Показано с 1 по 20 из 20

Тема:

  1. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    В продолжение теоретических изысканий с целью немного поднять уровень схемотехники задумал я лабораторный блок питания на 100В.
    Возьмем для начала ограничение тока в 1А.
    К слову сказать, я уже делал один такой БП на 100В 500мА с использованием ОУ, но качество его работы меня не устраивает.
    Поскольку я теперь пользуюсь симулятором и рисую схемы на транзисторах, нарисовал я схему:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2019-08-23_20-14-37.png 
Просмотров:	189 
Размер:	67,9 Кб 
ID:	353175
    V1, V2 (0..5 В) - напряжение задания выходного напряжения и тока 0-100В и 0-1А.
    Cn, Rn - сопротивление и емкость нагрузки.

    Схема с двумя обратными связями, по напряжению и по току нагрузки.
    Мне, конечно, стоило начать с чтения литературы по предмету, но хотелось и мозг размять.
    Хочется понять, как грамотно рассчитать коррекцию подобной схемы для работы на произвольную нагрузку, особенно в момент перехода от стабилизации напряжения к стабилизации тока.
    Вполне возможно, что здесь есть грубые ошибки, в частности, вся верхняя правая часть рисунка.
    Поэтому прошу уважаемых специалистов разобрать схему и комментировать.
    01.CIR

    ---------- Сообщение добавлено 24.08.2019 в 10:22 ---------- Предыдущее сообщение было 23.08.2019 в 20:23 ----------

    Вот так работает.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2019-08-24_10-21-11.png 
Просмотров:	99 
Размер:	76,1 Кб 
ID:	353221

  2. Завсегдатай Аватар для mellowman
    Регистрация
    14.04.2009
    Адрес
    рядом с Москвой
    Сообщений
    3.631

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    но хотелось и мозг размять.
    Зачем V4 если на базах Q1 Q2 +5в?

    Хочется понять, как грамотно рассчитать коррекцию подобной схемы для работы на произвольную нагрузку
    Построить диаграмму Боде с разными нагрузками R/C/L.

  3. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от mellowman Посмотреть сообщение
    Зачем V4 если на базах Q1 Q2 +5в?
    +5В это напряжение задания. Оно будет регулироваться от 0 до 5 (например микроконтроллером). Или просто потенциометром.

    И ток измерять. Напряжение на токоизмерительном резисторе близко к нулю.
    Цитата Сообщение от mellowman Посмотреть сообщение
    Построить диаграмму Боде с разными нагрузками R/C/L.
    Для этого надо синусоиду куда-нибудь подавать. Куда?

  4. Завсегдатай Аватар для mellowman
    Регистрация
    14.04.2009
    Адрес
    рядом с Москвой
    Сообщений
    3.631

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    Для этого надо синусоиду куда-нибудь подавать. Куда?
    https://www.youtube.com/watch?v=YYWlPFBebfc

    Или https://sites.google.com/site/frankwiedmann/loopgain если хочется посложнее

  5. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от mellowman Посмотреть сообщение
    Спасибо, интересно.
    Только у меня задача более комплексная. Нагрузка не определена заранее, а обратных связей 2. И по отдельности обе цепи работают. Проблемы начинаются при переходе от стабилизации напряжения к стабилизации тока и обратно.

    Надо пробовать макетировать.

  6. Завсегдатай Аватар для mellowman
    Регистрация
    14.04.2009
    Адрес
    рядом с Москвой
    Сообщений
    3.631

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    Спасибо, интересно.
    Только у меня задача более комплексная. Нагрузка не определена заранее, а обратных связей 2. И по отдельности обе цепи работают. Проблемы начинаются при переходе от стабилизации напряжения к стабилизации тока и обратно.
    1) Ну так и надо .step*нуть этот переход, посмотреть как меняется луп гейн
    2) Коллекторами смешивать 2 ооси не очень хорошо, это получился ещё один диф каскад, в который подаются 2 ветки из токового ДК, и 1 ветка напряжённого. Поэтому и "проблемы начинаются". Проще "суммировать" током, т.е. оось по напряжению оставить как есть, а токовую подключить || Q13. Q1Q2 будут в клипе, и надо обеспечить их стабильный вход/выход из него, и вроде всё


    Надо пробовать макетировать.
    На макете больше измериловки доступно?

