Рубрика «силовая электроника»

Резистор в цепи затвора или как делать правильно - 1
Всем доброго времени суток!
Эта небольшая статья возможно станет шпаргалкой для начинающих разработчиков, которые хотят проектировать надежные и эффективные схемы управления силовыми полупроводниковыми ключами, обновит и освежит старые знания опытных специалистов или может хотя бы где-то поцарапает закрома памяти читателей.
Любому из этих случаев я буду очень рад.
Читать полностью »

Современное автомобилестроение. Электромобили — срыв покровов - 1

«Какой компонент электропривода в современных электромобилях имеет наивысшую плотность в виде количества ноу-хау на единицу объёма?»

Если задать этот вопрос, то с очень высокой вероятностью одна часть отвечающих назовёт таким компонентом силовую батарею. Оставшаяся часть в качестве ответа приведёт электродвигатель.

И обе стороны окажутся неправы.
Читать полностью »

Не для кого не секрет, что сложные современные преобразователи, например, online UPS, работают под управлением DSP/МК или ASIC. Основными поставщиками DSP для силовой электроники являются две компании — Texas Instruments и Infineon, но сегодня речь пойдет о продукции компании STMicroelectronics — серии STM32F334. Данная линейка МК предназначена для управления электроприводом и построения силовых преобразователей: PFC, инверторов, импульсных блоков питания, UPS и прочих.

Конечно, серия F334 не может противостоять «мощи» таких популярных решений как TMS320F28335 и прочим, но у нее есть одно важное преимущество — стоимость. Старший камень STM32F334R8T6 стоит 5$, имеет на борту необходимый набор периферии (HRPWM, ADC, компараторы) и производительность для построения достаточно мощных преобразователей (десятки кВт) с хорошей надежностью и устойчивостью к отказу.

Для разработчика электроники важна экосистема вокруг того DSP/МК с которым он работает: документация, отладочные средства, примеры кода и железа. У TI все это имеется, да — дорого, да — сложно купить, но есть и именно поэтому в большинстве современных решений в области электропривода и энергетики стоят TMS320. Компания ST же почему-то обошла вниманием серию F334, хотя документация хорошего качество как и на любой STM32 имеется, а вот примеры железа с полноценным кодом и отладочные платы отсутствуют (игрушка F3348-Disco не считается). Что же — будем исправлять этот недостаток.

В своей прошлой статье я рассказал о своем проекте «комплекта разработчика» и даже продемонстрировал один из компонентов — силовой модуль. Сегодня я расскажу о 2-м (всего их будет 3) модуле, который позволяет реализовать любую топологию преобразователя и при этом стоит в разы дешевле конкурентов. Проект разумеется открыт и все исходники можно посмотреть в конце данной статьи.

Модуль управления силовым преобразователем: разработка и сборка - 1
Читать полностью »

Что такое силовая электроника? Без сомнения — это целый мир! Современный и полный комфорта. Многие представляют себе силовую электронику как что-то «магическое» и далекое, но посмотрите вокруг — почти все, что нас окружает содержит в себе силовой преобразователь: блок питания для ноутбука, светодиодная лампа, UPS, различные регуляторы, стабилизаторы напряжения, частотники (ПЧ) в вентиляции или лифте и многое другое. Большинство из этого оборудования делает нашу жизнь комфортной и безопасной.

Разработка силовой электроники по ряду причин является одной из сложнейших областей электроники — цена ошибки тут очень высока, при этом разработка силовых преобразователей всегда привлекала любителей, DIYщиков и не только. Наверняка вам хотелось собрать мощный блок питания для какого-то своего проекта? Или может быть online UPS на пару кВт и не разориться? А может частотник в мастерскую?

Сегодня я расскажу о своем небольшом открытом проекте, а точнее о его части, который позволит шагнуть в мир разработки силовой электроники любому желающему и при этом остаться в живых. В качестве демонстрации возможностей я покажу как за 15 минут собрать инвертор напряжения из 12В DC в 230В AC с синусом на выходе. Заинтриговал? Поехали!

Инвертор с чистым синусом за 15 минут или «силовая электроника — каждому» - 1
Читать полностью »

Однажды возникла задача разработать линейно-интерактивный ИБП. Это фактически самый простой тип ИБП выходом «модифицированный синус», но дополнительно имеющий возможность регулировать выходное напряжение при изменении входного. Что-то вроде простейшего стабилизатора напряжения. Функция простоя, но довольно полезная, позволяющая не переходить на питание от инвертора при кратковременных провалах в сети. Позже напишу об этом подробнее, а пока вот этой первой статьёй я хотел бы открыть небольшой цикл. Всех заинтересованных прошу под кат.
Читать полностью »

Сегодня моя статья будет носить исключительно теоретический характер, вернее в ней не будет «железа» как в предыдущих статьях, но не расстраивайтесь — менее полезной она не стала. Дело в том, что проблема защиты электронных узлов напрямую влияет на надежность устройств, их ресурс, а значит и на ваше важное конкурентное преимущество — возможность давать длительную гарантию на продукцию. Реализация защиты касается не только моей излюбленной силовой электроники, но и любого устройства в принципе, поэтому даже если вы проектируете IoT-поделки и у вас скромные 100 мА — вам все равно нужно понимать как обеспечить безотказную работу своего устройства.

Защита по току или защита от короткого замыкания (КЗ) — наверное самый распространенный вид защиты потому, что пренебрежение в данном вопросе вызывает разрушительные последствия в прямом смысле. Для примера предлагаю посмотреть на стабилизатор напряжения, которому стало грустно от возникшего КЗ:

Реализация аппаратной защиты по току - 1

Диагноз тут простой — в стабилизаторе возникла ошибка и в цепи начали протекать сверхвысокие токи, по хорошему защита должна была отключить устройство, но что-то пошло не так. После ознакомления со статьей мне кажется вы и сами сможете предположить в чем могла быть проблема.

