Высокоточный ваттроутер

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@niki_ton, Всё хорошо значит. Но вторичные обмотки всё равно надо было намотать равномерно по всему кольцу. Напряжение до стабилизатора можно подкорректировать обратной связью до 16-17 В. Так источник будет меньше греться. И электролиты неизвестно сколько протянут в этих цепях, я бы поменял на керамику, танталы или полимеры.

 

Лучше керамику + пропилены + 0.1 керамику, что то к smd электролитам отношение плохое, хоть бы низкоимпенданстые поставил.

 

Так и сделаю. Едет керамика из китая. Были доступны по хорошей цене 10uF 50V 2220. Поставлю в многоэтажном варианте.
SergCh, какую обмотку лучше положить первой, высоковольтную или вторичные?
Сегодня запустил второй экземпляр источника. Запустился сразу. В холостую те же 12.02В, а вот под нагрузкой упало до 9В. Некогда было уже разбираться в причине. В понедельник перемотаю грамотно кольца тогда и попробую.

 

Надо измерить напряжение до стабилизатора 12 В под нагрузкой. Скорее всего обмотка обратной связи заряжает шпильками ёмкость, из-за чего микросхеме кажется что напряжение уже слишком высокое. Это плохая связь между обмотками, почему я и настаиваю на равномерном распределении их по сердечнику.
Первой мотается первичка, потом вторички. Главное равномерно и по всей длине кольца.

 

Итак, служебные источники готовы. Спасибо SergCh, кольца перемотал по Вашей рекомендации, и все проблемы исчезли. Параметры всех трех экземпляров идентичны: напряжение до стабилизатора около 18В, частота преобразования 35-36кГц, При нагрузке 2,4Вт выходное напряжение 12,06В. За 5 минут работы при такой нагрузке микросхема стабилизатора нагрелся приблизительно до 45-50С.
Длительность положительного управляющего импульса на затворе ключа 8мкс.

 

Трёхфазный ваттроутер
Всё заработало с первого раза, теперь нужно провести тестирование.

 

Дополнительный теплоотвод для 2000 Вт в данном исполнении необходимо устанавливать?

 

Для 2 кВт конечно дополнительный радиатор нужен.

 

Не знаю как у кого, а у меня в любом самодельном устройстве корпус это головная боль J.
Пока не достает некоторых комплектующих для платы ВР, занялся корпусом.
В плане компановки реализация Cloce как по мне, очень удачная. Её и взял за основу.
Так как для алюминиевой подложки платы ВР требуется существенное дополнительное охлаждение, необходимо добавить снизу какой то радиатор.
SergCh настоятельно не рекомендует принудительное охлаждение. Кулер – слабое звено. С этим я согласен.
Идея в следующем: в качестве дополнительных ребер применить отрезки прямоугольного алюминиевого профиля 20х40х2мм, прикрутив по всей длине к подложке платы (с термопастой), а сам ВР в сборе размещать вертикально на стене.
Вертикальный профиль достаточно большого сечения создаст что то типа печной трубы, и при нагреве образуется естественная тяга для охлаждения. Стенки корпуса будут из композита 3мм. Лицевая панель или акрил (оргстекло) или композит. В качестве основного элемента крепления композита – алюминиевый F-образный профиль. В него очень удобно и плотно вставляется композит.
Композит выбран т. к. у любых рекламщиков или фасадчиков, его обрезков гора, вывозят на мусорку.
Отлично обрабатывается, режется, прочный, не коррозирует, много цветов.
F- профиль стоит не дорого - 1.5$ метр. У тех же фасадчиков. Очень удобен для создания прямого угла.
Прямоугольная труба (3,5$ метр) в виде ребер охлаждения имеет большое сечение для прохода воздуха при вертикальной установке и достаточно толстую стенку для передачи тепла.
На фото основные моменты.
Где то так. Жду конструктивной критики и предложений. )

 

Для корпусирования я варю раму из уголка, и навешиваю алюминиевые рефлёные панели. Получается крепко, симпотично, разбирабельно. Силовые дроссели соответствеено креплю к алюминиевым листам через термопрокладку для отвода тепла.
Ну и радиаторы, ищу на авито подходящие. Всё же радиатор имеет площадь отвода тепла гораздо большую чем профили.

