我的新DRSSTC【1.2m电弧】

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我的新DRSSTC【1.2m电弧】

rb_sama

2012/11/03

高电压技术

IP:广东

最近回来搞一个电子竞赛。顺便把国庆时候做的一台DRSSTC给组装起来。
作为发布自己新作品的一向习惯。先把各个组件介绍一下。

首先是自主设计基于STEVE ud1.3b版本的ud1.3b-S驱动板。
S的意味是超级DR驱动板。隶属DR4系列。拥有四组MOS图腾输出。具有直接通过GDT可靠驱动大型IGBT模块的能力。理论驱动电流为40A。
同样必须阐明的一点是，基于DR4系列任何结构驱动板。都具有直接驱动IGBT模块的能力。只是驱动能力区分强弱。
而DR3则必须通过四路悬浮驱动和四路独立电源才能做到同样功能。

使用的全桥同样是自主设计的全桥电路。电路结构上使用叠层布线。铺锡平衡电流。
使用两只美国CDE 935C电容与蓄能电容最短连接线结构。
吸收与母线电压钳位。非常完美的做到了把母线尖峰压制到对A4D开关管安全的电压。

MMC使用两只DAWN 6KV 0.33μF 50Arms 感应加热大型电容器。
通过计算Irms=Ipk*0.707*Don
在5%的灭弧占空比下能够允许电流安全振升到800A的幅度。余量取得挺大。
灭弧则使用ST头的光纤灭弧。能够大大避免灭弧信号受到干扰的可能性。能够做到DR系统与灭弧系统的完全电隔离。

初级线圈使用6mm散热铜管。实际证明在强大的谐振电流下。甚至能将铜管烧到温热。

将系统组装起来。连接线用4mm^2多股铜线。接线处用铜鼻配合自制的线卡压接。
连接可靠而且方便调谐时候的滑动。

最终组装起来的样子。很漂亮吧~ ~ ~

+200

科创币

ehco

2012/11/03

工艺精湛

+50

科创币

咸鱼超人

2012/11/03

好啊！看到我的电容和次级了

+20

科创币

yanli12321

2012/11/03

火前留名

+40

科创币

猎鹰

2012/11/03

B老湿厉害啊！

+40

科创币

jxs

2012/11/04

弧次比高啊。。。

+50

科创币

systemroot

2012/11/04

B老师作品，B属精品！

+50

科创币

北落师门

2012/11/05

来加分了！

+25

科创币

ZhenHong

2013/05/14

这个全桥，初级……严重口水中……

来自：

电气工程/高电压技术

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全部只看作者

kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

474067

51楼

回 50楼(rb-sama) 的帖子

我对DRSSTC还只是一知半解，有个问题一直很迷惑：
大家做DERSSTC，大都是参考STEVEN的，外国人的供电电压和我们不同，都是110V。难道他们也是用调压器供电？是不是考虑到开关管承受不了？
有没有直接用220V市电供电的电路？电路应该如何改变？

引用

rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

474086

52楼

回 51楼(kcltxinshou) 的帖子

我这台开到了250V。
并不存在只能用于110V的问题。
使用调压器供电只是为了探寻不同电压下的表现特征。
和防止整流电路受到太大冲击。

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

474134

53楼

回 52楼(rb-sama) 的帖子

哦。
那么，是不是Steve的DRSSTC电路中大多都可以使用220V呢？
谐振时，初级线圈中的峰值会不会过大，导致场管被击穿呢？

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rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

474140

54楼

首先纠正一下你的问题里几个认知性错误。
1：并不存在有Steve的DR电路能不能用220V的问题。Steve系的电路特指驱动电路。
2：DRSSTC里面用得是IGBT并不是场管。

所以能不能上到220V要看电路元件参数怎么选择。一般DRSSTC里面可以通过调节ontime和bps来限功率。
从侧面上看也是限制了电压。一般一台选型正确、功率管耐压500V的DR。都能够工作在220V。
至于过电流问题。并不仅仅和电压有关。一般是防止一些突发条件使之过电流。所以电路中设计了OCD电路。
只要OCD电路正常工作。DRSSTC电路并不会因为过电流而损坏。

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yanli12321 千古风流

14年1个月前IP:未同步

474143

55楼

回 54楼(rb-sama) 的帖子

对啊，驱动电路和功率电路是两回事，就像等离子扬声器一样，同样的驱动电路既可以搞12V单端，也可以用220V桥类。只要你技术、材料够，想搞个1KV供电的DR都行[s:178]