Что касается самой нагрузки… Если у вас электронное устройство размером со спичечный коробок, нет таких токов, то не думайте, что вам не может стать так же грустно, как стабилизатору. Наверняка вам не хочется сжигать пачками микросхемы по 10-1000$? Если так, то приглашаю к ознакомлению с принципами и методами борьбы с короткими замыканиями!
Читать полностью »

Импульсные преобразователи и силовая электроника в целом, всегда оставались чем-то сакральным для большинства любителей и профессионалов в области разработки электроники. В статье освещается пожалуй самая интересная тема в среде DIY-щиков и фанатов альтернативной энергетики — формирование синусоидального напряжения/тока из постоянного.

Думаю многие из вас наверняка видели рекламу, либо читали статьи, где была фраза «чистый синус». Вот именно о нем и пойдет речь, но не о маркетинговой составляющей, а о исключительно технической реализации. Я постараюсь максимально понятно рассказать о самих принципах работы, о стандартных (и не очень) схемотехнических решениях и самое главное — напишем и разберем ПО для микроконтроллера STM32, которое и сформирует нам необходимые сигналы.

Почему STM32? Да потому, что сейчас это самый популярный МК в СНГ: по ним много обучающей русскоязычной информации, есть куча примеров, а главное эти МК и средства отладки для них — очень дешевые. Скажу прямо — в коммерческом проекте я бы поставил только TMS320F28035 или подобный DSP из серии Piccolo от TI, но это уже совсем другая история.

Важно одно — STM32 позволяет стабильно управлять простыми «бытовыми» силовыми преобразователями от которых не зависит судьба мира работа какой-нибудь АЭС или ЦОДа.

DC-AC инвертор: принцип работы, схемотехника, встроенное ПО - 1

Вот такую картину управляющих сигналов необходимо получить, чтобы превратить ток постоянный в переменный. И да — тут именно синус! Как в том фильме: «Видишь суслика? — Нет. — А он есть...»

Интересно узнать каким образом формируется синус? Хочется узнать как все-таки качают нефть киловатты энергии? Тогда добро пожаловать под кат!
Читать полностью »

В своей предыдущей статье я рассказал о проектирование импульсного источника питания, показал его схемотехнику и дизайн платы. Остановился на том, что платы для проекта были заказаны на заводе, я их получил и можно приступить к сборке устройства.

Почему статья будет не большая

К сожалению, умудрился словить бан за какой-то из комментов, в итоге «черновики» оказались не доступны, в том числе и для данной статьи. Переписывать все с нуля ни времени, ни огромного желания нету. Поэтому покажу основные этапы, фотографии, тем более как показала прошлая статья — читают и комментируют исключительно большие специалисты, поэтому мои разъяснения вряд ли кому-то нужны.

Собственно, первый блок собран и уехал моему товарищу, второй я собираю уже для себя любимого — он и будет фигурировать в данной статье.

image
Рисунок 1 — Вид печатной платы (сверху)
Читать полностью »

Как мы делали самую большую катушку Тесла в России - 1

Историческая справка

XIX век был этакой эпохой дикого Запада в экспериментальной физике электромагнетизма. Роберт Ван де Грааф, лорд Кельвин, Никола Тесла и многие другие учёные, исследователи и инженеры открывали всё новые и новые явления, а затем масштабировали производящие их установки до колоссальных размеров. Некоторые из их творений функционируют до сих пор — например, шестиметровый гигантский генератор Ван де Граафа в Бостонском музее науки, а некоторые, как широко известная башня Уорденклифф, так никогда и не появились на свет.

Башня Уорденклифф

С течением времени и развитием науки и техники внимание учёных переключилось на другие направления, но отдельные энтузиасты продолжали собирать, изучать и совершенствовать классические разработки в области высоких напряжений, электростатики, физики плазмы — кто-то вследствие неугасающей веры в теорию эфира и бесплатную энергию, кто-то из любопытства, или для решения узкоспециальных прикладных задач, кто-то просто потому что ему это доставляло.

В последнее время, примерно с конца 90-х годов, эта отрасль инженерных задач переживает ренессанс, связанный с интересом шоу-бизнеса и индустрии развлечений к притягивающим внимание разрядам катушек Тесла, усилившийся в последнее десятилетие после изобретения DRSSTC, которая на настоящий момент представляет собой наиболее технически совершенный вид катушки Тесла, использующий вместо классического искрового разрядника силовые транзисторы, что позволяет быстро — в течение нескольких периодов колебаний — менять частоту появления разряда (BPS ) и, как следствие, воспроизводить музыку непосредственно при помощи появляющихся молний. Один из примеров — известная серийная модель OneTesla, которая, при всей непродуманности предлагаемого авторами конструктора, вполне работоспособна при определённом приложении рук.
Читать полностью »

Ангстрем: В России создано новое поколение транзисторов, устойчивых к космическим тяжелым заряженным частицам - 1
Транзистор 2ПЕ206А9. Источник

Российский производитель микроэлектроники ОАО «Ангстрем» на днях представил новое поколение транзисторов, устойчивых к космической радиации. Так как подобные микросхемы во всём мире выпускает только одна компания, сотрудничество с которой не может быть реализовано в полной мере из-за санкционной политики, то вполне естественно, что заказ на разработку поступил по линии РосКосмоса. Кратко о новинке под катом.
Читать полностью »