Ponte H con MOSFET o IGBT ?

E qualche sigla di mosfet per quelle correnti e tensioni? E come azionare il ponte? Ho letto che nel periodo OFF dell'onda switching tutti i mos devono essere spenti per fare in modo che entrino in funzione i diodi e scarichino l'extratensione sull'alimentazione, vi risulta?

mandi

A 450 V 2 kW conviene andare sugli IGBT. Non e' un problema di frequenza, anzi gli IGBT sono piu' lenti dei MOS: semplicemente i MOS per quelle tensioni hanno Rdson troppo alta e sono inefficienti a parita' di area di silicio.

Se il tempo e' cosi' breve e magari non t'importa dell'efficienza, potresti farlo anche a MOS.

A MOS userei dei piloti tipo IR2183 o simili. Con gli IGBT credo ci voglia qualche precauzione in piu', ma non ho mai progettato niente. Per generare le sequenze a 50 Hz userei un microcontrollore giocando coi timer.

Occhio alle protezioni: se non ne hai e ti parte col carico in corto, fumi tutto in un baleno! E' quindi opportuno mettere TA e TV sul secondario del trasformatore e acquisire i valori col micro.

Attenzione anche alla sequenza di startup: facendola soft (inviluppo della sinusoide che cresce gradualmente in qualche ciclo, attraverso scelta opportuna del PWM) ti eviti la sovracorrente di magnetizzazione del trasformatore.

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

a

Ho trovato una discussione in cui usano igbt, da quello che ho capito per p ilotarli ci vuole un modulo ibrido che trascini a -5V la tensione di gate p er spegnerli, punterei sui mos con un pilota tipo ir2110 (adesso guardo il tuo).

i l

Sono trasformatori per microonde, hanno lo shunt magnetico, con il secondar io in corto "dovrebbero" assorbire semplicemente 1kW per uno (sono due in p arallelo).

a

E' una delle cose da vedere, si puo' evitare la sovracorrente di magnetizza zione disalimentando il trasformatore dopo la semionda negativa? o il fatto che il secondario e' sempre collegato ne e' la causa? (chiedo perche non so, non si sa mai).

Grazie per la risposta, da solo sospetto che dovro' bruciare parecchi compo nenti prima di arrivare a un risultato.

mandi

Non credo che la tensione negativa sia essenziale nel tuo caso, se devi sintetizzare 50 Hz puoi fare il PWM a frequenza molto bassa, anche pochi kHz (al massimo fischia un po'). Ad es. nel data sheet dell'IR2183 parlano di MOS/IGBT, anche se gli esempi sono solo coi MOS...

Porcaccia, ti butti su cose pericolose! Occhio che i MOT sono carichi particolarmente reattivi e hanno correnti di magnetizzazione piuttosto alte (realizzati in economia di rame, fatti per stare accesi poco tempo).

E' piu' facile mostrare una simulazione che dare tante spiegazioni:

L'induttanza (quella di dispersione del primario) non parte con la corrente in ritardo di 90 gradi sulla tensione, per cui si crea un transitorio che richiede del tempo per esaurirsi. Durante questo transitorio si producono picchi di corrente piu' alti che a regime; se il trasformatore e' dimensionato "tirato" durante questi picchi il ferro puo' saturare e allora la corrente va alle stelle. Si puo' anche partire con la sinusoide della tensione che parte dai 90 gradi (valore massimo), ne qual caso il trafo si trova subito a regime. Io pero' in ogni caso ti consiglierei di salire di tensione con gradualita'.

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

no

te

Tolgo il secondario e inserisco solo 1-2 spire di cavo grosso, voglio prova re a fare una puntatrice (saldatrice a punti), so che sono trasformatori de l cavolo ma da quello che ho capito nell'uso originale lavorano sempre limi tati dallo shunt magnetico (o sbaglio?) e cosi' continuo a farli lavorare. Credi che le correnti nel primario siano troppo fuori la norma rispetto a u n normale trasformatore da 1kW?

a?

te

ra

Questo potrei forse vederlo con l'oscilloscopio collegando una resistenza i n serie al trasformatore. Credevo che la corrente di magnetizzazione ci fosse solo la prima semionda.

adi

'

Se partissi dai 90 gradi alla corrente cosa succede?