 

]
Наконец то состоялся первый запуск ваттроутера в тестовом варианте. Нагрузка пока самая маленькая - лампочка от холодильника. Питание 220В подавал через разделительный трансформатор и через лампу 100Вт (мощнее нет в наличии). ВР запустился с первого раза. На выходе отличная синусоида во всем диапазоне выходного напряжения 0% -100%.
Буду постепенно наращивать нагрузку на выходе и контролировать температуру ключей. Главное найти через что подавать питание (мощную лампу), а то как то страшновато..
Окончательные параметры служебных источников после выполнения рекомендаций SergCh
: частота преобразования 28кГц, напряжение до стабилизатора 14,8В, на выходе 12,04В. Нагрев значительно уменьшился. Источники управления драйверами ключей вообще холодные.

 

@niki_ton, Отлично! Можно нагрузить его 1 кВт совершенно спокойно без радиатора, посмотреть температурные режимы элементов. И, если аномалий нет, догрузить до 2 кВт. Потом залить основной скетч, соединить по rs-485 с измерителем и испытать в боевом режиме. Поскольку с генерацией сейчас не густо, задай в скетче измерителя стабилизацию на мощности скажем в 1 кВт вместо 0 Вт. Так можно проверить связь и работу без грида.

 

Спасибо SergCh! Завтра постараюсь нагрузить побольше. Придется отказаться от разделительного трансформатора и лампы, но думаю всё будет нормально. Два вопроса, у меня в тестовом режиме 0-1024, нет реакции на выходе ардуино, отвечающего за 0-10V. Так и должно быть?
И в скетче здесь поменять (int st_lim = 0; / Ограничитель Кзап от 0 до 1023 при софт старте.)?
С измерителем будет сложнее, он на даче стоит (просто как измеритель потребления). На выходных привезу. А генерацию могу смоделировать перевернув кольцо-измеритель на фазе. Начнет показывать "-" вместо "+".

 

Это да, но ваттроутер, "увидев" утечку в сеть, будет увеличивать нагрузку, при этом ваттметр будет показывать ещё бОльшую отрицательную мощность. Стабилизации не получится.
По поводу тестовых скетчей, их задача состоит лишь в проверке работоспособноси силовой части. Поэтому остальные функции могут быть урезаны. Заливай основной скетч и смотри.

 

Тест продолжается. Увеличил мощность нагрузки ВР до 1,2кВт (утюг) и подключил на прямую к сети без разделительного тр-ра и лампы. Тестовый режим - плавное увеличение/уменьшение 0-100% мощности. Всё ОК! Всё бы хорошо, но нагревшись утюг начал отключаться...
Нагрузил напольным вентиляторным нагревателем 2кВт и лампой 100Вт (для контроля). Тестовый режим - плавное нарастание 0-100% ,потом постоянная максимальная мощность на выходе.
Плавно вышло на 2кВт мощности. На холостом ходу выходное напряжение ровно 220В, под нагрузкой 2кВт снизилось до 209В. Так оставил на пол часа. Больше не получилось т. к. сработала защита от перегрева в обогревателе и от выключился.
Проверил температуру элементов.
Источники питания драйверов - едва теплые.
Источник питания самой платы - 40С-45С.
Синфазные дросселя по 220В - 35С-40С
Мощные дросселя по выходу 220В - 35С-40С
Остальные элементы на плате - холодные.
Радиатор ключей - абсолютно ХОЛОДНЫЙ! Честно, я в шоке...
Входной сетевой провод питания (применил от компьютера) нагрелся где то до 35С, поэтому возможно выходное напряжение под нагрузкой и упало до 209В.
При работе ВР практически не издает ни каких посторонних звуков, только еле различимое жужжание в дросселях.
Теперь нужно найти что то по мощнее и попробовать испытать на 3кВт, увеличив время до часа. Думаю этого времени должно хватить для выхода на постоянный тепловой режим. Да, ВР нужно одеть в корпус для чистоты эксперимента.