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

اینورتر یکی خواهد بود نه چند تا--گفته شد که ای جی بی تی ها محدودیت فرکانس دارند و حداکثر در بهترین حالت 200 کیلو هرتز ان هم طبق دیتا شیت ولی در عمل بیشتر از 150 نمیتوان بالاتر رفت ولی ماسفت این محدودیت را ندارد.در عوض محدودیت ولتاا¾ژ داد.و گفته شد برای بالا بردن فرکانس میتوان از جمع کردن چند فرکانس کمتر استفاده کرد و یا مستقیما از ماسفت استفاده نمود.روش جمع کردن فرکانسی دردسرهای خاص خودش را دارد و استفاده از ماسفت هم کم کردن ولتاا¾ 3 فاز.روشی که استفاده خواهد شد روش دوم یعنی استفاده از ماسفت و طراحی یک مبدل باک میباشد.برای کار با ماسفت و حالت ZCS+ZVS باید در فرکانس رزونانس کار کرده و مدار حالت موازی باشد.

[عباس جبراییلی]

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

برای کم کردن ولتاا¾ میتوان از روش تریستوری نیز استفاده کرد ولی عیب ان این است که خیلی گران خواهد شد و مدار حجیم.حسن ان نیز این است که قابلیت دوام ان بیشتر از روشهای سوییچینگ میباشد. که به بررسی هر دو میپردازیم.

[ebismps]

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

لطفا در صورت امکان یک شماتیک ساده از توپولوژی فوق یا مقاله ای رو دراین خصوص اپلود کنید .
باتشکر.

[عباس جبراییلی]

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

این لینک مطلب راجع به جمع کردن چند فرکانس تا بتوان به فرکانس بالاتری توسط سوییچهای فرکانس پایینتر دست یافت.http://www.4shared.com/office/OXzq2WXz/modular_IGBT_converter_system_.html

[عباس جبراییلی]

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

در مورد کاهش ولتاژ --پس هدف کاهش ولتاژ به دو دلیل میباشد-1-اماسفت های ولتاژ بالا دارای مقاومت روشنی زیادی بوده و همچنین در جریانهای بالا موجود نمیباشند و ماسفتهای ولتاژ پایینتر با جریان بالا موجود بوده و مناسب برای کار در فرکانس بالا میباشنددر سیستم 3 فاز 380 ولتورودی بعد از عبور از یکسو کننده-دارای ولتاژ حدود 500 ولت خواهد شد که مناسب برای سوییچ ماسفت نمیباشد.زیرا با در نظر گرفتن 25 درصد تغییرات ولتاژ ورودی این ولتاژ به 00 ولت نیز خواهد رسید و با اضافه کردن اسپایک ولتاژ در حدود 20 درصد این ولتاژ به حدود 850 ولت نیز خواهد رسید که بیشتر از تحمل ولتاژ ماسفت میباشد.پس باید ولتاژ را پایین بیاوریم-2--برای کنترل توان کوره و باقی ماندن در حالت رزونانس در تمام دماها چاره ای به جز کاهش ولتاژ ورودی نمیباشد.زیرا اگر بخواهیم خارج از رزونانس توان را کنترل نماییم دیگر سوییچینگ حالت صفر ولتاژ و صفر جریان نخواهیم داشت و تلفات سوییچ انقدر خواهد شد که باعث سوختن سوییچ خواهد .پس چاره کار طراحی و ساخت یک کاهنده ولتاژ تریستوری و یا سوییچینگ میباشد.نوع تریستوری هزینه زیاد داشته و حجیم خواهد شدپس بهتر از نوع سوییچینگ استفاده شود.در توانهای پایین مدار باک معمولی جوابگو بوده و مشکلی ندارد ولی هنگامیکه توان بالا باشد دیگر جوابگو نبوده و سوییچها تلفات بسیار زیادی ایجاد خواهند کرد.اصولا اختلاف کار در توان بالا با توان پایین مثل اختلاف کار در مدار فرکانس بالا و فرکانس پایین میباشد.یعنی مسائلی بوجود میاید که در توان پایین وجود ندارد و یا اگر دارد قابل صرفنظر کردن است.مثلا یکی از این مسائل طول سیم هادی میباشد که از جنس مس بوده و مثلا شما با ان چند سوییچ را با هم سری و یا موازی کرده اید.در توان بالا همین هادی مانند سلف و مقاومت عمل کرده و مانع از تقسیم توان بین سوییچها خواهد شد.و باید هنگام سری و یا موازی کردن سوییچها این مسائل در نظر گرفته شود.در غیر اینصورت سوییچها اسیب خواهند دید.برای همین در مدار های توان بالا اکثرا به صورت SOFT SWITCHING کار میشود تا هم تلفات سوییچینگ در زمان روشن شدن و یا خاموش شدن کمتر شده و هم اثر این المانهای پراکنده نیز به حد اقل برسد.

