H-Bridge Inverter Akım Pikleri.

[Logan]

Merhaba arkadaşlar.

Birkaç gündür epey sıkıntılı bir sorun ile uğraşıyorum. H-Bridge mono faz inverter devresinin primer tarafında oluşan akım piklerini bir türlü yok edemedim.

İlk olarak elimde 45:5:5 toroid çekirdekli bir trafo vardı. Söküp 20:4:4 şeklinde tekrar sardım. Çıkış akımı 80A iken giriş tarafında genliği yüksek (neredeyse pwm dalganın %40'ı kadar) pikler görmeye başladım. Devrede yer alan seri kondansatörü çıkarıp kaynak yapmaya çalıştım ve patladı. Daha sonra trafoyu düzgün saramadığımı farkedip başka bir 45:5:5 trafoyu söküp tekrar sardım. Akım piklerinin genliği azaldı ve aşağıdaki şekli aldı. Aynı topoloji ve aynı frekansta çalışan başka bir makinenin trafosunu (PCB tip) denedim. Sonuç yine değişmedi.





Trafo bir yönde doyuma gidiyor gibi görünüyor. Ancak sebebini kestiremiyorum. Primer uçlarını değiştirdiğim zaman akım pikleri diğer alternansa geçiyor. Denemediğim şey kalmadı. En son PCB'den şüpheleniyorum.

Yorumlarınızı bekliyorum.

İyi çalışmalar.

[z]

Diyodlarından birisi sorunlu gibi.

Diyodları sök yerlerini değiştir. Arıza da yer değiştiriyormu görelim.

[kralsam]

Hocam z hocamın dediğinden sonra kondansatörü deşarj edip kutuplarını ters çevirip denermisin birde. Bana kondansatör kutuplu gibi geldi.

[restore]

kondansatör gibi geldi bana da yavaşta kalabilir. rc durumu gibi .

[Logan]

Günaydın arkadaşlar.

Cevabı dün yazacaktım. Ancak net ile ilgili bir problem yaşadık ve siteye giriş yapamadım.

Üstad trafonun çıkış uçlarını yer değiştirip denedik her hangi bir gelişme olmadı. Pikin yeri de değişmedi.

@kralsam, kondansatörler kutuplu değil.

Ayrıca değerlerini değiştirdik, kısa devre ettik yine sonuç alamadık.

Kontrol kısmı ile ilgili bazı değişiklikler yaptık. PI'yı yavaşlattık, hızlandırdık. hiç bir değişiklik olmadı.

Aynı topoloji ve aynı kontrol ile çalışan başka bir makine var. Şemasal olarak neredeyse birebir. O makinede bu pikleri görmüyoruz. Aralarındaki tek fark PCB ve mekanik dizayn diyebilirim.

[elektronik]

bu sorun büyük ihtimalle pcb den kaynaklanıyordur. yolların biri daha uzun ve pikde bu uzun yoldadır diye düşünüyorum.

[mistek]

@Logan konudan bağımsız bir soru sormak istiyorum.

Kullandığınız akım probunun markası/modeli nedir?

[z]

O zaman trafo gerçekten doyuma gidiyor.

Kontrol devresi ya da yazılımı sorunlu olabilir.

Sekonderin iki baş ucuna mesela 100K 100n serisini bağla. Voltmetre ile 100n uçlarındaki voltajı oku.

Bu voltajın 0 olması lazım. 0'dan farklı ise tartışırız.  %1 %10, %30, %50 gibi değişik yüklerle deneyi tekrarla.

Hepsinde de 0v okuman lazım.

Doğrultucu çıkışında seri şok yok mu? Yapının böyle olmaması lazım.

Eğer böyle ise (şok yoksa) trafonun aşırı kaçak endüktanslı sarılmış olması lazım.

[94220039]

Aynı devre, Aynı Toroid, aynı akım dalga şekilleri ve aynı hata. Olsun yine de çalıştırayım dediğimde ise patlayan IGBT'ler.

Umarım birisi bu derdimize çare olur.

Takipteyim.




Mavi renkte olan Trafo giriş Akım dalga şekli. Pozitif alternans sıkıntılı.

[z]

Senin devrende  diyorlardan sonra bobin yokmu?

[Logan]

Merhabalar.

@mistek, tektronix marka osilaskop ile yine tektronix marka 150A tabanca şeklinde bir akım probu kullanıyoruz.

@z, dediğinizi deneyip sonucu yazacağım. Sekonder çıkış uçlarında seri 100k-100n bağlayıp kondansatör üzerinde voltaj okumamam gerekiyor.

Ayrıca biz genelde full bridge makinelerde ilk çalışma esnasında şok bobini koymuyoruz. Kaynak esnasında ark kesilmesi ya da sıçrantı gibi problemler yaşanırsa şok bobini ekliyoruz. Esasen devrenin çalışmasını etkileyen bir unsur değil.

Yine de her ihtimale karşı bağlayıp denedik ve sonuç hiç değişmedi.

[z]

+ ve - alternasa ait alanlar birbirine eşit olmalı.

Klasik regülatör çipleri böyle bir kontrol yapmaz. Dolayısı ile klasik kontrol algoritmaları da.

Öncelikle olayı anlatayım. Stair Case saturasyon denen olay oluyor.

Nedir bu olay.

