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DRSSTC-1.1kW制作經(jīng)驗分享
科創(chuàng)網(wǎng)任某人原創(chuàng)文章,，轉(zhuǎn)載請注明本文鏈接。 本來還不想發(fā)上來的,。,。效果實在是太爛了。,。但是由于各種事故的變節(jié)……這臺DR今年的使命基本到此為止了,。。 
發(fā)生了什么一會再說,。參數(shù)大概如下 次級：80cm高,。 320Ω 109mH 初級：7箍傾斜螺旋碗式 實測約15uH左右 
MMC： 7串8并電磁爐電容。單只交流耐壓800v 0.3uf 總共5.6kv 0.34uF,。實測0.35uF 頂端：外徑一米管徑25cm的煙管兩層,。容量未計算。但是震諧頻率落在75k左右 驅(qū)動：DR-4【感謝尤小翠的PCB】 
功率部分：IRG4PC50UD漢堡全橋440v TVS做保護,。門極20v TVS,。開關(guān)電阻5Ω，反并肖特基,。  
整流橋：KBPC5010 50A1000V,。5塊錢一個超值~ GDT：錳鋅鐵氧體磁芯47*30*15 磁環(huán) 47 X30 X15MM 。5塊錢一只,。用這種磁環(huán)做的GDT至今完美 
反饋磁環(huán)：{ OCD：兩級1:33:33,， 用錳鋅鐵氧體磁芯31*19*13 磁環(huán) 31X19X13MM繞制,。性能未知【這倆磁環(huán)是我唯一沒來得及比對的器件】 反饋：單級1:300 用同OCD的磁芯繞制，但是為了防止飽和兩個摞起來【前一個老版的反饋磁環(huán)功率大是就間歇工作那個是31.19.7的,。250箍,，工作時發(fā)熱也很大。最后斷定是飽和了,。所以重新饒了一個解決問題,。】 } 【note：此處千萬別犯二,，如果覺得ocd影響太大想取消的話千萬別簡單的把線從pcb上拔掉,。。電流互感器空載是很恐怖的,。,。mot一樣的弧。,?！? .. 優(yōu)酷的視頻質(zhì)量壓縮的太厲害了。,。天沒黑有沒有窗簾所以看著不是很長,。。最長的有半米多,。,。 另。由于電腦聲卡問題沒法進行音樂調(diào)制,。,。所以就沒放音樂。,。實際完全可以的,。。 經(jīng)過近一星期的緊張調(diào)試,，在穿了3只50ud以后,。終于出了還能湊活接受的半米的弧。其中總結(jié)出了N多經(jīng)驗吧,。,。所以這貼不單純展示，也是為了給大家以后調(diào)試鋪平道路,。,。 有人可能會不懂我說的75kHZ是怎么精確得到的。。其實信號發(fā)生器那種調(diào)諧方法不一定準確,，實際起振時還會有稍微偏差,。所以我的辦法是低壓12v給全橋供電，然后將初級頻率調(diào)至任意接近值,。比如75k震諧初級給50k-100k都能管用,。。只是不震諧幅值不大罷了,。,。然后將探頭放在次級1米距離左右（距離不一定很準。只要別太近擊穿示波器或者太遠振幅太小看不到就行,。,。）探頭和地線都懸空就行。,。把示波器開到mv檔然后鎖定波形,。。應(yīng)該會看到一組幅度變化的正弦波~此波頻率就是震諧頻率~   
,。調(diào)諧的話把另一通道放在驅(qū)動GDT輸出端可以看到初級頻率,。將兩個頻率盡量調(diào)近即可~ 
關(guān)于GDT。本身GDT沒問題,，但是萬惡的接觸不良卻耽誤了我好長時間。甚至殺過管子,。,。一開始用的接口是這樣的— 
不對稱杜邦頭。但是沒注意到繞GDT的網(wǎng)線剝開以后表面有點氧化再加上杜邦頭沒壓緊導致接觸有時不好,。,。。有時出來的波形竟然是這樣的：：……
后來改用了這種插頭,。因為只能往一個方向差所以相位不會出錯~這樣來兩個橋臂就可以分別拆下來方便修理~
