低调奢华有内涵的新型DRSSTC驱动
本帖最后由 yanli12321 于 2013-10-5 17:55 编辑

很早之前就想做个DRSSTC,可是随着对DRSSTC的深入了解,我发现传统的DRSSTC并不符合我的胃口,首先音质很一般(我认为主要原因是因为BPS不能太高,否则炸管妥妥的),而且初级电流波动很大,大多数时间内电流为0,而在一个短短的ontime里电流会达到几百A的恐怖程度,这也导致开关管压力太大,因此,我决定要开发一款新型的DRSSTC驱动电路。
这款电路的主要要求:
1、DRSSTC的初级电流连续,也就是说这是个CW工作的DRSSTC
2、在很短的时间内(几个开关周期)调节输出功率,这样音质才会很棒
3、可以调节开关脉冲与初级电流的相位,使电路工作在感性区并实现开关管ZVS
第三个要求比较好解决,用PLL就OK(详见ehco的感应加热教程),可是前两个要求困扰了我好久,直到我听说了PSM(脉冲跨周期调制模式)。
何谓PSM呢?
其实很好理解,我们在正常的50%占空比驱动信号中封锁掉一部分脉冲,这个时候初级线圈的电流依然是连续的,但整体的输出功率却下降了
全桥.jpg

首先是一个普通的全桥
传统的DRSSTC在offtime里面VT1-VT4都不工作,在ontime里VT1-VT4均按照50%占空比工作
对于PSM而言却是另外一种情况
右侧桥臂的VT2和VT4均按照50%占空比工作
当输出功率小于50%时,VT1不工作
而VT3的工作情况却是这样的
时序图.jpg

当输出功率大于50%时
VT1按照50%占空比工作,VT3的工作情况依然与上图相同
这样,我们便可以将输出功率分为2^n个档,上图中n=5,也就是32个挡
是不是有点眼花呢?
请仔细观察上图中功率为1/16、2/16、4/16、8/16的波形,可以发现,其他所有的型号,都可以由这四个信号选择性叠加而成
比如输出功率为11/16的驱动信号,其实是1/16、2/16和8/16叠加起来的
而且,PSM调制非常“均匀”,电流的波动不会很大,如下图(引自网络,不太清楚,委屈各位了)
波形.jpg

由此可知,采用PSM调制+PLL锁相结构的驱动电路是符合我的三个要求的
理论部分到此结束,下面开始实践部分
/*****************华丽的分割线*********************/
我在6月份设计出了一款PSM调制电路(因为未完成全部的测试,故暂不公布),然后再面包板上搭了好几天,终于搞出这么一坨:
QQ截图20131004125712.jpg

除了左上角利用4046的压控振荡器作为时钟源用了一些电阻电容以外,其余部分为纯数字电路,完全使用数字逻辑来实现PSM调制,可将输出功率分为16挡进行调节
通过中间的拨码开关开选择需要叠加的波形,来控制输出信号(后来使用了单片机ADC将电位器的模拟信号转换为数字信号来调节,方便多了)
这次试验很成功,完美实现了PSM调制,波形图如下
黄色的是PSM输出波形,蓝色的是1/16的信号,用来给示波器同步
1/16输出
1.jpg

2/16输出
2.jpg

3/16输出
3.jpg

4/16输出
4.jpg

5/16输出
5.jpg

6/16输出
6.jpg

7/16输出
7.jpg

当输出功率为8/16时,VT1开始按照50%的占空比工作,VT3不工作,而输出功率大于8/16时,VT3的工作情况与前几幅图相同
本来打算暑假把整个驱动做出来的,可暑假各种事情一个接一个,根本没时间做,就这样一直拖到了国庆
国庆假期没设么事情,于是我就再次动手了
第一步工作:把面包板上的那一大堆东西转移到洞洞板上,本来还想用焊锡走线,可是纯数字电路布线太坑爹了,绕都绕不过来,只好采用了喜闻乐见的飞线
PSM分频器正面.jpg

PSM分频器背面.jpg

第二步呢,就是把PLL做出来,PLL电路参考了ehco的新版感应加热电路,可以调节输出信号与反馈信号的相位
这是两块板子的合影
背面合影.jpg

正面合影.jpg

然后就是组装啦(PS:尖嘴钳压接线端子累死朕了)
组装.jpg

因为没时间制作功率电路和次级线圈,所以我用自己DIY的一个DDS信号源来输出正弦波来模拟反馈信号,测试视频如下
点击此处查看视频
视频地址:http://v.youku.com/v_show/id_XNjE2NzkxMDA0.html
测试依然很成功,证明这款驱动电路完全可以用于DRSSTC及感应加热等谐振场合。
先就说到这里吧,这段时间比较忙,暂时顾不上搞全桥和次级线圈了,估计到过年的时候我会全部做出来的,到时候将公布全部电路。
最后,感谢翠翠、BLACK、山猫、张静茹、坚持and突破等网友对我的支持
+50  科创币    rudolf   2013-10-04   高质量发帖
+50  科创币    最高主机泡泡   2013-10-04   数字电路白痴不能不顶= =全数字电路
+1  科创币    张静茹   2013-10-04   看这个帖子之前我都不知道你在做啥,哪有支持过。。。。。。
+200  科创币    猎鹰   2013-10-04   高节操发帖
+200  科创币    猎鹰   2013-10-04   高节操发帖
+81  科创币    布布卡   2013-10-04   高质量发帖
+50  科创币    ne555   2013-10-04   高质量发帖
+25  科创币    0x00000000   2013-10-06   全给你
+50  科创币    yz710804695   2013-11-27   鼓励交流
来自 特斯拉线圈
 