Çıkış akımı regüle edilirken o anki duruma göre akım yüksekse duty azaltılıyor akım düşükse duty artıtılıyor. Peki bu esnada acaba + ve - altrernaslara eşit mi davranılıyor. Hayır bu tamamen o anki akıma göre belirleniyor.

Halbuki yüksek güçlerde bu kontrol yapılmak zorunda.

Nasıl yapılacak?

Akım düşük olsun. Ne yapacağız duty yi artıracağız. Dur acele etme.

Makineye elektrik verildiği andan itibaren + genliklerin toplamı - genliklerin toplamından büyükmü?

Cevap evet olsun. Haa o zaman şu anda + alternansdamıyız.

Cevabınız evet olsun.

O zaman + alternansı kıs. Evet akım düşük ama yapacak bir şey yok. - alternsda dutyi aç. - alternansla telafi ederiz.

Mantık bu.

Korkmayın bu dengesizlik dengeyi sağlamak için. Bu şekilde çalıştığınızda zaten elektrik verdiğiniz andan itibaren denge korunur ve +/- alternanslar arsındaki dengesizlik çok çok küçük olur. Bir biri büyük olur bir diğeri sonuçta denge hep korunur.

Kesenin ağzını açmaya hazırsanız işlerime ara verip bir iki haftada güzel bir kontroller yapabilirim.

[94220039]

(Resim gizlendi görmek için tıklayın.)

+ ve - alternasa ait alanlar birbirine eşit olmalı.

Klasik regülatör çipleri böyle bir kontrol yapmaz. Dolayısı ile klasik kontrol algoritmaları da.

Öncelikle olayı anlatayım. Stair Case saturasyon denen olay oluyor.

Nedir bu olay.

Çıkış akımı regüle edilirken o anki duruma göre akım yüksekse duty azaltılıyor akım düşükse duty artıtılıyor. Peki bu esnada acaba + ve - altrernaslara eşit mi davranılıyor. Hayır bu tamamen o anki akıma göre belirleniyor.

Halbuki yüksek güçlerde bu kontrol yapılmak zorunda.

Nasıl yapılacak?

Akım düşük olsun. Ne yapacağız duty yi artıracağız. Dur acele etme.

Makineye elektrik verildiği andan itibaren + genliklerin toplamı - genliklerin toplamından büyükmü?

Cevap evet olsun. Haa o zaman şu anda + alternansdamıyız.

Cevabınız evet olsun.

O zaman + alternansı kıs. Evet akım düşük ama yapacak bir şey yok. - alternsda dutyi aç. - alternansla telafi ederiz.

Mantık bu.

Korkmayın bu dengesizlik dengeyi sağlamak için. Bu şekilde çalıştığınızda zaten elektrik verdiğiniz andan itibaren denge korunur ve +/- alternanslar arsındaki dengesizlik çok çok küçük olur. Bir biri büyük olur bir diğeri sonuçta denge hep korunur.

Kesenin ağzını açmaya hazırsanız işlerime ara verip bir iki haftada güzel bir kontroller yapabilirim.

Bu konu benim için yaklaşık 3 ay önceki bir konudur. Zaten bu sorunla uğraşırken aşırı stresten dolayı salya sümük dolaştığım zamanlardı. Tabi ki, halen çözmüş değilim. Arkadaş konuyu açınca bende yazayım dedim.

Bu arada, dsPIC30f2020 kullanıyorum. Sorunu çözmek için ilk olarak devredeki regülasyon işlemini iptal etmiştim. Arttırma ve eksiltme butonları ile DUTY CYCLE değerini arttırıp azaltıyordum. Akımda istenmeyen pikleri gördüğüm an, arttırmayı durduruyordum. Yani o andan itibaren DUTY CYCLE'da hiç bir değişiklik olmadığı halde istenmeyen pikleri görmeye devam ediyordum. Arkadaşın akım grafiğinde de gösterdiği gibi sadece bir alternansta sorun periyodik olarak gözüküyordu.

[FxDev]

Gerilim kontrollü bir kontrolcü ya da yapı var sanırım primer tarafta. Peak akım kontrollü bir entegre kullanmak gerek öncelikle bu kesin.
Cycle by Cycle Peak Current Controller diye netten aratın. Push-Pull entegreleri çıkabilir fakat onlar da Full-Bridge sürebilir.

Bu bir tasarım problemimi yoksa bir cihaz var onun mu çalıştırılması gerekiyor bilmiyorum fakat yapıda gerilim kontrolü var gibi geldi bana primerde.

Eğer mikroişlemci kullanılacaksa da comparator birimlerinden faydalanılabilir ve işlemcinin ADC kısmının biraz hızlı olması gerekiyor. Her bir PWM'de ADC'nin okunması, peak akımın önceki peak akım ile karşılaştırılması ve sonrasında dengede tutulması gerekiyor.

[z]

Staircase adı üstünde basamak basamak ölümcül sona çıkan bir hata.

Siz dutyyi controlu olarak istediğiniz kadar artırıp azaltın +/- alternanslara dengeli şekilde müdahale etmezseniz anlamı yok.

Direksiyon sağa çekiyorsa siz bunu tolere edebilir gene virajları dönebilirsiniz. Tolere etmezseniz direksiyonu düz tutuyorsunuz diye araba düz gitmez ve bir yere toslarsınız.

Staircase, diyodları arsasındaki faklılık, mosların arasındaki farklılık, sargılar arasındaki farklılık, kontrol algoritmasındaki hatalar vs den olur.