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

474206

56楼

回 54楼(rb-sama) 的帖子

之所以这样问，是因为我对开关电源、半桥、全桥电路的参数计算不是很懂。
另外，在做ZVS时，LC回路两端的正弦峰值很高，所以场管的选取就要考虑高的耐压了。基于此，DRSSTC中如果也使用板桥（或全桥），是否也应该考虑这一因素？
还有，我记得STEVE有一款DRSSTC是用IRFP460搭的板桥。
FGA25N120是不是IGBT，用在DRSSTC上应该可以吧？

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rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

474213

57楼

回 55楼(yanli12321) 的帖子

STEVE没有做过用IRFP460半桥做的DRSSTC
DRSSTC的制作需要考虑电流振升
25N120好像是IGBT 用在电磁炉的管子做小功率DRSSTC可行

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山猫

14年1个月前IP:未同步

474225

58楼

回 56楼(kcltxinshou) 的帖子

建议你玩玩G4PC50UD或者40N60A4D（不一定能买到真货），初期先玩这些，很廉价，玩好了上模块玩就OK。。。。。。。

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rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

474250

59楼

回 58楼(山猫) 的帖子

A4D据说已经停产了。
我手里这台测的性能不错。

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yanli12321 千古风流

14年1个月前IP:未同步

474251

60楼

回 56楼(kcltxinshou) 的帖子

DRSSTC是串联谐振，串联谐振对管子耐压要求不高，但对管子耐流要求高。并联谐振刚好相反，对管子耐流要求不高，耐压要求高

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

474307

61楼

回 58楼(山猫) 的帖子

多谢指点！

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

474309

62楼

回 57楼(rb-sama) 的帖子

那就先做做小功率的。IRFP460应该也可以做吧？

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

474310

63楼

回 60楼(yanli12321) 的帖子

有没有并联谐振的DRSSTC？

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yanli12321 千古风流

14年1个月前IP:未同步

474411

64楼

回 63楼(kcltxinshou) 的帖子

理论上可以，但没见过，主要是并联谐振电路很奇葩，需要给全桥串电感

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科技制作新人

14年1个月前IP:未同步

474817

65楼

厉害！外形和电路板做得干净利落

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rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

474820

66楼

回 65楼(科技制作新人) 的帖子

嚯嚯。能得到妹纸的夸奖真是受宠若惊。
其实在电子设计里外观设计也是非常重要的需要考虑的重点。
这台DRSSTC里面所有预制件都是用CAD绘图送付工厂加工的。所以尺寸和一致性都是非常精确和标准的。
也有批量化的能力。
上一张整体外观的图。零件图放在另外的文件里。一共十来个总文件。

电路文件放在其它文件夹内。这样以后做的话。还是一样的性能。
不管从前还是现在我一直都认为只有先做到标准化才能谈改进。

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科技制作新人

14年1个月前IP:未同步

474941

67楼

回 66楼(rb-sama) 的帖子

嘻嘻，实话实说啊，做得漂亮就是漂亮，不用受宠若惊

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苦丁茶

14年1个月前IP:未同步

476370

68楼

小白我伸手一次，S路线到底咋回事，英语看不明白啊

科创币

yanli12321

2012/12/05

头像换了耶，你这学妹确实挺漂亮

科创币

delete

2012/12/05

是挺不错

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fbi

14年1个月前IP:未同步

476372

69楼

回68楼(苦丁茶) 的帖子

S路线乃STEVE WARD的DRSSTC走的路线。[s:274]
只是高电压输入高重复率而已。不是很难理解的。

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

477992

70楼

回 66楼(rb-sama) 的帖子

想尝试做DRSSTC0.5版本的。因为比较简单。
有几个问题：
1、由555及其外围元件组成的电路，是IGBT栅极的信号来源呢，还是一个灭弧电路呢？
2、74HC14、74HC109及其外围元件组成的电路，是什么功能？
   74HC14第1脚前级是从一个变压器次级接入的，该变压器有什么用？它的磁芯是否与GDT材料相同？
   74HC14第13脚的信号是否就是555的输出？
3、在半桥部分，电容C13有什么作用？耐压值取多大合适？
   电容C11、C12S是整流后的滤波电容吗？
   瞬态二极管直接用440代替两只220，可以吗？
4、在GDT部分，电容C5的耐压有何特殊要求？

请指点，谢谢！

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rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

