AC elektronik yük tasarımı alternatifleri

[132kHz]

PFC işini anlamadım o yüzden sıcak bakmıyorum Yani bir şekilde kendini devreye direnç gibi gösteriyordur, Ama tam olarak fiziksel direncin yarattığı etkiyi yaratmasını istiyorum. Hani bu şuna benzer. seri RLC devresi var elinde. Rezonans frekansında sürüyorsun ve diyorsun ki "bu saf rezistiftir, bu şekilde kullan". Ama frekans çok hafif kaydı mı rezistif olmaktan çıkıyor. Endüktör her tarafa manyetik alan yayıyor. Yani RLC yi rezistif kullanabilmek için bazı varsayımlar yapılması ve bazı garantilerin temin edilmesi gerekiyor. Ama bir DİRENCİ rezistif kullanabilmek için neredeyse hiçbir varsayım gerekmiyor.

PWM ise benim işimi görmesede, iş göreceği durumlar var, o da bir tasarım alternatifi tabi.

Bildiğim kadarı ile pfc kendini saf bir direnc gibi gösterme amacından ziyade butun periyotta akım çekebilmeye odaklanıyor oyuzden dediğiniz gibi varsayımlar gerekir mesela çok yüksek frekansta çalişması gerekebilir gibi onun da başka etkileri olabilir işin içerisinde anahtarlama var sonuçta
Düşüşünunce DCM moda göre yorum yaptım
Aslında CCM modda çalişan bir pfc rezistife yakın bir yuk olacaktır diye düşünüyorum ama dezavantajlarını bilecek kadar bilgim yok çok sıkı bir kontrol sistemi gerekebileceği geliyor aklıma tek

 

[Ahmet Develi]

Pfc değil , girişe 220v un bir kanalı bağlanıyor iki birden değil
Yük mosfete ve diyottan sonraki dirence binecek fakat büyük bir ısı değil bu . Full birdge yapı kurulursa sadece bobin yeterli olur ve hiç ısı uretmez, bobin direnç görevi görür böyle de yapılabılir. Benim çizimim fikir verme amaçlı. Kondansatör doldur boşalt bir yöntem de olur.

Buradaki kondasatörler küçük değerde filitre amaçlı . Gayette güzel çalışcak bir devre bok atma @DeveliAhmet sadece dirençle nasıl ayarlı kontollu yük yapıyorsun bi devre çiz de görelim.

Triyak ile direnç sürmeyi biliyor musun?

@taydin hocam size anahtarlamalı direnç versek işinizi görmez mi?

 

[devreci]

Triyak ile direnç sürmeyi biliyor musun?

Direnç neden kullanıyorsun direkt triyakla sür gitsin.

 

[taydin]

Triyak ile direnç sürmeyi biliyor musun?

@taydin hocam size anahtarlamalı direnç versek işinizi görmez mi?

Ben olaya "Elimde X kaynak var, şundan akım çekmem lazım, nasıl çekerim? diye bakmıyorum. Problem "elimdeki şu akü sağlammı acaba, nasıl anlarım?" olsaydı PWM elektronik yük iş görürdü.

Ben bir test cihazı yapmak istiyorum. Yani olabildiğince genel olarak kullanılabilecek, ve her şartta ideal rezistif davranışa en yakın davranışı gösterecek. O açıdan bakınca da PWM çözümü bana doğru gelmiyor.

 

[Ahmet Develi]

Direnç neden kullanıyorsun direkt triyakla sür gitsin.

Hocam diyelm 24.2A ayarlamak istedik, benim örneğimden yola çıkacak olursak;

2 tane 10A direnç,
4 tane 1A çekecek diren.
2 tane de 0.1A çekecek direnç devreye alınacak.

