DRSSTC基本原理
任某人2011/11/01高电压技术 IP:陕西
关于双震谐特斯拉线圈的原理
扫盲贴,高手跳过。。
坛子上很多人都开始接触DR,但是真正理解其工作原理的并不算多数。鉴于每个人的情况都不一样,按照图纸进行制作的话不一定符合自己的情况,如果不了解其工作原理的情况下就无法作出相应改变,在调试上也会有一定困难。在TC这种恶劣的电气条件下,各种功率开关器件都会显得无比脆弱,如果运行原理不清楚造成调试不当,则会造成非常严重的后果【BANG!!】。

【首先。关于drsstc原理】
【不懂SGTC原理者请首先参阅 https://www.kechuang.org/t/33510
经典的TC是靠LC震荡产生的磁场震荡于次级线圈产生震谐来运行的。火花隙起到了控制电容蓄能和最原始的灭弧的作用,但是由于调试困难效果通常并不理想,弧次比通常超不过1X。为了得到更好的效果,TC后来衍生出了
OLTC【离线特斯拉线圈,用功率器件代替火花隙,其他原理均与传统SGTC相同】
VTTC【真空管特斯拉线圈,电子管控制的tc,于本帖讨论的原理无关,不多做讨论】
SSTC【DRSSTC的祖宗。靠桥式电路来替代原有的LC震荡。】
DRSSTC::::主人公登场,相信大家都听说过软开关。在高频开关时器件通过的电流和两端电压差的变化并非完美的方波。在电压和电流的上升下降沿会有一定坡度,这会造成电压和电流在开启和关闭时会有一段都不为零的区域。这便会产生开关损耗,造成开关器件发热。

[修改于 5年9个月前 - 2018/07/06 21:03:55]

+50  科创币    clebschgordangg    2011/11/01 辛苦了
+80  科创币    zhaokenb    2011/11/01 图文并茂
+1  科创币    delete    2011/11/01 高质量发帖置顶一下比较好啊。
+25  科创币    946710319    2011/11/01 我要脱盲!
+16  科创币    专打贾君鹏    2011/11/01 没有理由
+10  科创币    箭zy-h2    2011/11/01 好,我脱盲了。
+200  科创币    judema    2011/11/01 高质量发帖
+200  科创币    ry7740kptv    2011/11/01 优秀!
+5  科创币    云烟    2011/11/01 扫盲
+10  科创币    cccyl    2011/11/01 这些基础知识对新人很有用啊
+200  科创币    奇侠    2011/11/02 第一加分
+20  科创币    十九    2011/11/02 支持扫盲……  我就是个全盲= =
+100  科创币    caoyuan9642    2011/11/03 鼓励思考
+5  科创币    pavaroti    2011/11/04 建议弄成pdf,方便阅读
+25  科创币    科学人    2011/11/11 高质量发帖
+25  科创币    delete    2011/11/18
+15  科创币    最高主机泡泡    2012/02/02 详细
+45  科创币    听我说瞎话    2012/12/07 这次任某人又吐血了........
+1  学术分    ehco    2011/11/02 优秀文章!
来自:电气工程 / 高电压技术严肃内容:专著/论述
55
 
1
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~~空空如也
任某人 作者
12年7个月前 修改于 7年3个月前 IP:未同步
333285
本帖最后由 虎哥 于 2013-12-20 16:08 编辑

