Cómo mejorar la puente completo / medio puente el tiempo de arranque?

Question

Estoy tratando de encontrar una manera de mejorar el lugar /tiempo de inicio de una serie de circuito LC colocado en un puente lleno (o medio puente) del circuito.

Aquí es un esquema simplificado. El circuito funciona muy bien, el voltaje a través del inductor llega a 500V, la frecuencia de resonancia es de 100 khz+.

La imagen muestra lo que sucede al voltaje a través del inductor cuando el puente comienza a oscilar (PWM entradas activado).

Para la LC valores, esto se traduce en aproximadamente 0,5 ms de tiempo.

He descubierto lo siguiente: Si el puente se detiene y P1/P4 se establece en on, mientras que Q2/Q3 están fuera entonces el condensador se mantiene cargada.

Si el PUNTO a es brevemente a tierra (con un trozo de alambre), a continuación, cuando la tierra se elimina el condensador se descarga hacia la bobina creando así una instantánea aumento de la tensión en la bobina - vea la Imagen B.

Esto me mostró que, en teoría, es posible reducir el oscilador tiempo de subida a cero si hay un camino a la descarga de la energía almacenada anteriormente en el tanque LC en el arranque.

¿Alguien sabe para abordar este problema?

Answer 1

Esto parece funcionar bastante bien, pero...

\$ \style{color:red;}{ CAVEAT \ \ !}\$

El propósito de esta simulación se realizó para determinar si una topología de circuitos era viable, y los componentes fueron seleccionados para mantenerlos volando, pero con poco sentido para la optimización.

Básicamente, se genera un campo magnético alrededor de L2 girando Q5, y luego, cuando la corriente a través de L1 se ha desarrollado suficientemente activar Q5 cae abruptamente y empezar el MOSFET de la unidad al mismo tiempo. L1 está estrechamente ligado a la L2, de modo que cuando la corriente a través de L2 se detiene, el campo se descompone rápidamente, la transferencia de la mayor parte de su energía a la L1, la flyback transformador, inmediatamente a partir de la oscilación en su máxima amplitud y la frecuencia determinada por L1C1 y mantenido por el MOSFET de la unidad, que está ajustado para funcionar en la misma frecuencia.

Aquí está el LTspice circuito lista sólo en caso de que quiera jugar con el circuito:

Version 4
SHEET 1 1156 1956
WIRE -2976 -672 -3344 -672
WIRE -2064 -672 -2976 -672
WIRE -2976 -576 -2976 -672
WIRE -2064 -576 -2064 -672
WIRE -3024 -560 -3232 -560
WIRE -1824 -560 -2016 -560
WIRE -2976 -432 -2976 -480
WIRE -2752 -432 -2976 -432
WIRE -2528 -432 -2528 -512
WIRE -2528 -432 -2672 -432
WIRE -2320 -432 -2528 -432
WIRE -2064 -432 -2064 -480
WIRE -2064 -432 -2256 -432
WIRE -2976 -384 -2976 -432
WIRE -2064 -384 -2064 -432
WIRE -2752 -336 -2816 -336
WIRE -2624 -336 -2672 -336
WIRE -2496 -336 -2560 -336
WIRE -2416 -336 -2496 -336
WIRE -2224 -336 -2320 -336
WIRE -3024 -304 -3120 -304
WIRE -1936 -304 -2016 -304
WIRE -2336 -240 -2336 -288
WIRE -2496 -208 -2496 -336
WIRE -3344 -128 -3344 -672
WIRE -3232 -128 -3232 -560
WIRE -3120 -128 -3120 -304
WIRE -2816 -128 -2816 -336
WIRE -2336 -128 -2336 -160
WIRE -1936 -128 -1936 -304
WIRE -1824 -128 -1824 -560
WIRE -3344 0 -3344 -48
WIRE -3232 0 -3232 -48
WIRE -3232 0 -3344 0
WIRE -3120 0 -3120 -48
WIRE -3120 0 -3232 0
WIRE -2976 0 -2976 -288
WIRE -2976 0 -3120 0
WIRE -2816 0 -2816 -48
WIRE -2816 0 -2976 0
WIRE -2496 0 -2496 -144
WIRE -2496 0 -2816 0
WIRE -2336 0 -2336 -48
WIRE -2336 0 -2496 0
WIRE -2224 0 -2224 -336
WIRE -2224 0 -2336 0
WIRE -2064 0 -2064 -288
WIRE -2064 0 -2224 0
WIRE -1936 0 -1936 -48
WIRE -1936 0 -2064 0
WIRE -1824 0 -1824 -48
WIRE -1824 0 -1936 0
WIRE -3344 64 -3344 0
FLAG -3344 64 0
FLAG -2528 -512 VOUT
SYMBOL nmos -2016 -384 M0
SYMATTR InstName Q4
SYMATTR Value FDR4420A
SYMBOL pmos -3024 -480 M180
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value FDR840P
SYMBOL voltage -3344 -144 R0
WINDOW 3 31 95 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value 5
SYMATTR InstName V1
SYMBOL pmos -2016 -480 R180
SYMATTR InstName Q3
SYMATTR Value FDR840P
SYMBOL nmos -3024 -384 R0
SYMATTR InstName Q2
SYMATTR Value FDR4420A
SYMBOL voltage -3232 -144 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(0 5 200u 500n 500n 5u 10u)
SYMATTR InstName V2
SYMBOL voltage -3120 -144 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(0 5 200.5u 500n 500n 4u 10u)
SYMATTR InstName V3
SYMBOL voltage -1936 -144 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(5 0 200u 500n 500n 5u 10u)
SYMATTR InstName V6
SYMBOL voltage -1824 -144 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(5 0 200.5u 500n 500n 4u 10u)
SYMATTR InstName V7
SYMBOL ind2 -2656 -448 R90
WINDOW 0 -30 60 VBottom 2
WINDOW 3 -26 57 VTop 2
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 500µ
SYMATTR Type ind
SYMBOL cap -2256 -448 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 5n
SYMBOL ind2 -2656 -320 M270
WINDOW 0 -29 55 VTop 2
WINDOW 3 -28 57 VBottom 2
SYMATTR InstName L2
SYMATTR Value 50µ
SYMATTR Type ind
SYMBOL voltage -2336 -144 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value PULSE(0 5 100u 10n 10n 100u)
SYMATTR InstName V5
SYMBOL voltage -2816 -144 R0
WINDOW 3 31 95 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR Value 5
SYMATTR InstName V4
SYMBOL nmos -2416 -288 R270
WINDOW 0 -15 32 VRight 2
WINDOW 3 70 -35 VRight 2
SYMATTR InstName Q5
SYMATTR Value BSC16DN25NS3
SYMBOL diode -2624 -320 R270
WINDOW 0 -30 31 VTop 2
WINDOW 3 -34 33 VBottom 2
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value RF601BM2D
SYMBOL res -2352 -256 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 1000
SYMBOL diode -2480 -144 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D2
SYMATTR Value RF601BM2D
TEXT -3328 32 Left 2 !.tran 500u startup
TEXT -2768 -384 Left 2 !K1 L1 L2  1
TEXT -1648 64 Left 2 ;EM FIELDS  01 MAY 2016

Answer 2

Usted debe comenzar con un nivel predefinido de la corriente en el inductor o una carga en el capacitor para que el sistema se inicia con la energía almacenada en ella. A partir de lo que usted dice que usted está tratando de obtener altos voltajes sin transformador. En este caso es mejor almacenar alta corriente y bajo voltaje en la bobina. La alternativa podría ser la de un alto voltaje en el capacitor. Esto debido a que la corriente y el voltaje están aumentando lentamente (Google "factor Q") en la bobina, pero si sistema de arranque con el final de la corriente en la bobina del condensador de almacenar la energía de la bobina y la tensión sube rápidamente. E = 1/2 L * I * I = 1/2 C * V * V. Así, en el circuito resonante se puede convertir rápidamente una corriente en voltaje y viceversa.

Answer 3

Esta es la respuesta para @Campos EM. Supuestamente la patada de inicio funciona bien, y el puente es ahora oscilante correctamente. Esto significa que el Q5 está apagado, y el voltaje a través de L1 (voltaje en el PUNTO a) es de alrededor de 600V. Esto sólo es cierto sólo si el interruptor SW1 está abierto. Si SW1 está cerrado, a continuación, la tensión está limitada a un valor que es casi la mitad.

SW1 puede estar asociada con la V4 en su diseño. Línea de fondo, con el fin de L1 a oscilar correctamente y proporcionar el máximo voltaje de L2 debe tener ambos extremos desconectados desde el suelo o VCC o bien L1+L2 combinación se convirtiera en una especie de un autotransformador.

Voy a tratar de reemplazar SW1 con una P MOSFET de Canal.

Aquí es el voltaje que se muestra en el PUNTO A.