Fakat zaman geçip, dirençler ısındıkça, 24.2A değeri yavaş yavaş 23.9, 23.5, 23A şeklinde olacak. Dolayısı ile bu farkı tolere etmek için küçük küçük dirençler devreye alıp çıkmamız gerekecek. Bunun en ucuz yolu da AC'de triyak + moc devreleri

Bu arada direnç skalaları iyi hazırlanırsa bir çok akımda test olur. Bununla ilgili ticari bir proje yaptım 200kW kadar, 4 yıldır sahada hala çalışıyor. Hem de yaparken aşırı zevk alacağınızı söyleyebilirim, basit ama etkili.

@taydin hocam bahsettiğim bu tarz bir devre idi açıkçası. Sorunsuz baş ağrısız.

 

[devreci]

@taydin benim cizdiğim devrede bir değişiklik yapıp , mosfet olarak 200W büyük mosfetlerden 20tane palelel yapıp lineer sürebilirsiniz , kusursuz R olur sadece diyottaki 0.7V kayıp olur bu da 220v için çok önemli olmaz.

Mcu DAC 'dan çıkış verip opmap ile yükseltip mosfet gateini lineer sürersiniz. shunt dirençden aldığın akım bilgisini ve 220 den aldığınız adc verilerine ise true rms hesaplaması yappıp basit Pid ile mosfetleri sürersiniz çok da zor değil. Yada tamamen opamplar ile analog yaparsınız.

 

[Ahmet Develi]

@taydin benim cizdiğim devrede bie değişiklik yapıp , mosfet olarak 200W büyük mosfetlerden 20tane palelel yapıp lineer sürebilirsiniz , kusursuz R olur sadece diyottaki 0.7V kayıp olur bu da 220v için çok önemli olmaz.

Mcu DAC 'dan çıkış verip opmap ile yükseltip mosfet gateini lineer sürersiniz. shunt dirençden aldığın akım bilgisini ve 220 den aldığınız adc verilerine ise true rms hesaplaması yaparsınız çok da zor değil.

Hocam sinüs akım şeklini oturtmak için de öneri alalım, AC gerilimi sürekli frekans vs. takip etmek gerekecek, o kısım aşırı zor olmaz mı? Çünkü yüklediğimiz DC ya da senkron motor olsun ya da BLDC, frekans çok değişkense ne yapacağız örnek veriyorum 10Hz ile 200Hz arasında

 

[devreci]

V/R=i çok da zor değil mcu icin R sabit ise , ac den gelen voltaj referansı ile i kontrol edilecek analog da olabilir.

 

[clc]

@taydin benim cizdiğim devrede bir değişiklik yapıp , mosfet olarak 200W büyük mosfetlerden 20tane palelel yapıp lineer sürebilirsiniz , kusursuz R olur sadece diyottaki 0.7V kayıp olur bu da 220v için çok önemli olmaz.

Mcu DAC 'dan çıkış verip opmap ile yükseltip mosfet gateini lineer sürersiniz. shunt dirençden aldığın akım bilgisini ve 220 den aldığınız adc verilerine ise true rms hesaplaması yappıp basit Pid ile mosfetleri sürersiniz çok da zor değil. Yada tamamen opamplar ile analog yaparsınız.

Hocam o diyottan dolayı inanılmaz harmonik olacak, eğer sizin dediğiniz doğru olsaydı o zaman pfc diye bir devre türemezdi. Harmonik olduğu için true pf 1 olamaz

 

[Ahmet Develi]

Şimdi anladım @devreci aklındakini, çizmeyince anlamak zor oluyor. Ama @clc nin dediği gibi harmonikler ayrı bir dert olacak, özellikle zero geçişlerde ki PFC'de bile en büyük dert orası, birisi de anlık gerilim yükselim düşümü ve frekans değişimlerinde bunu kontrol etmek hem yazılım hem donanım saç baş yoldurabilir.

 

[taydin]

Hocam diyelm 24.2A ayarlamak istedik, benim örneğimden yola çıkacak olursak;

2 tane 10A direnç,
4 tane 1A çekecek diren.
2 tane de 0.1A çekecek direnç devreye alınacak.

