی تا چه فرکانسی را میتواند درایو کند. یعنی چون در استفاده از اطلاعات دیتاشیت تبحر ندارم نمیدانم چطور باید اینکار را بکنم .
2- چگونه میتوان با استفاده از اطلاعات داده شده در برگه اطلاعاتی ای جی بی تی ( مثلا ton td toff و...) مقدار فرکانس کاری آن را فهمید ؟ ارتباط ماکزیمم فرکانس کاری قطعه با این پارامترها چیست ؟
3- برای تخمین تلفات کلیدزنی به صورت تئوری چه روشی وجود دارد ؟ آیا روشی که در آن از طریق دانستن زمان افت ولتاژ دو سر کلید به صورت خطی و افزایش جریان به صورت خطی ( مثلا در زمان روشن شدن کلید) استفاده شود و مثلا انتگرال بگیریم و در فرکانس کلیدزنی ضرب کنیم میشناسید ؟ من حتی در جایی شنیدم که بجای تقریب خطی از تقریب درجه دو استفاده میکنند. ولی با روش کار اصلا آشنا نیستم.
4- برای کلیدزنی بهتر در آیجیبیتی یاز ولتاژ منفی استفاده میکنند . اگر اشتباه نکنم این ولتاژ برای بهتر خاموش شدن کلید است. چطور باید میزان این ولتاژ را محاسبه کرد؟
5- در جایی فرمودید که اگر مقدار مقاومت محاسبه شده برای گیت از مقدار مناسب آن کمتر شود باعث بروز EMI و di/dt میشود . میشود کمی بیشتر توضیح دهید؟
6- آیا اگر جریان گیت در هنگام درایو کردن کم باشد باعث ایجاد تلفات در کلید میشود؟
7- چه عواملی غیر از حرارت زیاد ناشی از تعدی از مقادیر نامی جریان ماسفت را میسوزاند ؟ چیزی در ذهنم هست که مثلا dv/dt یا di/dt در scr باید رعایت شود تا کلید سالم بماند. آیا در ماسفت یا آیجیبیتی هم این موارد میتواند باعث سوختن کلید شود ؟
8- من آخرش این ترانس مچینگ را درست نفهمیدم چیکار میکنه . قبلا فرمودید که به دلیل کاهنده بودن جریان را در کویل افزایش میدهد. خوب مگه چیری که برای ما حرارت درست میکند شار دور نیست ؟ و مگه به هر نسبتی که جریان اضافه شده است تعداد دور کم نشده است ؟ پس شار دور ثابت است . در واقع هر قدر نسبت این ترانس بیشتر باشد مگه نمیتواند معادل باشد که اصلا ترانس نداشته باشیم و سلف بزرگتری را بکار بگیریم ؟ پس فلسفه این ترانس چیست ؟ البته فرمودید که برای تطبیق امپدانس است . اصلا نفهمیدم یعنی چه ! :sad: البته داستان مداری تطبیق امپدانس را میدانم ولی ارتباطش را با اینجا نمیفهمم. تنها چیزی که به نظرم میرسه اینه که شاید گذاشتن ترانس میتونه به خنک کاری از طریق آب کمک کنه و کار را ساده تر کنه ! میشه کمی بیشتر در این رابطه توضیح بدید.
ممنون میشم اگه به سوالاتم جواب بدید

[عباس جبراییلی]