關(guān)于線材的選用,。TC這貨是這樣的。,。由于震諧,。。輸入的IRMS可能只有10A,。但是震諧電流卻能上百A,。這還要歸咎于LC回路里的LC都是儲能元件，再傳遞給次級之前都是不斷增大的~如果次級不消耗的話,。輸入為10A那么每個周期震諧電流就增加10A,。直到能量釋放出去。。這也是跟caoyuan9642曾經(jīng)提過的Z因子有關(guān)的,。Z因子的決定試為【C/L】【http://bbs./read-kc-tid-41581.html】C越大L越小電流上升率越高功率越大,。。換個角度這么想：再同樣的時間內(nèi),，給更大的電容充電就需要更大的電流,。。而如果經(jīng)過更大的電感那么電感對電流的瞬態(tài)抑制就更大,。電流固然會減小,。。我們把這個時間定為一個周期,。就可以看出一個周期內(nèi)哪種lc組合瞬間電流更大,，也可以推算出Z因子越大的lc回路功率越大~ 可能說跑題了。說著線材的選擇呢,。解釋完了震諧漕路和母線的電流趨勢,，大家大概就可以明白了。也就是珍惜漕路的線一定要盡量粗,！如果線不夠粗的話lc回路的Rmin就會變大,，再加上大電流會發(fā)熱，不夠粗的線的最小電阻甚至還會變得更大,。這樣一是LC回路的震諧電流受到了Rmin的限制,，二是能量很多浪費在焦耳熱上面電弧會不理想。,。,。。不過輸入母線的線材就沒那么嚴格了,。幾平方的線足矣,，這些線里需要的電流完全可以按功率來推算。 其次一點,，次級的參數(shù)也很重要,。前一陣子和貓哥聊次級的時候發(fā)現(xiàn)自己的次級Q好低。,。也就是說阻抗和感抗的比很杯具,。。于是我抽空寫了個Q計算器,。
【http://bbs./read-kc-tid-45697.html】寫著一半的時候想起來的一個情況叫做趨膚效應(yīng),。。也就是高頻電流由于導體內(nèi)磁場的作用趨于表皮傳導的效應(yīng)要是把這個算進來的話算出來的動態(tài)阻抗還是很大的,。,。所以次級的趨膚絕對不能忽略,。【廣告：想算趨膚&Q,。請使用任氏Q計算器】這樣我的次級算下來動態(tài)阻抗竟然快達到了1KΩ,！。因為I=u/r這么一算最大的次級震諧電流又一次無情的被電阻限制了,。,。對于TC這種工作在電流模式的不理想變壓器。,。電阻就是個杯具?。?。所以,。選擇漆包的時候一定要先算好需要的頻率再計算最佳的線徑。粗一點總是沒壞處,?！咀⒁鈩e太粗不然沒電感量了】。,。,。以上這幾點很多人已經(jīng)驗證過。,。比如之前和咸魚超人討論次級的時候他告訴我很多次級3000多箍甚至可能不工作,！而減少到2500箍上下效果就不知道好了N被！,。事實就是線圈太高了的話高的頂部趨膚和別的部分一樣,。但是接收到的磁通卻比下部的線圈少，感生的電勢也小了多,。,。這樣太高的次級上部很有可能成累贅,，相同的電阻但是耦合到的能量更少,。【這也是為什么大型DR雖然調(diào)諧較容易,，但是弧次比過1也就差不多了,。。而小型的桌面型雖然調(diào)諧不容易,，但是潛力很大能把弧次比調(diào)的很高,。。奔四,！】 再說說top,。有人說加好幾層top頻率下不來多少,。那是因為他們忽略的一個重要因素！表面積,！對地等效電容是和表面積有關(guān)的,。這包括環(huán)形頂端內(nèi)部的鋁皮。,。然是如果用盆的話只有外部表面積算了進去而內(nèi)部是閉合的,，所以無論怎么做top。只要是環(huán)形的中間一定要鏤空,。這樣電容量會更大,。有利于縮小體積。,。同理,，固定top的東西也盡量不要用金屬。像我這個木質(zhì)架子就很合適,！,。如果巨大的內(nèi)層表面積被一個盤子屏蔽掉了，那豈不是太可惜了,？,！~俺的top之前是金屬盤固定。震諧頻率85k,。拆了金屬盤換木頭架子變成82k,。再加了一層top降到75k了。,。newtop：
