Ich versuche einen Weg zu finden, um die Anstiegs- / Startzeit einer Serien-LC-Schaltung zu verbessern, die in einer Vollbrücken- (oder Halbbrücken-) Schaltung angeordnet ist.
Hier ist ein vereinfachtes Schema. Die Schaltung funktioniert sehr gut, die Spannung am Induktor erreicht 500 V, die Resonanzfrequenz liegt bei 100 kHz +.
Bild A zeigt, was mit der Spannung am Induktor passiert, wenn die Brücke zu schwingen beginnt (PWM-Eingänge aktiviert).
Für die vorhandenen LC-Werte bedeutet dies eine Aufbauzeit von ca. 0,5 ms.
Ich habe Folgendes festgestellt: Wenn die Brücke gestoppt ist und Q1 / Q4 eingeschaltet sind, während Q2 / Q3 ausgeschaltet sind, bleibt der Kondensator aufgeladen.
Wenn PUNKT A kurz geerdet wird (mit einem Stück Draht), entlädt sich der Kondensator beim Entfernen der Erdung in die Spule und erzeugt so einen sofortigen Spannungsanstieg über der Spule - siehe Bild B.
Dies hat mir gezeigt, dass es theoretisch möglich ist, die Anstiegszeit des Oszillators auf Null zu reduzieren, wenn es eine Möglichkeit gibt, zuvor gespeicherte Energie beim Start in den LC-Tank zu entladen.
Weiß jemand, um dieses Problem zu beheben?
Antworten:
Das scheint ziemlich gut zu funktionieren, aber ...
Der Zweck dieser Simulation bestand darin, zu bestimmen, ob eine Schaltungstopologie realisierbar ist, und die Komponenten wurden ausgewählt, um zu verhindern, dass sie explodieren, jedoch ohne Rücksicht auf die Optimierung.
Grundsätzlich erzeugen Sie ein Magnetfeld um L2, indem Sie Q5 einschalten. Wenn sich der Strom durch L1 ausreichend aufgebaut hat, schalten Sie Q5 abrupt aus und starten gleichzeitig den MOSFET-Antrieb. L1 ist eng mit L2 gekoppelt. Wenn also der Strom durch L2 stoppt, bricht das Feld schnell zusammen und überträgt den größten Teil seiner Energie an L1, einen Rücklauftransformator, der sofort die Schwingung mit seiner maximalen Amplitude und der von L1C1 bestimmten Frequenz aufrechterhält und aufrechterhalten wird durch den MOSFET-Treiber, der so eingestellt ist, dass er auf derselben Frequenz arbeitet.
Hier ist die LTspice-Schaltungsliste für den Fall, dass Sie mit der Schaltung spielen möchten:
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Sie sollten mit einem vordefinierten Strompegel in der Induktivität oder einer Ladung im Kondensator beginnen, damit das System mit der darin gespeicherten Energie beginnt. Nach Ihren Angaben versuchen Sie, hohe Spannungen ohne Transformator zu erhalten. In diesem Fall ist es besser, hohen Strom und niedrige Spannung in der Spule zu speichern. Die Alternative könnte eine Hochspannung am Kondensator sein. Dies liegt daran, dass Strom und Spannung in der Spule langsam ansteigen (Google "Q-Faktor"). Wenn Sie das System jedoch mit dem Endstrom in der Spule starten, speichert der Kondensator die Energie der Spule und die Spannung steigt schnell an. E = 1/2 L * I * I = 1/2 C * V * V. Im Resonanzkreis können Sie also schnell einen Strom in eine Spannung umwandeln und umgekehrt.
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Dies ist die Antwort für @EM Fields. Angeblich funktioniert der Kickstart gut und die Brücke schwingt jetzt richtig. Dies bedeutet, dass Q5 ausgeschaltet ist und die Spannung an L1 (Spannung an PUNKT A) irgendwo bei 600 V liegt. Dies gilt nur, wenn SW1 geöffnet ist. Wenn SW1 geschlossen ist, wird die Spannung auf einen Wert begrenzt, der fast die Hälfte beträgt.
SW1 kann in Ihrem Design mit V4 verknüpft werden. Fazit: Damit L1 richtig schwingt und die maximale Spannung liefert, muss L2 beide Enden entweder von Masse oder VCC getrennt haben, sonst wird die Kombination L1 + L2 zu einer Art Spartransformator.
Ich werde versuchen, SW1 durch einen P-Kanal-MOSFET zu ersetzen.
Hier ist die an Punkt A gezeigte Spannung.
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