Fakat zaman geçip, dirençler ısındıkça, 24.2A değeri yavaş yavaş 23.9, 23.5, 23A şeklinde olacak. Dolayısı ile bu farkı tolere etmek için küçük küçük dirençler devreye alıp çıkmamız gerekecek. Bunun en ucuz yolu da AC'de triyak + moc devreleri

Bu arada direnç skalaları iyi hazırlanırsa bir çok akımda test olur. Bununla ilgili ticari bir proje yaptım 200kW kadar, 4 yıldır sahada hala çalışıyor. Hem de yaparken aşırı zevk alacağınızı söyleyebilirim, basit ama etkili.

Aslında daha konuyu açarken, istediğim özellikleri belirtmem gerekirdi. Belirtmeyince de tabi sen "bağla uygun direnç kombinasyonunu olsun bitsin" diyorsun

Neyse, burada özellikleri belirteyim.

Mümkün olduğunca gerçek, fiziksel direnç gibi davranan bir AC elektronik yük yapmak istiyoruz.

* Tüketilebilecek maksimum güç 1 kW (ama biraz esneklik olacak yukarı doğru, aşağıda anlatıyorum)

* Maksimum giriş voltajı 300 Vrms

* Çalışma frekans aralığı 45 - 500 Hz

* Minimum giriş voltajı 1V (Bunu keyfi seçiyorum, mutlaka olmak zorunda değil. Neden 1V? Çünkü 0V muhtemelen mümkün değil de ondan)

* Maksimum akım da 20 Arms diyelim. Bunu keyfi seçiyorum. 300 V da maksimum akım 3.333 A olacak, ama daha düşük voltajlarda üst limiti biz belirleyeceğiz seçtiğimiz transistör ve soğutmaya göre.

* Kısa devre etme özelliği (en kısa sürede en büyük akımı çek)

* Akım ayarlama çözünürlüğü 10 mArms

* Voltaj ayarlama çözünürlüğü 0.1 Vrms

* Direnç ayarlama çözünürlüğü 100 mΩ

* Güç ayarlama çözünürlüğü 0.1 W

* Tepki süresi 100 mikrosaniye

* Cihazın her türlü koruma özelliği olacak. Aşırı voltaj, aşırı akım, aşırı güç, aşırı sıcaklık vs. Soğutma sistemindeki fanlar da sıcaklığa göre adaptif devirle çalışacak. Ama gerektiğinde aşırı akım ve aşırı güçte bir süre eşiği verebileceğiz. Yani aşırı akım çekildiği için anında çıkışı kesmeyecek, sıcaklık veya ayarlanan süre izin verdikçe devam edecek çekmeye.

* Programlanabilirlik. Arabirim önemli değil, RS232 olur, USB olur, LAN olur, her neyse. Cihazın bütün çalışma parametreleri yapılandırılabilmeli, ayarlanan parametreler geri okunabilmeli, cihazın yaptığı ölçümler (voltaj, akım, güç) de okunabilmeli.

* Ölçüm doğruluğu %0.5

* Saniyede 500 kez devreye sokulup çıkarılabilmeli.

* Desteklenecek modlar: Sabit akım, sabit direnç, sabit güç

* Devreye girme anı, giriş sinyaline göre yapılandırılabilmeli. Bu da faz açısı şeklinde veya sıfır geçiş noktasına göre mikrosaniye delay şeklinde olmalı.

* Devreye girme süresi ayarlanabilmeli. Mesela 10 mikrosaniyede devreye girebilmeli, veya yumuşak bir şekilde 10 saniyede devreye girebilmeli.

 

[devreci]

@clc bence olmaz ac fazın 0.7 + 0.7 voltun üzerine çıktığı zaman iletime geçecek.

ya da şöyle düşün ters yönlü iki diyotu birbirine bağlayıp ac kablonun birine bunu bağlarsak ve yüke bu şekilde verirsek harmonik oluşturur mu ?