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

با سلام-علت استفاده از ای سی های درایور چند دلیل دارد-که عبارتند از کم حجم شدن مدار-افزایش سرعت سویچینگ-استفاده از مدارهای حفاظتی انها برای حفاظت سوییچ ها زیرا قیمت سوییچها بالا بوده و نباید به راحتی بسوزند.اگر در دیتا شیت ان ای سی نگاه کنید نوشته شده حد اکثر سرعت سو یچینگ نیم میکرو ثانیه که زمان Rist time ,Fall time در لبه های بالا رونده و پایین رونده میباشد یعنی 1 میکرو ثانیه از زمان پالس فقط در این لبه ها تلف میشود یعنی اگر لبه های پالس برسد یک شکل مثلثی با شیب نیم میکرو ثانیه در دو طرف ایجاد میشودو از حالت پالس مربعی خارج میشود.لذا معمولا 10 برابر این مدت زمان یعنی 10 میکرو ثانیه حد اقل زمانی است که میتواند پالسمربعی بسازد یعنی 10 میکرو ثانیه که فرکانس ان میشود 100 کیلو هرتزو این حد اکثر فرکانسی است که مستواند کار کند.در ای جی بی تی ها شما باید تمام زمانهای سویچینگ را با هم جمع کرده و انرا ده برابر کنید تا پریود سوییچینگ بدست اید با عکس کردن ان فرکانس کاری ای جی بی تی بدست می اید.تلفات سو یچینگ هم در کتابها فرمولهایی نوشته شده ومیتوانید به انها مراجعه نمایید.تلفات فقط سوییچینگ نمیباشد چند نوع تلفات وجود دارد که راجع به همه انها قبلا بحث شده.4-در سوییچها ی ماسفت و ای جی بی تی حد اکثر ولتاژی که میتوان به سوییچ داد مثبت و منفی 20 ولت و حد اقل ان بهتر است بیشتر از 12 ولت باشد.اینها را هم در نمودارهای اطلاعاتی سوییچها داده اند.5--افزایش سرعت سو ییچینگ برابر است با افزایش هار مونیکهای فرکانس بالا.6--کاهش جریان گیت یعنی افزایش زمان سوییچ کردن که باعث کم شدن شیب زمان بالا رفتن ولتاژ و جریان شده و تلفات افزایش میابد.7--وجود پیک ولتاژ سوزنی در دو سر سوییچها که اگر از مقادیر نامی انها بیشتر شود قطعه را میسوزاند بیشترین عامل سوختن سوییچها درست نبودن مدار درایور میباشد.و انهم نه در بار ها و جریان زیاد بلکه در بار های خیلی کم البته این قضیه بیشتر در عرض پالس های متغییر اتفاق می افتد هنگامیکه عرض پالس کم میشود شکل پالس از حات مربعی خارج شده و دامنه ان نیز کاهش میابد و باعث واردشدن سوییچ به ناحیه خطی شده و تلفات بسیار زیادی را در ان ایجاد کرده و در نهایت میسوزد.8-چیزی که برای ما حرارت ایجاد میکند شار دور نیست بلکه جریان ایجاد شده در فلز می باشد.شما باید این جریان را زیاد کنید.این جریان هم با افزایش شار زیاد میشود .ولی مقدار ان بستگی به توان منبع شما دارد که ایا میتواند انرا تامین کند یا خیر.

[sina_javan]

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

با سلام-علت استفاده از ای سی های درایور چند دلیل دارد-که عبارتند از کم حجم شدن مدار-افزایش سرعت سویچینگ-استفاده از مدارهای حفاظتی انها برای حفاظت سوییچ ها زیرا قیمت سوییچها بالا بوده و نباید به راحتی بسوزند.اگر در دیتا شیت ان ای سی نگاه کنید نوشته شده حد اکثر سرعت سو یچینگ نیم میکرو ثانیه که زمان Rist time ,Fall time در لبه های بالا رونده و پایین رونده میباشد یعنی 1 میکرو ثانیه از زمان پالس فقط در این لبه ها تلف میشود یعنی اگر لبه های پالس برسد یک شکل مثلثی با شیب نیم میکرو ثانیه در دو طرف ایجاد میشودو از حالت پالس مربعی خارج میشود.لذا معمولا 10 برابر این مدت زمان یعنی 10 میکرو ثانیه حد اقل زمانی است که میتواند پالسمربعی بسازد یعنی 10 میکرو ثانیه که فرکانس ان میشود 100 کیلو هرتزو این حد اکثر فرکانسی است که مستواند کار کند.در ای جی بی تی ها شما باید تمام زمانهای سویچینگ را با هم جمع کرده و انرا ده برابر کنید تا پریود سوییچینگ بدست اید با عکس کردن ان فرکانس کاری ای جی بی تی بدست می اید.تلفات سو یچینگ هم در کتابها فرمولهایی نوشته شده ومیتوانید به انها مراجعه نمایید.تلفات فقط سوییچینگ نمیباشد چند نوع تلفات وجود دارد که راجع به همه انها قبلا بحث شده.4-در سوییچها ی ماسفت و ای جی بی تی حد اکثر ولتاژی که میتوان به سوییچ داد مثبت و منفی 20 ولت و حد اقل ان بهتر است بیشتر از 12 ولت باشد.اینها را هم در نمودارهای اطلاعاتی سوییچها داده اند.5--افزایش سرعت سو ییچینگ برابر است با افزایش هار مونیکهای فرکانس بالا.6--کاهش جریان گیت یعنی افزایش زمان سوییچ کردن که باعث کم شدن شیب زمان بالا رفتن ولتاژ و جریان شده و تلفات افزایش میابد.7--وجود پیک ولتاژ سوزنی در دو سر سوییچها که اگر از مقادیر نامی انها بیشتر شود قطعه را میسوزاند بیشترین عامل سوختن سوییچها درست نبودن مدار درایور میباشد.و انهم نه در بار ها و جریان زیاد بلکه در بار های خیلی کم البته این قضیه بیشتر در عرض پالس های متغییر اتفاق می افتد هنگامیکه عرض پالس کم میشود شکل پالس از حات مربعی خارج شده و دامنه ان نیز کاهش میابد و باعث واردشدن سوییچ به ناحیه خطی شده و تلفات بسیار زیادی را در ان ایجاد کرده و در نهایت میسوزد.8-چیزی که برای ما حرارت ایجاد میکند شار دور نیست بلکه جریان ایجاد شده در فلز می باشد.شما باید این جریان را زیاد کنید.این جریان هم با افزایش شار زیاد میشود .ولی مقدار ان بستگی به توان منبع شما دارد که ایا میتواند انرا تامین کند یا خیر.