950_1abd1320149238f2f7047cbb6cbc2.png
所谓的软开关,便是利用LC震荡使电路的电流和电压产生震荡,再利用适当同步技术【例如ppl&电流反馈自激】使开关元器件开关时避开重合区。器件在开关时若正好电压震谐至零点,则称为ZVS【零电压开关】,若正好电流震谐至零点,则称为ZCS【零电流开关】。
950_39b21320149390fbcd3a1cfd45ebd.png
相信大家对ZVS并不陌生,在高压版许多同志们都仿照那个……额。。这里
950_970513201492866cb7b6c468d6145.jpg
诶对……眼熟吧。。这个电路也是通过适当手段巧妙地达到ZVS目的的。。详见https://www.kechuang.org/t/30731
大家做的时候一定会注意到。这个电路的效率非常高,但是开关管却一点也不热。这是因为零电压的开关条件使开关时电流再大也不会产生管耗(P=UI),而那一点点热量是来自MOS管特性的导通内阻造成的。。【P=I^2R】
+1
科创币
wzh19940105
2011-11-01
留着。现在看不太懂不过帖子很不错
+200
科创币
奇侠
2011-11-02
第二加分。难得一见的高质量发贴。赞扬!!!
+25
科创币
946710319
2011-11-02
继续加!
+10
科创币
jihaitao
2011-11-04
支持!
+30
科创币
gzh007007007
2012-01-03
+100
科创币
delete
2012-01-05
-
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任某人作者
12年7个月前 修改于 7年3个月前 IP:未同步
333287

950_364013201501023e55c4218e908ea.png

现在转头看看最右部分的两个mos 驱动器。看到它的两只脚输入了嘛?没错,这里面各内含一个与非门和非门,也就是反相乘法逻辑。由于触发器的电平变化遵守时钟(CLK)的变化规律,所以信号的占空比永恒定,频率稳定后不会受灭弧信号干扰。这样一来非门对输入信号进行比较,灭弧信号开启时,完成最后当前一个周期后7脚输出低电平为0, 此时无论源信号(U1 4脚输出)如何输出始终为0,而对于另外一只与非门则输出始终为1。两者反相操控两对mos对管输出,驱动GDT(Gate Drive Transformer)。如此一来,我们便得到了一个漂亮的驱动信号。
【关于ocd: OCD是 Over Current Detection 的缩写,意为过流检测。在这里我们用T2带假负载来得到电流波形,经过整流桥整流C15滤波将电流大小转换为一个固定的电平然后送入lm311与R10和R11提供的固定电平进行比较将结果送入555触发,输出至二极管发光提示Q3导通将灭弧信号强制拉到地(0)】
驱动电路就在此告一段落。
再次回到我们的桥【不管全桥还是半桥】这里往往是各种BOOM!!的发生地。。各种半导体垃圾的产生地。。
之前已经说过,在TC运行时电气环境相当恶劣,功率管相当脆弱。相信很懂同志们都玩过pwm+单场管的高压包驱动吧。。相信坏掉管子的同志知不在少数,其中管子的一种死法叫做三脚全通,往往12v的电源就可以损坏200v耐压的管子。这是为什么呢……万恶的漏感尖峰!!各种变压器都会有不同程度的漏感,能量没能成功传输出去,便又返回来加载了自己身上【就是电感的特性】所以,在桥式电路里要尽量缩短连接线的长度以减少线路中漏下的电感,有可能的话尽量使用同轴线【可能耐流不会太大。。】
950_6a7a1320150145c735c5d62947cf1.png
但是避免产生多余电感只是一方面,尤其TC这种东西,漏感尖峰是非常高的,这时候我们就要用到一种特殊的稳压二极管:TVS瞬态抑制二极管(D9,10,17,18)!这种管子可以再制定电压下反向击穿点到方向,允许瞬间很大的电流通过,一般的TVS二极管瞬间功率都可以达到1KW【各种不一样,P6ke的就是600W..1.5ke的就是1500W】这里要注意!!图中用到的是两只220v击穿的管子串联,也就是说保护电压达到了440v左右。自己选用tvs时一定要确定保护电压的总和至少小于开关器件击穿电压20v左右,至少高于电源电压20v左右。

GDT输出信号也是同样道理,用稳压管把电压嵌在比管子最高允许的开通电压一下一些为好,一般管子允许20v那么使用18v的就可以,
不要仿steve照图中的,会击穿的

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任某人作者
12年7个月前 修改于 7年3个月前 IP:未同步
333288
本帖最后由 虎哥 于 2013-12-20 16:08 编辑

