Моделирование импульсных ИП для ламповых усилителей

[DX888]

Vic_599, при чём тут цель, когда есть конкретика?

1. В 19-м сообщении Sharp выложил схему блока питания, она разрабатывалась под версию MS 13 http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1674332

2. Скачал эту схему и открыл её в версии MS 14.1. Схема работает относительно стабильно. Но, это же не совсем правильно, схемы из старых версий открывать в новых. Поэтому в версии 14.1 с нуля собрал схему, со всеми деталями и параметрами, точно такими же. Но, схема не заработала должным образом. Рисунок схемы в сообщении 25 http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1675228

3. При запуске моделирования либо сразу ошибка, либо моделирование начинается, но напряжение на выходе милливольты, вместо 1000В. Вот я и пытаюсь выяснить, в чём проблема? Либо я при составлении схемы допустил какую-то ошибку, либо версия 14.1 не может корректно работать с такой схемой блока питания, но почему-то файл из 13 версии запускается... В общем пока тупик.

4. Отключил +300В источник, то есть обесточил горячую ВВ часть. Моделирование запускается, на выходе драйвера чистые ШИМ сигналы 33кГц, точно такие же, как и на версии схемы sharp-а. То есть можно предположить, что ШИМ часть схемы работает корректно, а некорректно - трансформатор, цепи сравнения или стабилизации.

[mmom]

какие процессы протекают в импульсных блоках питания, видеть и понимать происходящие в блоках питания процессы.

использовать программу Multisim. , набросал схему.

оптопару, ключевые транзисторы, быстродействующие выпрямительные диоды, диод в первичной обмотке трансформатора)


Схема в программе не заработала, выдаёт ошибку моделирования, то есть что-то сделано не так..

Такая задача с ключевыми БП (всё-всё-всё - в модель) часто непосильна и для более мощных программ (ORCAD, например).
И хорошо, что пишет об ошибке, а то может и до конца досчитать, только абсурд насчитает, а без практич. опыта этого не отследить.

Для изучения работы силовых цепей на уровне структуры не нужны подробные SPICE-модели (со всеми нелинейностями, паразитными параметрами и тп), тк процессы относительно медленные. Подробные SPICE-модели занимают 99.9% вычислительных ресурсов.

Например, зачем в модель включать реальный оптрон при настройке ООС, если достаточно идеального преобразователя ток-ток (ИТУТ) ?
Или заставлять работать ключом усилительную модель транзистора! (Частота коммутации пусть 30 кГц, а быстродействие ООС - десятки -сотни Гц). Вносить в модель реальные логич.м/сх (к тому же, многие программы "не любят" сочетания логич. и аналоговых эл-тов) и тп. Это тоже с практикой приходит - понимать, где упростить модель...

Да не рассердится автор темы, но везде - зловещая тень паяльника...

Профи на западе широко применяют PSIM. Прекрасно работает наша FASTMEAN.

А уж потом, когда структура отработана в идеальных эл-тах, отдельные узелки с уже известными токами, напряжениями, частотой обсчитывают на нагрев и коммутационные выбросы с подробными моделями компонентов.

[IG_58]

без практич. опыта этого не отследить.

ППКС

Собрать схему практически. Это решение будет лишено допущений, упрощений и неточностей, свойственных любой математической модели.

[DX888]

В любой работе для разумного человека самое важное определить цель. Почитал и цели не увидел.

Цель конкретно данной темы озвучена в её первом сообщении, прочтите внимательно. Если не понимаете, то повторюсь:
- моделирование в симуляторах импульсных блоков питания, их узлов, чтобы получить наглядные, базовые представления как работают импульсные блоки питания.

Вот до создания этой темы я вообще понятия не имел, как работают импульсные блоки питания, сейчас же, уже имею базовые знания, и это здорово и очень интересно)

Конечная же цель - разработка в железе таких блоков питания. Вот, к примеру, возьмём тот же УМ на 4-х ГУ-50. Он нормально работает при подводимой мощности в 300-400Вт, при питании от 950В. То есть 150-200Вт в антенну. Хотя, некоторые их "кочегарят" и до 300-400Вт в антенну, тогда подводимая получается ватт 600-700. Следовательно, блок питания нужно строить с запасом, на 1кВт. Вот, sharp такой разработал в симуляторе, правда там используются дорогущие транзисторы по 1000 руб.

Так вот, в среднем, 1кВт тороидальный трансформатор, у которого будет 3 обмотки для создания анодного и экранного + одна обмотка для первой сетки + обмотка 13В для накала - обойдётся в среднем в 100$, может чуть дороже. К нему нужно будет собрать минимум два стабилизатора - для 1 сетки и экранной. Плюс желательно собрать и стабилизатор анодного, да и накал желательно постоянным током питать... Во сколько обойдётся такой блок питания? Наверное, баксов в 150-200.

У импульсного же блока питания, из-за своего конструктива по-умолчанию напряжение на выходе будет стабилизировано. Плюс гораздо меньшие размеры и вес. Это плюсы. А минусы - высокая цена мощных транзисторов, сложность при самостоятельном изготовлении импульсного трансформатора, сильная зависимость от качества почти всех деталей - резисторов, конденсаторов, оптопар, микросхем, то есть на Али желательно не покупать, чтобы блок не "горел" при каждом чихе самого УМ. Цена? Если брать все детали настоящие, у официальных дилеров, наверное будет примерно такая же, как и цена трансформаторного БП, может, чуть меньше.

