Приветствую друзья, не все так однозначно у меня происходит с этой статьей. поскольку работая над своим супер-зарядным устройством, а оно нестандартно в плане типовых решений, приходится использовать и нестандартные подходы или решения в том же выпрямителе. Да и как иначе тут быть, сами статьи занимают очень много времени, это сложная рутина и приходится писать статью несколько дней подряд, а потом бывает выключился свет или компьютер, и все статья пропала, переписывать заново. Все статьи приходится писать попутно с работой над своим проектом, и кроме всех житейский сложностей, когда в очередной раз часть статьи прошло ушла в никуда, уже просто руки не поднимаются закончить начатое, а это очень обидно…

Но сегодня выдался выходной день, я решил уже приступать к ней с новой силой. За это хотелось бы выразить благодарность Максиму Горшенину из IMAXAI

Хотелось бы отметить, что Максим Горшенин топит за отечественную Российскую микроэлектронику и ни только. Поскольку в одном из роликов упомянул обо мне — этим он простимулировал заняться статьей. У него есть свой канал на Youtube RuTube VK Дзен Telegram. При желании вы можете легко найти его данные.

Что же касается меня, то на данный момент я занимаюсь разработкой устройств, в том числе зарядного устройства для аккумуляторов, которая отличается от философии современных зарядок, а вместе с ним и топологией. С одной стороны есть претензии претендующие на вызов основным законам термодинамики, с другой — эти законы термодинамики подобные устройства не отменяют. Причина состоит в том, что энергия. которая рассеивается в виде Джоулева тепла весьма ничтожна, собственное внутреннее сопротивление современных Литий-Ионных аккумуляторов крайне ничтожно. Но чтобы уйти в рассуждения и философию — это дело отдельных статей, а мне бы хотелось поговорить о некоторых частный случаях, с которыми я, как любитель, столкнулся и пытаюсь на данном этапе разрешить посредством симулятора LTSpice.

А теперь к существу вопроса.

Мне сейчас приходится использовать некоторый узел, содержащий реактивный элемент в виде катушки индуктивности. которая замыкаясь на источник ЭДС накапливает в себе энергию в виде магнитного поля. далее обмотка размыкается и сбрасывает энергию в конденсатор. Схема приведена ниже.

Но вот тут оказался нюанс. На резисторе R1 или обмотке L1 в момент сброса LTSpice показал выброс. Я долго пытался разобраться отчего он может происходить, поскольку сейчас у меня лишь кусок схемы, оказалось, что причина в диоде D1. и что-то мне подсказывает. что в модели диода заложено свойство кристалла диода иметь некий переводный процесс, связанный с восстановлением проводимости ведущее к закрытию самого диода.

Я обозначил такой выброс красным квадратиком. Поскольку у меня специфические требования, мне этот выброс кране нежелателен. и у меня встал вопрос о том, как от этого избавиться. да и по всей своей сути я перфекционист и очень медлительный человек. И кроме врожденной медлительности я еще пытаюсь залазить очень глубоко в какие-то процессы, которые к тому же отбирают дополнительное время, а еще найти решение, которое просто идеально подходило под мои идеальные требования.

Оказывается, что для модели в LTSpice задача решалась уже давно известным способом. На самом деле я применил ключ, который в момент срабатывания диода включался, поскольку сам Mosfet не имеет напряжения P-N перехода, а лишь сопротивление канала, что идеально подходит к моему случаю, как раз это сопротивление крайне ничтожно и теперь ток начинает протекать через это сопротивление открытого канала. А это дает в свою очередь возможность или время на восстановление диода и его закрытию. Это подтвердил LTSpice на своем графике.

Некоторые соображения относительно супер-выпрямителя или синхронного выпрямителя можно найти много интересных статей.

Однако меня заинтересовала вот такая статья

Что будет если MOSFET транзистор заменит выпрямительный диод в источнике питания?

Что будет если MOSFET транзистор заменит выпрямительный диод в источнике питания?

В самой статье была указана следующая схема:

Суть самой схемы состоит в том, что сам Mosfet является диодом, снимая потенциал на этом диоде сигнал поступает на компаратор, который сравнивает сигнал и включает или выключает ключ.

Однако (поправьте меня, если я что-то тут не понимаю), говорится о работе схемы с индуктивностью, как реактивным элементом. Но меня терзают ни только смутные интуитивные сомнения, так же LTSpice показывает, что тут вряд ли что-то будет толковое в условиях, когда к источнику переменного тока подключают диод и индуктивность, а сливать энергию ЭДС самоиндукции будет просто некуда.

для этих целей я поднакидал схемку. Диод взял первый попавшийся в библиотеке.

График зеленым мы видим напряжение на участке номер два, показанный стрелкой, а синим-первый участок цепи. Уж как-то непонятно. Но если сравнивать участок на резисторе зеленым цветом, наверное как-то с этим жить можно. Стоит ли? Не знаю. Это уже философия автора.

Далее мне удалось найти модели LM383 1N4007 элементов в библиотеке. Ссылки, если кому-то станет интересен этот вопрос я поделюсь чуть позже. А вот результатом того, что получилось — ниже.

А теперь, если же мы измерим напряжение на источнике ЭДС и ток через него, то мы увидим вот такую картину и хвосты, которые я обозначил красным. Тот хвост, который уж сильно меня насторожил.

Как мы видим, напряжение на затворе ключа совпадает с временем срабатывания ключа. И это собственно логично и очевидно.

Отсюда родилась немного иная схема

Первая часть представляет из себя усилитель

Вторая часть — это собственно сам компаратор с опто-драйвером HCPL3180

Шустрый ОУ AD8033 работающий до 80 МГц усиливает сигнал на шунте с 0,075 Вольт до 3 Вольт. далее сигнал поступает на компаратор и сравнивает значение. Здесь срабатывание установлено на 1.25 Вольт. В идеальном случае система должна была бы открывать и закрывать затвор в одно и то же время. Но увы, симулятор пытается. по всей видимости. указать на то. что LM383 срабатывает в течение 1-1.5 мкСек, далее подключается задержка в срабатывании опто-драйвера 200 наноСек и более. сейчас пока выдаю данные из даташита.

Но симулятор выстроил эту задержку. В принципе уже в этой схеме симулятор показывает, что проблема, которую я собирался устранить принципиально устранена. Но мне все же как перфекционисту это пока еще не нравится.

В поисках более интересного решения, я решил залезть вот сюда.

https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/166967/AD/AD8613.html

Суть идеи заключается в использовании двух ОУ в качестве компаратора. Один компаратор срабатывает на низкий уровень сигнала, при этом создавая условия для открытия ключа, второй срабатывает на высокий уровень. Однако есть мысль использовать RC цепочку, чтобы создать необходимую задержку после того. как сигнал достигнет своего пика по уровню напряжения. То есть чтобы ключ сработал от пика и до нуля по времени. Это может быть достигнуто подстройкой RC цепочки.