好了,关于这个被大家传诵了N久的电路的分析到此为止。总体来看1、这个电路还是有点过于简单了,以至于一些信号处理的不会很仔细,例如所有器件都会有延时,但是这里却没有调试移相的功能,这样很容易造成有开通损耗没有关段损耗或者有关断损耗没有开通损耗【总之会有管耗】2、这个电路没有死区,频率不是很高的话还好,但是如果频率上去了出事是必须的!3、电路需要一个稳定的启动方式,这个电路是靠充电脉冲启动的,如果起初参数调试不合适可能会造成电路不起振。

这也不赖Steve,人家说了人家不是 PLL FAN不过现在看来~采用PLL还是很有必要的!

灵感来自【https://www.kechuang.org/t/30762
同样是电流反馈,感应加热和TC还是有很多可以互相借鉴之处的!!【于是本人的思路…………】
950_51751320150180424d2a56c001557.png


我这样设计会复杂不少,但是我敢肯定我既减少爆炸事故的发生,而且效率会更高!首次调试切勿上高压,等吧vco频率调到和初级震谐频率差不多了再上高压。
950_51ee13201504569393088b354b12e.jpg
来解释下~hc109出来那个大大的与非门可以使cd4093的一部分,改图太费劲了。。花精细点的改天再发,这个图只是表达一下大概意思。
关于死区的问题:【https://www.kechuang.org/t/37286
俱体调试方法及其原理见【https://www.kechuang.org/t/30762



以上内容若有错误神码的还请各位指出。连夜写出来的,不知道脑子是不是还清醒= =【应该的[s:274]   [s:274]   】
+100
科创币
猎鹰
2012-01-23
刚才加错了,现在补上
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任某人作者
12年7个月前 IP:未同步
333290
付稍微清楚点的图一张:
attachment icon 任某人.rar 4.84MB RAR 175次下载
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任某人作者
12年7个月前 IP:未同步
333447
引用第6楼black于2011-11-01 21:11发表的 :
楼主对自己所理解的DR写出了一个帖子
弥补了中文扫盲资料的空白 非常不错 赞扬!
另外STEVE 的Gate driver有对G极电压钳位 这个他还是考虑到了的  



恩说的很对。我的意思是每个人用到的开关器件都不一样,要根据自己的情况考虑。。要是上了MOS的话30多伏肯定穿了。。
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任某人作者
12年7个月前 IP:未同步
333448
10楼说的太对了!!!

哎呀还是你考虑的周全。。我忘记了VCO的特性。。要先自由震荡的。。惭愧惭愧……但是如果能在不使用PLL的情况下应用LPF相移技术就好了。。

另外大家对死区时间发生器的应用没啥意见吧。。
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任某人作者
12年7个月前 IP:未同步
333535
回 15楼(black) 的帖子
额在这里我确实还是有一点疑问。
功率器件的击穿条件到底是什么。是一旦超过限制电压立刻击穿还是可以承受非常短时间的浪涌?G和D承受浪涌的能力又各自如何?
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任某人作者
12年7个月前 IP:未同步
333784
回 19楼(wangyang386) 的帖子
震谐频率要看次级的。次级的震谐频率是固定的,根据次级震谐频率计算结果来调整MMC震谐电容使初级电路和次级LC频率差不多,为软开关做好准备,然后再利用初级反馈回来的信号控制全桥进行开关。全桥开关频率应该是和初级震谐频率一样的。。
灭弧文中有一段啰嗦嗦有提到的很明白。。实在不懂可以翻老帖看看。
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任某人作者
12年6个月前 IP:未同步
334392
回 24楼(我爱胆机妙音) 的帖子
没有 MMC就不叫DRSSTC了。。DR的要点在于震谐和开关同步。。要是光使开关没有震谐的话效果和管耗都会大大折扣
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任某人作者
12年6个月前 IP:未同步
334826
回 26楼(我爱胆机妙音) 的帖子
没有mmc的话就成硬开关定频Isstc了。。管耗很大容易炸管。。
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