با تشکر از توضیحات کاملتون . ولی در مورد آخر هنوز ابهام دارم. درسته که شما میفرمایید که عامل ایجاد حرارت شار دور نیست . منظور من علت ایجاد تلفات فوکو و هستروزیس بود که شار دور است. مگه طبق قانون فارادی I=d phi/dt نیست ؟ (phi=شار!) . خوب پس هر قدر این شار بیشتر باشد جریان گردابی بیشتر و توان بیشتری در خروجی خواهیم داشت (همانطور که خودتان هم فرمودید). حالا که داریم تاثیر ترانس مچینگ در خروجی را بررسی میکنیم توان منبع را ثابت در نظر میگیریم. یعنی با داشتن منبعی با توان ثابت داشتن یا نداشتن ترانس مچینگ چه تاثیری میتواند داشته باشد؟ سوال من این بود که اگر از دید مداری به قضیه نگاه کنیم، ترانس مچینگ در واقع امپدانس کویل را با توان دو بسمت اولیه ارجاع میدهد. یعنی نهایتا داشتن و یا نداشتن ترانس مچینگ روی شار ( که عامل ایجاد حرارت است) تاثیری ندارد؟ ، چون میتوان بجای گذاشتن ترانس مچینگ ، کویل ذوب را طوری پیچید که تعداد دور بیشتری داشته باشد و بتواند همان شاری را تولید کند که قرار است با داشتن ترانس تولید شود (با ثابت در نظر گرفتن توان منبع). خوب پس فلسفه این ترانس دقیقا چیست؟

[maktoob]

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

با سلام--دوست عزیز ما سر انجام متوجه نشدیم شماتیک شما دقیقا به چه شکلی میباشد.ترانس مچینگ با سلف مچینگ تفاوتش از زمین است تا زیر زمین.در مداری که در سایت نشان داده نوع دیگری از رزونانس میباشد.مدار شما به چه شکل میباشد؟

عرض سلام و احترام خدمت استاد جبرائیلی
حقیقتش اینه که چندتا کتاب در مورد اینداکشن هیتینگ پیدا کردم ولی هیچکدام مبحث مچینگ را باز نکرده و توضیح کاملی نداده بودند. از طرف دیگه چند پروژه عملی در اینترنت دیدم که همگی قبل از مدار تانک یک سلف سری قرار داده بودند ! ( بین 10 تا 200 میکرو هانری) . پس تصور کردم که این سلف چیز خوبیست و باید باشد! :mrgreen:
شماتیک مدار بنده به این صورته که پس از ترانسفورمر کاهنده دوسر ترانس را یکی از طریق سلف سری 30 میکرو هانری و دیگری را مستقیما به مدار تانک متصل کرده ام. به زعم خودم این سلف دو کار انجام میدهد: یکی جریان خروجی اینورتر را محدود میکند و دیگه این که با قرض گرفتن مقداری از ظرفیت بانک خازن در مدار تانک , یک فیلتر LC تشکیل داده و ولتاژ مربعی خروجی از اینورتر را سینوسی کرده و تحویل مدار تانک میدهد!
مدار تانک هم از نوع رزونانس موازی است مقادیر خازن و اندوکتانس کویل(در حالت بیباری) بترتیب 13.48 میکروفاراد و 3 میکروهانری میباشد.
( اگه این توضیحاتی که دادم ساده انگارانه بنظر می آید بذارید به حساب این که من رشتم اصلا الکترونیک نیست و فقط یکسالهدارم در این زمینه کار میکنم! اما بشدت علاقه مندم :redface
از استاد خواهش دارم که اگه براتون مقدوره توضیحات بیشتری در مورد مبحث مچینگ بدهید و بفرمایید که وجود این سلف سری اصلا ضرورتی دارد یا خیر؟
سپاسگذارم

[عباس جبراییلی]