再說說全橋,。。全橋是個神奇的東東,。,。看似簡單只有四個原件,。但是想做出好的全橋卻不簡單,。。全橋中首當其中的要命的東西就是分布電感,。分布電感會在管子關(guān)閉的時候和管子輸出電容進行震諧,，這也是全橋輸出是的尖峰之來源。,。此物罪大惡極,，積蓄的能量大的話這個尖峰甚至可以擊穿功率器件！要想消滅之的話減小結(jié)電容是不可能的,。唯一的辦法就是減小分布電感,，這樣振鈴的頻率非常之高就變得好殲滅的多,，比如磁珠就能將其去除~但是注意磁珠是會飽和的！甚至不用磁珠,。巨大的電流也會將這些小零碎波在開啟時一并帶走,。。 另外再說說TVS,。TVS這貨不是萬能的,。。雖然相應(yīng)時間很快,。但是恢復時間可沒那么理想,。。如果10個波里有1個尖峰,。TVS基本可以消滅掉,。。但是如果每個脈沖都有嚴重的尖峰TVS也不一定吃得消,。,。換算過來如果尖峰的常態(tài)功率超過TVS的常態(tài)功率限制TVS也會死掉。,。1.5ke系列的TVS常態(tài)功率其實也就三四瓦的樣子,。。所以做好布線和吸收才是真,！ 除了TVS我們還有兩種吸收方式：電容和RC,。好的吸收電容是很重要的。但是吸收電容只能該裝在母線上,。所以可以保證母線的波紋很小但是不能保證輸出和VCC&輸出和GND之間的狀況,。。但是無論如何,。這個電容還是很重要的,。。要是母線沒做好,，很可能先穿上管然后爆兩只下管然后停震留下另外一只上管活著,。。我個人使用的吸收電容是CDE的941C,，這種電容的dv/dt很高,。ESL也很小,，也就是說在一定時間內(nèi)dv/dt越高電容允許的電壓越大,，這都是瞬態(tài)的東西。一般說的是尖峰,。,。尖峰發(fā)生時間都內(nèi)ns以內(nèi),。如果電容的dv/dt高的話就可以在不擊穿的情況下將尖峰消除。如果電容的dv/dt不夠,。那么就不會對這種持續(xù)時間很短的尖峰有任何反應(yīng),。。這也是濾波電容和去耦電容的區(qū)別,。,。去耦去除高頻干擾以及尖峰。而濾波就更像是水塘的作用了,。,。 另一種保護方式是RC。通過計算可以算出尖峰的頻率,，然后選定相應(yīng)rc在相應(yīng)頻率阻抗最小已達到吸收尖峰的目的,，但是這種方式并不適用于震諧式拓補。因為這幾個RC很可能影響震諧并且反而將振鈴變得嚴重了,。,。。 綜上所述,。Tvs和電容什么的都只是附加品,，不能來100%保證管子安全的說。 剛才說到水塘,，這也是很重要的一部分,。因為AC輸入的話整流出來是饅頭波。中間空閑的區(qū)域要完全靠水塘來供電,。,。也就是說比如我的輸入電流應(yīng)該為10A那么我的水塘在空閑周期大約7ms這段時間內(nèi)也能提供10A也就是最少10*0.07=0.7庫倫的電荷并且電壓下降在你可以接受的范圍之內(nèi)。,。不然的話功率無法維持住只好等下個供電周期來工作了,。這同時也是個風險，如果母線電壓降得很快那震諧漕路的幅值下降的沒那么慢甚至會比母線大,。這會造成反向電流炸掉igbt的內(nèi)置續(xù)流管或者擊穿,。如果igbt里面的續(xù)流管死了那管子基本也死了，因為你是沒有辦法吧續(xù)流管拿出來的,。,。【這種死法通常為EC通G依舊絕緣】另外,，水塘和橋之間的漏感也很重要,，這個值一定要盡量減小，也就是說水塘離橋越近越好,。,。我內(nèi)個干脆直接架在了橋上,。。但是由于容量太小還是不理想,。,。這事濾波電容和橋之間電感太大的下場：：藍色的線應(yīng)該為方波，卻因為負載變化變得很大,。
再說說驅(qū)動,，steve的dr4后級還是很合理的。
