AC elektronik yük tasarımı alternatifleri

[taydin]

AC bir kaynağı yüklemek için MOSFET bazlı bir elektronik yük devresi tasarımı nasıl yapılabilir? Aklıma şöyle bir devre geliyor: MOSFET doğrudan AC kaynağa bağlı, girişinde de bir optokuplör var. Optokuplörü de özellikle bu tür bir devre için optimize edilmiş, lineer çalışan bir optokuplör. Bir de akım kontrolü için feedback devresi var. Akım transformatörü veya gene lineer optokuplör ile akımı okuyup, RMS değerini elde edip bir referansa göre pid kontrolü yapılıyor.

Daha simulatörde denemedim ama, böyle bir devre çalışır mı? Aklıma gelen tek zorluk, her iki AC alternansta da MOSFET gate'ine pozitif eşik voltajını vermek.

Dedim bakalım ChatGPT efendiye sorayım, belki fikir verir, ama durum umutsuz. Ne zaman devre çiz desem, kendini bir Rus zannediyor ve abzürt bir şema çıkartıyor bir tarafından ...

 

[taydin]

Nasıl çalışıyor lan bu diye sorunca da utanmadan anlatıyor bir de. "Bak evladım, MOSFET devreleri karmaşık olabilir, ama üzülme, ben sana anlatacağım şimdi" diye bir de abilik yapmaya çalışıyor. Tövbe yarabbim

 

[Altair]

DC elektronik yukun onune kopru atinca AC yuk olarak calismaz mi? Karsilasacagimiz sorunlar ne olur? Kopru uzerinde harcanacak gucu de eklesek cozum olarak kullanilamaz mi?

 

[taydin]

DC elektronik yukun onune kopru atinca AC yuk olarak calismaz mi? Karsilasacagimiz sorunlar ne olur? Kopru uzerinde harcanacak gucu de eklesek cozum olarak kullanilamaz mi?

Ölçüm sadakati ile ilgili şartnameler fazla zorlayıcı değilse yaparsın tabi. Ama genel olarak sorunlar şunlar:

1) Köprü diyotta normal doğrultucu diyot kullanırsan, kaynak voltajının iki tane forward voltajının çok üstünde olması lazım. Forward voltaj diyelim tam olarak 1V diyot başına. Kaynak voltajı 2.1 Vpp bağlarsan, çekilen akım sadece bir iğne palsi olur ve ölçümler tamamen saçma olur. Ancak şöyle 20 V falan olmalı ki, diyodun off olduğu sıfıra yakın bölgelerdeki hata gözardi edilebilsin.

2) Şotki diyot kullanırsan forward voltaj azalır, ama ters yöndeki sızıntı akımı ve kapasitif yükleme artar, gene ölçümlere hata girer.

3) Kullanılacak DC elektronik yükün de minimum bir çalışma voltajı var. O voltajın üzerine çıkıldığını garanti etmen lazım.

4) Kullanılacak DC elektronik yükün dinamik performansının çok iyi olması lazım. Mesela havacılıkta kullanılan 400 Hz lik kaynağı bağladın. Elektronik yükün bu tam dalga doğrultulmuş 800 Hz sinyali an be an takip edip uygun şekilde akım regülasyonu yapması lazım. Bu kolay birşey değil.

 

[taydin]

Şimdi en temel devreyi kurdum. Eğer gate voltajı, voltaj eşiğinin üzerinde ise, MOSFET beklendiği gibi ON oluyor ve akım geçiyor.

 

[taydin]

Ama eğer gate voltajı, eşik voltajına yaklaşırsa, pozitif alternansların tepesi kesilmeye başlıyor

 

[taydin]

Eğer gate voltajı, eşik voltajının iyice altına düşerse, pozitıf alternans tamamen gidiyor, ama negatif alternansta hala çok yüksek bir akım geçiyor.

 

[taydin]

Yani akım kontrolü HİÇ çalışmıyor. Bu durum, kaynağın AC olması ile ilgili bir durum. Eğer DC kaynak kullanırsam, gate voltajını değiştirerek yük akımını 0 - 20 A aralığında çok etkili bir şekilde kontrol edebiliyorum.