 

[taydin]

@taydin benim cizdiğim devrede bir değişiklik yapıp , mosfet olarak 200W büyük mosfetlerden 20tane palelel yapıp lineer sürebilirsiniz , kusursuz R olur sadece diyottaki 0.7V kayıp olur bu da 220v için çok önemli olmaz.

Mcu DAC 'dan çıkış verip opmap ile yükseltip mosfet gateini lineer sürersiniz. shunt dirençden aldığın akım bilgisini ve 220 den aldığınız adc verilerine ise true rms hesaplaması yappıp basit Pid ile mosfetleri sürersiniz çok da zor değil. Yada tamamen opamplar ile analog yaparsınız.

Bu bir tasarım alternatifi, ve birçok uygulama alanında iş görür. Ama bir test cihazı olarak değerlendirilemez diye düşünüyorum. Bu şunun gibi. Mesela üzerinde 64 tane LED olan bir VU metre var elinde. Sıkışırsan, bununla kabaca AC voltaj ölçersin, ama AC voltaj/akım ölçen bir dijital multimetrenin yerini hiçbir zaman tutmaz.

 

[Ahmet Develi]

@taydin hocam şimdi oldu. Benim önerdiğim komedi kaldı yanında

Benzer cihazı bile zor buldum hocam bu değerler beni aşar.

https://www.chromausa.com/pdf/63800%20Programmable%20AC%20Electronic%20Load%20052023.pdf

 

[taydin]

Ticari olanların özellikleri genelde benimkinden iyi. Güzel display'leri, osiloskop özelliği falan oluyor. Sonra da dünyanın parasını istiyorlar. Hatta komple RLC devre simule edebilenler var. Bunun nasıl yapılacağı konusunda fikir bile yürütemiyorum şu anda

 

[taydin]

Mesela bu devreye girme fazı çok önemli bir özellik. Bir çeşit "worst case scenario" testi. Mesela ben diyorum ki, sinüsün 90° açısında devreye gir, maksimum akımı çek ve 10 mikrosaniyede devreye gir. Bu, test edilen bir AC kaynak için en olumsuz senaryolardan birisi. Bunu manuel olarak test edemezsin.

 

[Ahmet Develi]

Crest faktörlü yük özelliği de ekleyin o zaman hocam. O da ac kaynak için çok önemli. Attığım dokümanda bunun olmasının nedeni bu. Bir UPS'i patlatabilecek en kritik konulardan biri hocam.

 

[taydin]

Crest faktörlü yük özelliği de ekleyin o zaman hocam. O da ac kaynak için çok önemli. Attığım dokümanda bunun olmasının nedeni bu. Bir UPS'i patlatabilecek en kritik konulardan biri hocam.

Hmm bakayım ona. Ne anlama geldiğini bilmiyorum şu anda.

 

[clc]

@clc bence olmaz ac fazın 0.7 + 0.7 voltun üzerine çıktığı zaman iletime geçecek.

ya da şöyle düşün ters yönlü iki diyotu birbirine bağlayıp ac kablonun birine bunu bağlarsak ve yüke bu şekilde verirsek harmonik oluşturur mu ?

Hocam simulasyonda çizin, harmonik içeriği inceleyin.

Eğer doğru anladıysam iki diyotu ters takarsanoz zaten akım geçmez. Gerilim Vf nin altında iken diyot iletimde olmayacak, dolayısı ile akım asla yalnızca fundamental den oluşamaz. Kağıtta çizin, karşıdaki akımın sadece fundamental freq de olması mümkün mü gözüküyor, olmadı simulasyona koyun. Simulink ya da ltspice ikisi de çözer bu durumu

 

[Ahmet Develi]

Kısacası şu @taydin hocam, köprü diyotlu kapasiteli yüklü bir devre düşünün. Devrenin girişinden multimetre ile bakılınca 10Arms çekiliyordur ama köprü doğrultucu nedeniyle peak akım 30A'e çıkıyordur. Burada crest faktör 30/10'dan 3 oluyor.