我之前層一度想改驅(qū)動,，但是一直沒有意識到這個問題：：注意這種mos圖騰的驅(qū)動方式：這樣允許mos供電和ucc供電不同但是對P管的控制不是很強,。。注意TC中是有滅弧這么一種信號的,。也就是邏輯關(guān)段,。關(guān)段期間應(yīng)該徹底無輸出。但是對于這種方式,，關(guān)段是卻必須將輸出設(shè)為高也就是N管通：原因如下,。滅弧頻率很低電容耦合過去的低頻信號很快就會被嵌位用的RD放光，所以如果常態(tài)輸出為低的話,，會在電放完之前保持P管導通,。但是過了那么幾百us P管就關(guān)斷了。此時GDT兩端相當至于四個電容之中,，輸出呈容性高阻,。這很容易產(chǎn)生寄生振蕩造成誤開關(guān)【其實是必然的。我因為沒有hc08所以該用hc00短接一個hc14的反相單元用,，但是由于這種驅(qū)動方式的缺陷導致輸出完畢后幾百us（也就是P管關(guān)段之時）產(chǎn)生嚴重的振鈴】所以大家要驅(qū)動mos圖騰的話一定要注意著一點,！無輸出一定要給一個電平消除振鈴。 再來說說接地,。本人用過了各種接地但是發(fā)現(xiàn)最靠譜的其實是水管,。不管水管的的其他段是不是pvc什么的。里面的自來水是含有雜質(zhì)的,。,。也就是說可以通過水來接地！,，如果你家用的全是pvc,？不用擔心~金屬的的暖氣片總有吧？吧水閘開開讓暖氣片進水,，這樣也就自然接地了,！還有。接地的導線盡量粗一些，要考慮到趨膚和電感量,，太細的導線可能會造成接地不良。 【note：突然想起來一件事,，top一定要加尖端,。因為尖端的電廠密度最大。最容易釋放電荷（見尖端放電）我這個dr有個搞砸了的地方就是從次級到top之間的導線有毛刺,，可能浪費了點電弧,。?！? 關(guān)于對電器的干擾,。。開機時噴弧的干擾不大,。,。但是拉弧的話emp比較恐怖。,。挺老遠的示波器基本都會死機,。。電腦觸摸板失靈等等,。,。所以安全的測試有條件的應(yīng)該將貴重測量設(shè)備置于法拉第電籠中使用，避免巨大的電勢造成貴重原件擊穿,。,。其實一個電扇罩子接了地就是個不錯的電籠~ 實驗的地點，水泥房屋其實問題都不大,。主要是天花板高度可能限制電弧的長度【要注意如果電弧能噴很長但是再很短的距離里就和地徹底擊穿了的話電流會竄的很快,，如果ocd沒調(diào)好會有炸管危險。,。所以除非是徹底不噴壺一半情況不要用地線去引弧,，甚至短路次級……】所以說最好是找開闊地不要限制電弧或者高一點的房子。,。 經(jīng)驗?zāi)芟肫饋淼木瓦@么多了,。。話說回來……回國之前這個TC應(yīng)該是不會再開機了,。,。一是期末了沒時間。,。二是我上個周末翻窗戶偷偷進了木工房調(diào)TC被抓了,。。Boyce很生氣= =于是就說今年不能再做了。,?！揪唧w為毛俺不能自己調(diào)試&Boyce是誰請看http://bbs./read-kc-tid-43115.html 和http://bbs./read-kc-tid-43471.html】不過無論怎樣。這一星期的緊張調(diào)試我確實學到了很多,。不管怎么說結(jié)果不是最重要的,，享受過程才是最美好的事情！畢竟這是我第一個固態(tài)的TC,。第一次做設(shè)計時有很多疏忽,，效果做成這樣雖然不是很滿意但是湊活湊活忽悠不明真相群眾也夠了。,。 關(guān)于那個功率,。我這110v市電。調(diào)試時曾一度把10A空開跳閘,，檢查后還能繼續(xù)開機使用說明Irms峰值達到10A也就是1100W的功率,。。俺知道1100W這點電弧很屎,。,。相信俺下次做一定比這個好！??！
全文完 |
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