2013-10-4 14:15:32
1楼
不错啊 赞扬!~
就是不知道PLL的初始VCO震荡是自由震荡这个特点能不能被克服。
如果能做到零时间响应就完美了!!!
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2楼
窝除了卖萌啥都没干啊
+1  科创币    yanli12321   2013-10-04   你是拉拉队长嘛.........
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3楼
不错,看着很给力的样子。
需要的话,我可以赞助个次级线圈,希望早日出成果
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4楼
rudolf 发表于 2013-10-4 17:33
不错,看着很给力的样子。
需要的话,我可以赞助个次级线圈,希望早日出成果


豆腐我的PLL在你那里   好久没给你钱  没拿回来 你是不是生气了
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5楼
啊啊啊,表示原理部分那张波形图真的是= =表示没看懂
纯数字电路?一个单片机没用上么,我瞬间跪了,这是把数字电路的书看了几遍呢[s:15]去年恶补电路原理的时候数字电路时序电路那部分就看了个RS触发器后面直接略过了[s:12]反正也看不懂啊
这板子= =我貌似看见了74HC74。。。。
示波器啥型号的啊,表示想升级装备,那个20M破国产机器方波总是莫名变成什么貌似叫微分波形还是积分波形的什么东西,把旋钮转转就好= =而且莫名的波形飘出屏幕外~
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6楼
轻载时,纹波会不会比pwm更严重
+1  科创币    yanli12321   2013-10-05   电流纹波当然会很大,可PSM和PWM应用场合不同......
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7楼
恭喜被受精
+10  科创币    yanli12321   2013-10-05   我受精了........
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8楼
本帖最后由 布布卡 于 2013-10-4 20:32 编辑

有没有可能用单片机+dds模块实现? 这样以后改工作模式只用改代码。之前焊电路快吐了。目前时间的没有 无法进行试验
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9楼
我只有200KCB的加分权限,怎么这次加了400啊·~~~~~~~~~~
@FFA$W[I0KQ[8F]%6$2KH_H.jpg




顺便问一下这种电路的虽然能够减小峰值电流,会不会造成电弧变短呢?毕竟峰值功率也小了。
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2013-10-05 12:15:59
yanli12321(作者)
10楼
rudolf 发表于 2013-10-4 17:33
不错,看着很给力的样子。
需要的话,我可以赞助个次级线圈,希望早日出成果


谢卤豆腐好意哈,我打算过年的时候测试,也许会用到你的次级,到时候联系哦
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yanli12321(作者)
11楼
baiwenglong 发表于 2013-10-4 18:42
啊啊啊,表示原理部分那张波形图真的是= =表示没看懂
纯数字电路?一个单片机没用上么,我瞬间跪了,这是 ...


表示电路上一共有4片74HC74.............我的示波器也是国产货,鼎阳SDS1102C500MHZ双通道
+5  科创币    最高主机泡泡   2013-10-05   谢谢了~4个74.。我现在也没弄明白74是怎么回事
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yanli12321(作者)
12楼
布布卡 发表于 2013-10-4 20:10
有没有可能用单片机+dds模块实现? 这样以后改工作模式只用改代码。之前焊电路快吐了。目前时间的没有 无法 ...


额,单片机方面我只会51和AVR,DDS也只玩过AD9850,对以更高级的单片机和DDS我不太了解,所以我也不清楚了。。。。。。。。不过可以考虑将PSM调制部分和PLL部分都做在CPLD上
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yanli12321(作者)
13楼
猎鹰 发表于 2013-10-4 20:36
我只有200KCB的加分权限,怎么这次加了400啊·~~~~~~~~~~




电弧肯定会变短.........不过萌萌的小电弧也很可爱哦
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14楼
yanli12321 发表于 2013-10-5 12:24
额,单片机方面我只会51和AVR,DDS也只玩过AD9850,对以更高级的单片机和DDS我不太了解,所以我也不清楚 ...


如果用市面上现有的模块使用起来会方便的多  cpld就算了
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2013-11-26 20:34:05
2013-11-26 20:34:05
yanli12321(作者)
15楼
应chia同学的要求.........公开电路原理图
PLL&VT1控制部分:
PSM.jpg

PSM分频器部分:
PLL.jpg

截图不是很清楚,在帖子最后会附上PDF版本的
PS:4046的外围元件参数不可参照,需根据实际工作情况设定
PSS:经测试,由于元件延时的影响,PSM分频器采用4013  D触发器和74HC08与门搭建时无法正常工作(会在某些节点上产生一个令人讨厌尖脉冲干扰时序逻辑,各位可以仿真一下),而采用74HC74 和74HC08搭建的分频器可以正常工作
PSSS:OUTA和OUTB分别接VT4、VT2的驱动上,OUTC和PSM OUT分别接VT1、VT3的驱动,强烈建议使用悬浮驱动!!!
PSSSS:con0-con3都接到单片机上,con0为最高位,con3为最低位,由单片机输出8421BCD码控制输出功率
PSSSSS:求吐槽............

分频器阵列.pdf
159k
ATTACH
16次下载


PLL.pdf
177k
ATTACH
25次下载
+1000  科创币    novakon   2013-11-27   做得很好。
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2013-11-30 09:32:30
2013-11-30 09:32:30
16楼
很不错么[s:1]
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17楼
顶一个, 貌似这图你很早前就在qq上曝了的吧。  这更新貌似有点慢[s:6]。  期待最后的效果[s:12]
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2013-12-06 09:25:49
2013-12-6 09:25:49
18楼
很不错。插在示波器USB口上的那个是什么设备?看起来像下载器。
+1  科创币    yanli12321   2013-12-06   是下载器........其实只是为了给单片机供电........
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