[عباس جبراییلی]

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

برای انتخاب توپولوژی مورد نیاز باید نکاتی را در نظر گرفت که عبارتند از:جانمایی قطعات در ان ساده بوده و بتوان چندین سوییج را به راحتی با هم موازی نمود-مسیر جریان به صورت فیزیکی بعد از مونتاژ خیلی پر پیچ و خم نشود.مدار کنترل خیلی پیچیده ای نداشته باشد.زیرا در ان صورت مجبور خواهیم شد به چندین سوییچ به صورت مجزا فرمانهای مختلفی بدهیم که کار مونتاژ را سخت خواهد کرد.به چند نمونه اشاره خواهیم کرد.

[عباس جبراییلی]

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

چند مطلب جمع اوری شده که تقدیم میشود-یکی از انها روشهای دیگری برای یکسو سازی تمام موج در سیستم سه فاز-دیگری روشهای متنوع افزایش , کاهش ولتاژ و دیگری یک مبدل باک از نوع رزونانسی.که با مطالعه انها خواهید دید که سوییچینگ چه دنیای متنوعی دارد.و روشهای مختلف و بسیار زیادی برای ایجاد PWM.
http://www.4shared.com/rar/_jw5sd5a/multiphaserectifire.html
http://www.4shared.com/office/8lC46W4A/myzvsboost3.html
http://www.4shared.com/office/bk1k2F8j/zvsbuckh.html

[arvinfx]

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

آقای جبرئیلی چند تا سوال کلیدی در مورد این پروژه که فیلمشو اواخر گزاشتین دارم.

1. زمان اجرای این پروژه چقدر بوده؟
2. چقدر قطعه سوزوندید؟
3. سود چقدر بوده؟ ( اگر دوستاشتید بگیرد.)
4. مشخصات فنی وسایل اندازه گیری که توی ساخت این پروژه استفاده کردین .

بازم با تشکر از هم شخصیت شما هم اینکه این اطلاعات رو با ما تقسیم میکنید.

[عباس جبراییلی]

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

با سلام--زمان اجرا و ساخت 4 ماه--در اوایل کار 8 عدد ای جی بی تی 300 هزار تومانی که انهم بدلیل بی دقتی در کار.یعنی زمانی که تنظیمات مربوط به بورد را انجام میدادم کلیه حفاظتها را از مدار خارج کرده بودم و بهمین دلیل زمانی که جریان بالا میرفت حفاظتها عمل نکرده و ای جی بی تی ها سوختند. و بعد متوجه شدم که چه اشتباهی رخ داده ولی بعدها دیگر تکرار نشد.برای من سودی نداشت زیرا این قصه از ان قصه های پر غصه هست.کلمپ امپر متر دی سی-اسکوپ حافظه دار-ار ال سی متر-

[ebismps]

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

سلام.
با موازی کردن چندتا ازاین ماسفتها مشکل حل میشه؟
APTM100AM90FG-Rev2.pdf
APTM100H18FG-Rev1.pdf
aptm120um70.pdf
جدولی که تو دیتاشیت داره میگه که در حالت zcs تا 220 کیلوهرتزه.حال اگر zcs+zvs باشه تا 400کیلوهرتز نمیرسه؟
با تشکر.

[عباس جبراییلی]

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

در دیتا شیت اولی صفحه 6 نموداری دارد که نشان میدهد حداکثر فرکانس کاری حدود 240 کیلو هرتز میباشد(ZVS) وجریانی که میتوان از ان گرفت حدود 30 امپر.یعنی برای 2 عدد بلوک از این ماسفت که تشکیل یک پل بدهد میتوان با ولتاژ 500 ولت دی سی و جریان سینوسی با پیک 30 امپر توانی در حدود 8 کیلو وات در رزونانس سری گرفت.برای بدست اوردن ترکیب حالتهای ZVS+ZCS باید محاسبه شود.تا دید که این ماسفت در چه جریانی میتواند توان مورد نظر را بدون اینکه از مشخصات داده شده در دیتا شیت فاصله بگیرد بدهد یعنی تلفات سوییچینگ ان بیش از تلفات داده شده در بدترین شرایط در دیتا شیت بیشتر نشود.که برای ان ماسفت تلفات روشن شدن 5.7 و خاموش شدن 3.1 میلی ژول داده شده.در هر حالتی نباید تلفات ان از این دو عدد بیشتر شود.http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1005.pdf
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=Repetitive+Avalanche+Ener gy&source=web&cd=3&cad=rja&ved=0CD oQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.microsemi.com%2Fdo cument-portal%2Fdoc_download%2F14707-understanding-the-differences-between-standard-mosfets-and-avalanche-energy-rated-mosfets&ei=0G1UUayNG47DPLWUgLgE&usg=AFQjCN EzjREZhf37uMWRtict1gNMchNCcA&bvm=bv.44442042,b s.1,d.d2k