  7. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от mellowman Посмотреть сообщение
    1) Ну так и надо .step*нуть этот переход, посмотреть как меняется луп гейн
    2) Коллекторами смешивать 2 ооси не очень хорошо, это получился ещё один диф каскад, в который подаются 2 ветки из токового ДК, и 1 ветка напряжённого. Поэтому и "проблемы начинаются". Проще "суммировать" током, т.е. оось по напряжению оставить как есть, а токовую подключить || Q13. Q1Q2 будут в клипе, и надо обеспечить их стабильный вход/выход из него, и вроде всё
    Все равно степать много раз придется с разными нагрузками.
    По 2 части попробовал, вообще возбуд не победить.

    Цитата Сообщение от mellowman Посмотреть сообщение
    На макете больше измериловки доступно?
    Вроде удалось условно стабилизировать, но все равно при больших емкостях на выходе подзванивает.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2019-08-24_15-36-49.png 
Просмотров:	81 
Размер:	81,1 Кб 
ID:	353246

  8. Завсегдатай Аватар для mellowman
    Регистрация
    14.04.2009
    Адрес
    рядом с Москвой
    Сообщений
    3.631

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    См так:Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	hv stab.png 
Просмотров:	95 
Размер:	331,9 Кб 
ID:	353255
    M1 рассеивает всего 90 вт

  9. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Нужно иметь возможность задать значение ограничения тока.

  10. Завсегдатай Аватар для mellowman
    Регистрация
    14.04.2009
    Адрес
    рядом с Москвой
    Сообщений
    3.631

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    Нужно иметь возможность задать значение ограничения тока.
    Ну кто хотел мозг размять?

    В схема в принципе надо очень много поменять, чтобы хоть как-то работало

  11. Частый гость Аватар для al2sav
    Регистрация
    06.03.2010
    Адрес
    Черновцы, Украина
    Возраст
    71
    Сообщений
    484

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Болгарский блок питания ТЕС20, работает у меня более 30 лет, 100 В 1,2 А с возможностью установки любых значений в данном диапазоне - просто повторить
    https://vostokpribor.ru/tes20
    Имеется схема с номиналами на формате А3, могу сфотографировать завтра днем. Если интересно.
    Есть описание аналогичных по схемотехнике ТЕС 21 15 В 5 А, ТЕС 23 30 В 2,5 А, 40 страниц формата А4.

  12. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    al2sav, спасибо.
    Конечно, чтобы схема была в интернете, можно это сделать. Но я повторять ее точно не буду.

  13. Частый гость Аватар для al2sav
    Регистрация
    06.03.2010
    Адрес
    Черновцы, Украина
    Возраст
    71
    Сообщений
    484

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Схема ТЕС 20
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	TEC20grey1600.jpg 
Просмотров:	153 
Размер:	408,9 Кб 
ID:	353314

  14. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Покрутил модель еще, понял, что нужно подход менять.
    Независимо от реализации, при подключении низкоомной нагрузки возникает бросок тока, потому что регулирующая схема без нагрузки насыщается.
    Единственное решение - на выходе должно быть сопротивление.
    Есть ли какая-то схема линейного активного формирователя сопротивления? Условно, некий jfet, сопротивление которого линейно зависит от напряжения з-и.
    Тогда одновременно с заданием выходного тока можно будет задать выходное сопротивление и бросок тока будет на нем ограничен. Подскажите.

    ---------- Сообщение добавлено 21:05 ---------- Предыдущее сообщение было 20:18 ----------

    Пока писал сообщение придумал отражатель сопротивления:
    Взять два одинаковых мосфета затворы и истоки соединить, на один подать известный ток и с помощью ос по напряжению на нем получить необходимое сопротивление. Тогда сопротивление второго мосфета должно быть такое же, как первого.
    Завтра попробую промоделировать.

  15. человек без статуса Аватар для лысый
    Регистрация
    27.02.2005
    Адрес
    село Самбек
    Сообщений
    1.913

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    Единственное решение - на выходе должно быть сопротивление.
    Не единственное. Попробуйте "размять мозг" вот в такую сторону:
    Контур регулирования тока включен не параллельно контуру напряжения, а находится внутри него. При этом регулирующим элементом управляет внутренний токовый контур и он работает всё время. А внешний контур напряжения формирует задание ограничения тока для внутреннего контура.