Ti dico esattamente cosa intendo fare cosi' mi dici se e' impossibile. I secondari uguali sono in parallelo, un trasformatore e' alimentato dalla

230V l'altro entra in funzione dopo, alimentato dal pwm per ricreare la 23 0V. Ora il secondo trasformatore tramite il secondario e' alimentato al contrar io, questo elimina il problema della corrente di magnetizzazione? (io credo di si). Secondo te, in % quanto assorbirebbe il primo trasformatore per alimentare dal secondario il secondo trasformatore? si sommerebbero gli assorbimenti d ella corrente di magnetizzazione no?

O e' meglio far funzionare da subito il secondo trasformatore (quello del p wm) e fargli generare una piccola tensione per non fargli assorbire troppa corrente attraverso il secondario?

Lo so, sembrerebbero cose da pazzi ma mi e' venuta questa idea che a naso ( sono solo hobbysta cantinaro) potrebbe funzionare.

Per gli esperimenti me ne occupo io, tu dammi il supporto tecnico che non h o:-)

Intanto grazie.

mandi

Correnti reattive abbastanza piu' alte. Inoltre non si riesce a tirarci fuori 1 kW usandoli come trasformatori normali, per via della presenza dello shunt magnetico che riduce l'accoppiamento tra primario e secondario. Nei forni escono dal secondario con un condensatore (parte dello stadio duplicatore di tensione) con credo lavori vicino alla risonanza. Oltre a risparmiare sul trasformatore, risparmiano sul condensatore, che viene di capacita' piu' piccola di quella che servirebbe al normale duplicatore per trasferire la potenza in gioco. C'e' chi rimuove lo shunt magnetico (es. per alimentare valvole RF di potenza), pero' allora l'induttanza primaria cala e il MOT va ancora piu' vicino alla saturazione.

La corrente dovrebbe partire da zero e mettersi subito a posto.

Non capisco cosa vuoi fare. Passando da uno a due trasformatori in parallelo penso che per la puntatrice cambi poco.

Questi casi non sono semplici da gestire. La tensione che ti esce a vuoto dal prim. del secondo MOT risulta sfasata rispetto a quella che entra nel primo. Mano a mano che fornisci potenza ti devi anche mettere in fase fino al parallelo esatto.

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

llo

Infatti anche nella puntatrice deve lacvorare con lo shunt altrimenti si ha un cortocircuito.

Faro' la prova con il trasformatore da 50W e guardo all'oscilloscopio.

la

elo

L'idea era di raddoppiare la corrente, meglio in serie?

l

o

Credo di non avere capito, se alimento il primo trafo ho una tensione in fa se sul secondario, se ora collego il secondario del secondo trafo al suo pr imario non appare una tensione sempre in fase?

Ora, in fase con un riferimento del primo trafo inizio con il pwm e il seco ndo trafo passa da assorbire corrente a generarla assieme al primo trafo.

(ammetto che e' un po' confusa la spiegazione)

mandi

Ci sei ancora? Puoi rispondere alla mia ultima domanda?

Grazie

Mandi

ok!

Secondo me, essendoci lo shunt induttivo, il secondario non risulta esattamente in fase col primario. Passando poi su un secondo trasformatore lo sfasamento aumenta ulteriormente. Quando invece vuoi usare i due trafo in parallelo per pilotare il carico, la configurazione diventa simmetrica e le fasi uguali.

Non so pero' quanto significativo sia questo effetto, bisogna fare un esperimento oppure una simulazione con dei valori realistici per i parametri del trasformatore.

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

e

la

tri

Ok, Grazie mille per la risposta, purtroppo non credo si possa simulare un trasformatore con lo shunt (credo io).

Grazie di nuovo e mandi

Basta ridurre l'accoppiamento tra primario e secondario, e' una cosa che si fa normalmente coi simulatori tipo LTspice (es. riga "K1 L1 L2 0.9"). Per fare un modello realistico ci vorrebbe pero' qualche misura. Ne ho uno, ma non sottomano ed e' *pesante*.

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

un

si

o,

A si? Bene allora, i trasformatori li ho io, dimmi solo che misure fare che sono curioso di sapere se e' una via percorribile.