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

با سلام--بزرگترین چالش در ساخت کوره القایی همین تطبیق امپدانس میباشد.معنی دیگر ان این است که هنگامی که فلز مورد نظر را میخواهیم عملیات حرارتی انجام داده و یا ذوب و یا کار دیگری روی ان انجام دهیم با چند مشکل مواجه هستیم-عبارتند از محدودیت فضا-حرکت-زمان-توان.که همه اینها با هم باعث میشوند که نحوه انتخاب کویل یا سیم پیچی که فلز در ان قرار میگیرد در دست ما نباشد.مثلا برای حرارت دادن یک شافت فلزی به شول 1 متر نمیتوانید همه فلز را به یک باره گرم کنید زیرا تنش حرارتی در طول فلز یکسان نبوده و باعث تابیدن ان میشود که اصلا جالب نیست و قطعه فلز بعد از حرارت معیوب خواهد شد برای چنین کاری باید فلزرا به تدریج گرم کرده و بعد از طول مناسبی مثلا 5 سانتی متر انرا سرد کرده و مابقی را هم اینطور گرم و سرد کنیم.در این حالت شما باید کویل را مثلا یک دور بپیچید و نمیتوانید هر چند دوری که خواستید انرا بسازید.خوب حالا شما یک کویل یک دور دارید و از طرفی خازن های موجود در بازار با هر ولتاژ و جریانی که شما بخواهید وجود ندارد و از ان طرف هم محدودیت دارید همه این مسایل روی هم باعث میشود که مدار را باید طوری طراحی نمایید که اینها به هم جفت و جور شده و توان مورد نظر شما را به بار انتقال دهد.بگذریم از اینکه هم اینک کوره های زیادی ساخته شده و کار میکند ولی ایراد اکثر انها این است که توان مصرفی خیلی زیادی داشته و بازده مناسبی ندارند.فلسفه مچینگ یا تطبیق امپدانس در همه این موارد میباشد.و مرجعی هم در اینتر نت نخواهید یافت که به طور کامل انرا توضیح داده باشد زیرا بیش از 50 درصد ساخت یک کوره مربوط به همین مطلب میباشد و سازندگان انرا در اختیار کسی قرار نمیدهند.

[sina_javan]

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

خوب حالا شما یک کویل یک دور دارید و از طرفی خازن های موجود در بازار با هر ولتاژ و جریانی که شما بخواهید وجود ندارد و از ان طرف هم محدودیت دارید همه این مسایل روی هم باعث میشود که مدار را باید طوری طراحی نمایید که اینها به هم جفت و جور شده و توان مورد نظر شما را به بار انتقال دهد.بگذریم از اینکه هم اینک کوره های زیادی ساخته شده و کار میکند ولی ایراد اکثر انها این است که توان مصرفی خیلی زیادی داشته و بازده مناسبی ندارند.فلسفه مچینگ یا تطبیق امپدانس در همه این موارد میباشد.و مرجعی هم در اینتر نت نخواهید یافت که به طور کامل انرا توضیح داده باشد زیرا بیش از 50 درصد ساخت یک کوره مربوط به همین مطلب میباشد و سازندگان انرا در اختیار کسی قرار نمیدهند.

با تشکر فراوان، پس در واقع محدودیت فیزیکی در طراحی کویل ، استفاده از ترانس خروجی را توجیه میکند.
یه بنده خدا با استفاده از اون تروئید سیاهه در واقع فکر کنم ترانس مچینگ درست کرده . به نظر شما این روش ساختنش بازدهی خوبی داره ؟ یا اتلافش بالاست؟
تاکید کنم که اون CT نیست و همون طور که سازندش تاکید کرده برای تقویت جریان در خروجی اونو گذشته

شما از روشهای اجزاء محدود یا finite element برای طراحی این ترانس ها استفاده کردید ؟ به نظر شما ارزشش رو داره که برای طراحی این ترانسها که به قول شما نصف طراحی کوره است، دنبال این روش برویم ؟
یک سوال دیگه هم از خدمت استاد داشتم . در تصویر زیر همون بنده خدا ورداشته کلیدش را اینطوری وصل کرده به هیت سینک و سیگنال گیت را با سیم داده بهش ... سوال من اینه که اندوکتانس نشتی این سیمه توی فرکانس های بالا (مثلا حدود 50 تا 100 کیلوهرتز) نمیتونه دردسرساز بشه ؟ چون قبلا شنیده بودم که حتی در طراحی PCB هم باید کاملا دقت کنیم که ای سی های درایور کمترین فاصله را از سوییچ داشته باشند.

البته من در یک thread دیگه هم این سوال را مطرح کردم ولی چون جوابی نگرفتم و میبینم که استاد لطف دارند و همه سوالات را جواب میدهند دوباره میپرسم ؟ روش انتخاب درست این هیت سینک ها چیست ؟ یعنی باید با سعی و خطا جلو برویم یا اینکه برگه اطلاعاتی دارند و بر اساس میزان توان تلف شده ( مثلا 90 وات) میتوان آن ها را انتخاب نمود؟

ببخشید مجموع زمان خیز و افت طبقه دیتا شیت که 1 میکرو ثانیه نمیآشه ؟ من هر چیآ گشتم این عدد را پیدا نکردم