 

[taydin]

Devreyi transistörlerle kurunca akım kontrolü çalışıyor, ama bu durumda da sıfır geçişlerinde distorsiyon var.

 

[Altair]

Dusuk gerilimler icin su cozum olabilir mi? AC voltaji DC'nin uzerine bindirip bilesik gucu DC yuk ile test etsek. Hic negatife dusmeyecek seviyede olmali DC. DC'nin etkisini cikarsak. Tabii AC ve DC kaynagin tamamen bagimsiz olmasi gerek ki kisa devre olmasinlar. Bir de DC kaynak o akima uygun olacak. Yukunde gucu daha yuksek olacak, o da arti maliyet demek.

 

[taydin]

AC voltaji DC'nin uzerine bindirip

Nasıl yapacağız onu? Bir de öyle birşey yapsak gene dinamik performans sorunu devam ediyor olacak. Onu aslında ayrı konuda denemem lazım. DC elektronik yüke doğrultulmuş sinyal verip ölçümlerin ne kadar iyi olduğuna bakmak lazım.

 

[Altair]

Nasıl yapacağız onu? Bir de öyle birşey yapsak gene dinamik performans sorunu devam ediyor olacak. Onu aslında ayrı konuda denemem lazım. DC elektronik yüke doğrultulmuş sinyal verip ölçümlerin ne kadar iyi olduğuna bakmak lazım.

Aku falan baglariz.

 

[Mikro Step]

Tek mosfetli yapida mosfetin paralelindeki diyod sorun olur.

Transistorlu yapida gecis distorsiyonu transistorun opamp ile surulmesi ile asilir.

 

[Mikro Step]

Motorla tahrik edilen reostali bir duzenek guzel olmaz mi?

 

[clc]

Ac bir sistemde yük dediğiniz zaman işler karışıyor. P ve Q ayrı ayrı kontrol edilmek isteniyor mu? Yük harmonik talep edecek mi? @Alt 255 in söylediği yöntemde mesela deli harmonik talep ediliyor.

 

[taydin]

Tek mosfetli yapida mosfetin paralelindeki diyod sorun olur.

Hmm evet MOSFET içindeki diyodu hesap etmedim. O zaman en azından şimdilik MOSFET'i eliyoruz.

Transistorlu yapida gecis distorsiyonu transistorun opamp ile surulmesi ile asilir.

Transistörlü devreyi tekrar çizmem lazım. Orada şase ile ilgili gizli varsayımlar var.

 

[taydin]

Devrede şaseyi Nötr (veya faz) ve Kaynğın üst ucunu da Faz (veya nötr) olarak belirtirsek şeme değişiyor. Pozitif ve negatif alternanslar için sırayla NPN ve PNP kullanmamız gerekiyor. Hazır NPN ve PNP araştırmamak için ideal transistör kullandım ve o yüzden sıfır geçiş distorsiyonları daha az görünüyor, ama hala var.

 

[taydin]

Ac bir sistemde yük dediğiniz zaman işler karışıyor. P ve Q ayrı ayrı kontrol edilmek isteniyor mu? Yük harmonik talep edecek mi? @Alt 255 in söylediği yöntemde mesela deli harmonik talep ediliyor.

Amaç SADECE rezistif yük oluşturarak kaynağın akım verme kapasitesini ölçmek.

 

[taydin]

Geçiş distorsiyonunu azaltmak için bir bobin seri bağlayabiliyoruz. Sadece 1 mH lik bir bobin bile geçiş distorsiyonunu baya iyileştiriyor

Ama bu durumda yük rezistif olmaktan çıkıyor.

 

[clc]

İki Nmos u sourceları birbirine doğru bakacak şekilde bağlarak yapılabilme ihtimali var. Ancak değişen DS voltajı altında op mode u kontrol etmek gerekir, ayrıca klasik dc source yapar gibi sabit akım referansı girmek yerine şebeke ile senkron bir referans oluşturmak gerekir. Aksi durumda yapılan yük R gibi çalışmaz. Ancak burada DS voltajları yüksek iken akım altında SOA da kalacak mos bulmak ayrı bir challenge.