Grazie ancora!

mandi

Misura:

1- resistenza del primario (misura a 4 fili per farla sufficientemente precisa) 2- resistenza del secondario 3- rapporto di trasformazione 4- induttanza del primario a vuoto 5- induttanza del primario col secondario in corto-circuito

Per 3: per non farti male, applica 220 VAC o meno sul secondario (lato alta tensione) e misura la tensione su entrambi i lati. Usa tester True RMS o oscilloscopio. Per 4/5: se non sei attrezzato, applica una tensione bassa a 50 Hz al primario usando un trasformatore (es. 12-24 VAC) e misura la corrente (tester True RMS). Per controllo e' utile misurare anche la corrente di cortocircuito al secondario. Attenzione!!! La tensione al secondario, quando aperto, e' gia' pericolosa! Controlla la tensione al primario in entrambi i casi secondario aperto/in corto, perche' cambia. Per 4: per vedere la non linearita', utile misurare anche la corrente a vuoto del primario alimentato a 220 VAC. Attenzione!!! Misura pericolosa!!! Non farla se hai anche solo il minimo dubbio. Inoltre puoi bruciare il fusibile del tester per la corrente di spunto: per evitarlo tieni il tester in SERIE al primario come per la normale misura di corrente, ma coi puntali cortocircuitati. Poi dai corrente a solo dopo togli il corto ai puntali e misuri la corrente. Usa la portata 10 A (AC).

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

Il giorno sabato 7 giugno 2014 16:17:23 UTC+2, RoV ha scritto:

Ciao, scusa il ritardo ma ero rimasto senza linea telefonica, sabato o domenica dovrei riuscire a fare le misure. P.s. il secondario HT io lo tolgo e inserisco solo le 2 spire che mi necessitano.

Grazie ancora per il tempo che mi dedichi.

mandi

Aspetta... le misure che ti ho detto secondo me vengono piu' precise col secondario originale (a patto di stare attento a non fulminarti). Quando poi lo cambi, se non modifichi gli shunt magnetici il coefficiente di mutua induzione non cambia.

mi hai incuriosito...

Ciao,

-- RoV - IW3IPD

di

E se sposto lo shunt 1/2 cm piu' in basso in modo da inserire un piccolo se condario? Mi rispondo da solo: non dovrebbe avere importanza tanto e' una simulazione che dara' dei valori grossolanamente vicini all'originale, serve giusto pe r non fare un botto al primo colpo. sabato o domenica faccio le misure sull'originale.

mandi

Il giorno sabato 7 giugno 2014 16:17:23 UTC+2, RoV ha scritto:

1- resistenza del primario (misura a 4 fili per farla sufficientemente precisa) 2.0 Ohm (con tester cinese chiaramente togliendo la resistenza dei puntali) 2- resistenza del secondario 147 Ohm

3- rapporto di trasformazione

220/22.0V = 10

4- induttanza del primario a vuoto

251mH

5- induttanza del primario col secondario in corto-circuito

65mH

Per 4: per vedere la non linearita', utile misurare anche la corrente a vuoto del primario alimentato a 220 VAC.

1.90A

fatto, e ora?

mandi

Anche se c'e' lo shunt, possiamo stimare L2=N^2*L1=25.1 H Trascurando R1 e R2, in condizioni di corto-circuito del secondario L1sc = (circa) L1*(1-k^2), dove k e' il coefficiente di mutua induttanza. Dai tuoi valori deriva k = 0.86 circa, che mi sembra ragionevole in presenza di shunt. Un trasformatore normale ha un k poco inferiore a 1.

Quanto sopra lo derivi dalle equazioni della mutua induttanza V1=jw*(L1*I1+M*I2) V2=jw*(M*I1+L2*I2)

dove w (omega) = 2*pigreco*f e M=k*sqrt(L1*L2) La condizione di corto la imponi mettendo V2=0, da cui ottieni la relazione piu' su.

Ho provato a mettere i valori in LTSpice e fittano bene. Ovviamente viene un'induttanza imperfetta (fase di V/I 81.5 gradi anziche' 90) per la presenza delle resistenze, pero' il modulo torna bene coi 65 mH.

Non torna invece la corrente a vuoto, perche' con L1=251 mH dovrebbe essere piu' alta (2.8 A). Inoltre andando vicino alla saturazione l'induttanza dovrebbe diminuire e la corrente crescere. Sospetto pertanto che L1 sia di valore maggiore, oppure che lo sia la corrente.

Ciao,

-- RoV - IW3IPD