[ebismps]

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

سلام.
با توجه به اینکه سوییچ در حالت ZCS+ZVS بکار میرود پس تلفات سوییچینگ تقریبا حذف خواهد شد.فقط محاسبه زمان سوییچینگ (فرکانس کار)
مهم خواهد بود که مقدار انرا تا حداکثر 10% مجموع زمان سوییچینگ (tr+tf ) درنظر میگیرند.البته با در نظر گرفتن منحنی SOA سوییچ و تحمل توان تلف شده
در دمای کارکرد سوییچ.
ایا محاسبات دیگری هم مهمه که در نظر گرفته بشه.؟

[عباس جبراییلی]

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

تلفات حذف نخواهد شد بلکه باید محاسبه شود.زیرا در رزونانس شکلها تغییر کرده و یکی از شکل موجهای جریان و یا ولتاژ (بسته به اینکه سری باشد یا موازی) به حالت سینوسی در میاید و ما در این حالت به معنای واقعی ZVS , یا ZCS نداریم بلکه سافت سوییچینگ هست یعنی قطع و وصل سوییچ در دامنه زیاد ولتاژ یا جریان انجام نمیشود. که خوب تلفات هدایتی سوییچ -تلفات دیود داخلی-را نیز داریم-و بسته به اینکه چقدر از رزونانس فاصله داشته باشیم تلفات محاسبه میشود.و اینها بستگی به مشخصات سوییچ و روش کار دارد.

[atefe.fallah]

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

در مورد مدار های تانک مختصر اشاره ای میکنم .در رزونانس سری ولتاا¾ دو سر خازن اگر در اولیه باشد به شدت بالا خواهد رفت تا حدود 10 کیلو ولت که این مقدار بستگی به ضریب کیفیت مدار دارد خوب حالا حساب کنید شما خازنی دارید که ولتاا¾ ان بالا بوده و بخواهد با فرکانس بالا هم سوییچ نماید چه اتفاقی خواهد افتاد .به دلیل تلفات دی الکتریک عایق خازن به شدت داغ کرده و خواهد سوخت.لذا نمیتوان از مدار سری در فرکانس بالا و توان بالا استفاده کرد( مگر اینکه خازن دارای دی الکتریکی باشد که درچنان میدان و فرکانسی قادر به کار باشد.حداقل با مواد موجود در بازار ما نمیتوان چنین کاری کرد)).چاره این کار ان است که ولتاا¾ را پایین اورده و به خازن اعمال نماییم چگونه؟اگر از مدار موازی استفاده شود این امر محقق خواهد شد زیرا در مدار موازی ولتاا¾ دیگر بالا نبوده و این جریان است که بالا خواهد بود و دی الکتریکها نسبت به جریان خیلی حساس نبوده و این مشکل برطرف خواهد شد ولی مشکل دیگری بوجود خواهد امد و ان وجود سلفهای پراکنده در مدار است که باعث ایجاد پیک ولتاا¾ خواهد شد که باید به طریقی انها را مهار نمود.

سلام .سال نو رو تبریک می گم .جایی که مشغولم یک کوره تایوانی با فرکانس 100کیلو و توان 30کیلو عملیات هاردنینگ رو انجام می ده،مشکلاتی داره که مهم ترین مشکلش سوختن خازنها بعد از یه مدتی هستش،مدار رزونانس سری در اولیه استفاده شده و ولتاژ خازن 12کیلو ولت می باشد که 8تا خازن با هم سری موازی شده تا به ظرفیت مورد نظر برسیم.سوختن خازن ها هم به این صورت هستش که منفجر می شه .برای توان 30کیلو امکان نداره ولتاژ از 12 کیلو بیش تر بشه ؟ :eek:چون تا اونجایی که من می دونم کوره های 300کیلو با همین مدار تانک ولتاژ در حدود 2کیلو ولت داشتند و مشکلی هم پیش نمی یامد.به نظر شما چه دلیلی می تونه داشته باشه که این حازن ها می ترکن؟و چه پیشنهادی دارید ؟

[ebismps]

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

سلام.
ولتاژ پیک دو سر خازنها بستگی به مقدار Q تانک و مسیر و همچنین اندوکتانس کویل ورک داره.
جنس خازنهای اصلی دستگاه و خازنهای فعلی(شرکت سازنده ودیتاشیت) مهمه.
همچنین نحوه سوختن داخل خازن.
موفق باشید.