Вот, сопоставив все эти данные, в конечном итоге и нужно будет принять решение, какой блок питания целесообразнее, качественнее, надежнее, дешевле, лучше и т.д.

Если отточить все узлы ИИП для 4-х ГУ-50, то его можно будет строить и для других ламп. Так же, оттачивание нужно, чтобы с уверенностью можно было покупать 1000р транзисторы, не боясь их спалить при первом же включении. То есть для этого, нужно моделировать схему пока с более дешёвыми и доступными транзисторами, может быть даже 2 параллельно ставить и т.д.

[DX888]

Вот, некоторые процессы на видео



Таймер на видео:

00:00 - 02:49 - схема sharp-а, созданная в версии MS 13, и запущенная у меня на версии MS 14.1 Из изменений - я только убрал комплиментарную пару транзисторов, выполняющую роль драйвера ключевого транзистора, заменил её на микросхему UCC27322D. С ней импульсы управления гораздо лучше. На осциллографе желтая и зелёная линия - сигналы на входе и выходе драйвера. Видно, что после запуска моделирования сигналы управления приходят на ключевой транзистор, меняется только их ширина. Напряжение на выходе растёт плавно от 0В до 950В. Во время моделирования показал загрузку процессора - он не нагружен и на 10%, поэтому не знаю, почему напряжение растёт так плавно на выходе... Может просто особенность самой программы? Может просто не умеет пока работать с многопоточными процессорами? Ладно, не суть.

В конце этого промежутка времени отчётливо видно, что когда напряжение стало 950В включился режим стабилизации, ширина импульсов сильно уменьшилась, то есть тем самым транзистор стал посылать энергию в трансформатор меньше. Затем переключил нагрузку с 18кОм до 1кОм. Ток в цепи вырос с 50ма до примерно 1А. Напряжение 950В осталось стабильным, на осциллографе отчётливо видно, как в этот момент ширина импульсов резко увеличилась, чтобы подавать на трансформатор больше энергии.

02:49 - 04:34 - точно такая же схема, один в один, считай копия, но собранная с нуля в версии программы MS 14.1 При включении моделирования, виден один импульс 15В на выходе драйвера, который потом уменьшается до милливольт, превращаясь в рваную синусоиду. На выходе блока питания 20-50мВ

04:34 - 04:54 - виден ещё один импульс 15В на выходе драйвера, который потом гасится до нуля. В это время напряжение на выходе блока питания с 50мВ скакнуло до 500мВ. То есть схема как будто каждые 20-30 сек пытается запуститься, но ей что-то мешает.

05:10 - и до конца видео. Отключаю в горячей части источник +305В, включаю моделирование, на выходе драйвера - отличные, нормальные импульсы частотой около 33кГц. То есть, если отключить высокое, то сам генератор на триггерах и драйвер - работают нормально. Но, если вернуть высокое - после начала моделирования только один импульс и абракадарбра на выходе.

Может вы, свежим глазом заметите какие-то ошибки в схеме? Потому что сам уже ума не приложу, почему одинаковые схемы, но так по-разному себя ведут.

[sharp]

DX888, так как нарисовано на вашем чертеже работать, точно не будет.Посмотрите внимательно, где нарисована маленькая точечка около верхнего вывода первичной обмотки трансформатора. Это показывает где начало обмотки. Для вторичных обмоток тоже, верхние выводы это начало всех обмоток. У вас сейчас получается прямоходовой преобразователь, но так как нет дросселя между ВВ диодами и конденсаторами, еще на прямом ходе трансформатор закорочен конденсаторами и в первичной обмотке трансформатора не накапливается энергия. Поменяйте местами выводы первичной обмотки трансформатора, как на моем чертеже.

[DX888]

sharp, не знал, что выводы обмоток влияют в моделировании, спасибо, буду теперь знать. Однако, это никак не повлияло на работу схемы. К тому же, обмотки я пробовал менять ещё раньше, никакого результата:



Картина точно такая же. При включении моделирования виден первый импульс на затворе транзистора, и всё.. Потом, таймер видео 01:26 этот импульс снова появляется, и снова пропадает, и так циклично.

[DX888]

sharp, у меня кажется есть версия, в чём проблема. Смотрите рисунок



Если на белом месте схемы, то есть на рабочем поле кликнуть прав. кл. мыши и выбрать Свойства (в самом низу), то будет вот такое окно. Левая часть окна - это если я создаю у себя в MS 14 схему. Правая часть окна - свойства вашей схемы, вашего файла, сделанного в MS 13.

Далее. Я открыл вашу схему, тупо скопировал всё, что было на рабочем поле, затем в MS 14 создал новую схему, вставил туда всё, что скопировал и... что бы вы думали? Схема не запускается, выдаёт весь тот бардак, о чём я писал выше. Если же я открываю вашу схему в моей MS-14, затем сохраняю её, чтобы у неё получилось расширение *.ms14, то после открытия - ваша схема работает корректно.

Какой можно сделать вывод. В теле файла вашей схемы, видимо есть какие-то установки, настройки или скрытые элементы, которые позволяют вашей схеме работать в моей MS 14, а у меня таких настроек/скрытых элементов нет, потому и не работает. Следовательно, мне нужно что-то поменять или настроить в самой программе, чтобы она моделировала так, как ваша, 13-версия. Осталось выяснить - что именно. Есть идеи?

[denis_M]

В теме о 4 гу50 я выкладывал реальный, собранный мной, блок питания. И стоит он далеко не 100$, максимум 1000р. Так что все уже давно сделано. Читайте, повторяйте и будет счастье.

[DX888]

denis_M, этот? http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1180301