478016

71楼

回 70楼(kcltxinshou) 的帖子

1:是一个产生低占空信号的方波发生器，可以独立调节频率和ontime。一般习惯称作灭弧电路。
2：你说的74HC109电路是DR1电路。由JK触发器与反相斯密特触发器构成的相当于边缘阻塞D触发器的电路。作用是防止灭弧下降沿落在电流峰值或者大电流值产生硬开关损坏开关管。
“变压器”是电流互感器。由两个匝数为33的磁环变压器串联而成。总变比≈1000:1。
作用是追踪初级线圈电流信号。完成自激和追频（&锁相）功能。材质没有过多要求。但不能是用来做阻尼的磁环。
不是。灭弧信号输出进过了一个电阻网分压，取1K和10K电阻中节点电压作为灭弧信号至74HC14 Pin13。目的猜测是为了提供给输入端一个启动信号。
3：C13并接在半桥母线与地之间。起到滤波和吸收的作用。
大型电解电容器由于卷绕工艺。不可避免ESL和ESR都会较大。此时一些尖峰无法通过电解电容有效吸收。
故并接C13为高品质吸收电容。特性是Dv/Dt耐受值大。ESR ESL低。高频性能好。耐压一般选取高于母线电压两倍。
考虑到安全系数。一般300~400V母线电压下选择600~1200V都比较合适。
C11 C12与两个整流二极管构成二倍压整流电路。在母线上产生约等于两倍输入交流电压峰值的电压。
同时起到滤波与吸收的作用。
瞬态二极管可以代替。但是耐受性会略微下降。而且TVS在这个电路中能起到的保护作用也甚小。不如做交流屏蔽。
4：GDT部分C5为AC coupling电容。起到隔直作用。在静态的时候防止图腾直短。工作时防止GDT产生磁偏。
此电容与半桥两管Ciss与Cm分享电压。一般取大于1uF的值。耐压为50V的电容足够使用。
个人比较喜欢用无感电容。能够减小损耗和干扰。

末。此电路较为落后。为DR1构架。用来做DR性价比不怎样。
如果还没有开始做。个人推荐DR4构架。廉价且可靠。

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

478099

72楼

回 71楼(rb-sama) 的帖子

大家都在做DR4，但是在STEVE的网站上找不到DR4的图啊？

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rb_sama

作者

14年1个月前IP:未同步

478112

73楼

回 72楼(kcltxinshou) 的帖子

先别操之过急。好好理解一下我说的原理。
不要看到DR4全新的电路又有一大堆疑问。

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

478130

74楼

呵呵，说的是。
如果LZ有DRSSTC—4图，请赐教。毕竟一边琢磨你的建议，一边参研图纸，会很有感觉。

另外，还有一个问题：
无论SGTC还是DRSSTC，接地有什么技术要求？

这样问乃事出有因。这段时间做微波炉变压器SGTC，最好时只出约5cm的电弧，而且很细。
经反复思考，其他方面应该没问题，最后怀疑接地问题。

本人住五楼，暖气管道、自来水管道都是PPR。最后接在卫生间墙角处“等电位接线盒”中引出的地线，还是不行。
这个“等电位接线盒”是什么道理？

引用

山猫

14年1个月前IP:未同步

478142

75楼

回 74楼(kcltxinshou) 的帖子

你找找楼道里有没有消防栓，可以考虑把地线接到消防栓上。
等电位接线盒：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

478148

76楼

回 73楼(rb-sama) 的帖子

山猫已经将图纸给我了。

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kcltxinshou 百炼成钢

14年1个月前IP:未同步

478149

77楼

回 75楼(山猫) 的帖子

楼道有暖气主管道，可以试试。

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kcltxinshou 百炼成钢

14年0个月前IP:未同步

479050

78楼

回 71楼(rb-sama) 的帖子

LZ提到保护场馆最好使用“交流屏蔽”。
什么是交流屏蔽？

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rb_sama

作者

14年0个月前IP:未同步

480541

79楼

回 78楼(kcltxinshou) 的帖子

指的是本身的架构形成的屏蔽效果

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tungus-explo 一表人才

14年0个月前IP:未同步

487514

80楼

哎呦，LZ这个TC好漂亮。。。[s:274]成本花了LZ多少啊，我得掂量一下自己的钱包。。。

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rb_sama

作者

13年11个月前IP:未同步

487679

81楼

回 80楼(tungus-explo) 的帖子

材料费用算上开发成本。两三千左右。

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tungus-explo 一表人才

13年11个月前IP:未同步

487746

82楼

1.2m电弧1.5：1弧次比成本居然比想象中的低啊[s:274] 貌似有点希望哦【不知道爸妈给不给】原来做了个SGTC花了一百多块放出来的电弧还不到20cm弧次比不到1:2[s:273] 而且诶接了一次市电居然炸了[s:222] 经过计算一台能释放1.2M电弧弧次比在1:1左右的SGTC大概1WRMB，原来DRSSTC效率这么高啊[s:227]

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