  16. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от лысый Посмотреть сообщение
    Не единственное. Попробуйте "размять мозг" вот в такую сторону:
    Контур регулирования тока включен не параллельно контуру напряжения, а находится внутри него. При этом регулирующим элементом управляет внутренний токовый контур и он работает всё время. А внешний контур напряжения формирует задание ограничения тока для внутреннего контура.
    Я пробовал поставить два транзистора последовательно.
    Когда измеренный ток ниже заданного, регулирующий транзистор открывается полностью, его сопротивление становится близко к нулю. Если в этот момент подключить нагрузку, на закрытие требуется время, ток в этот момент не ограничен.
    Поэтому схема должна быть сконструирована таким образом, чтобы сопротивление транзистора оставалось высоким даже при нулевом токе.

    С моделью не получилось почему-то. Сопротивление зависит от тока через канал.

  17. человек без статуса Аватар для лысый
    Регистрация
    27.02.2005
    Адрес
    село Самбек
    Сообщений
    1.913

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    Я пробовал поставить два транзистора последовательно.
    Когда измеренный ток ниже заданного, регулирующий транзистор открывается полностью, его сопротивление становится близко к нулю.
    Это по сути всё то же одно уравнение с двумя неизвестными, что вы пытались решать.

  18. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Цитата Сообщение от antonluba Посмотреть сообщение
    Сопротивление зависит от тока через канал.
    Зато ток стабилизируется. Токовое зеркало получилось. Почти классическое.

    ---------- Сообщение добавлено 16:32 ---------- Предыдущее сообщение было 16:14 ----------

    В принципе, получается, что токовое зеркало, дополненное схемой стабилизации тока, хорошо подойдет в качестве контура ограничения тока.

    ---------- Сообщение добавлено 16:37 ---------- Предыдущее сообщение было 16:32 ----------

    Теперь бы все это в верхнее плечо запихнуть, было бы совсем хорошо.

    ---------- Сообщение добавлено 19:05 ---------- Предыдущее сообщение было 16:37 ----------

    Нарисовалось как-то так.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2019-09-09_19-04-48.png 
Просмотров:	63 
Размер:	73,1 Кб 
ID:	354042

  19. Завсегдатай Аватар для Leoniv
    Регистрация
    20.04.2016
    Адрес
    Minsk
    Возраст
    18
    Сообщений
    1.732

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Такие проблемы возникают при построении любых лабораторных БП. Когда-то их решал при построении своего БП, правда, он не столь высоковольтный. В описании есть ссылка на форум (вторая ссылка), где подробно освещался весь процесс разработки (правда, там очень много мусора, хотел сделать вменяемое описание, но времени жалко).

    Любой БП устойчив только в какой-то области импедансов нагрузок. Например, для БП Agilent приводятся графики границ устойчивости. Сделать БУ устойчивым при любой нагрузке вряд ли возможно.

    Макетировать БП - путь не самый лучший, так как модель дает превосходное соответствие с макетом. А на модели быстрее и дешевле попробовать разные нагрузки.

    При двух петлях стабилизации CV и CC только одна из них работает в линейном режиме. Переход в линейный режим и обратно требует времени, переходной процесс будет всегда. Вопрос только в его величине. Обычно величина выбросов нормируется, для БП Agilent есть такие графики.

    Без ОУ построить точный БП не получится. Для ОУ нельзя допускать насыщения, для этого в цепи ООС включают ограничители.

    Обычно есть конфликт измерения тока и напряжения - они влияют друг на друга (или падение на шунте искажает напряжение, или входной ток измерителя напряжения искажает ток в шунте). Надо принимать меры. Снимать значение тока и напряжения лучше дифференциальными усилителями, это позволит избежать погрешностей, связанных с топологией. Одновременно БП получает возможность работать с Remote Sense. Но в этом режиме еще раз надо проверить устойчивость с учетом индуктивности выходных проводов БП.

    Еще один подводный камень - исключить протекание по шунту тока питания внутренних каскадов БП. Это обычно требует вспомогательных источников питания.

    Для БП с высоким выходным напряжением важным параметром является величина энергии, запасенной в выходном фильтре. Чем меньше, тем лучше. Другими словами, на выходе должен быть конденсатор поменьше. Но это еще больше затрудняет получение устойчивости.

    При перестройке БП вниз выходная емкость должна чем-то разряжаться. Для этого в БП добавляют специальный узел, который по терминологии Agilent называется Down Programmer.

  20. Частый гость
    Автор темы
    Аватар для antonluba
    Регистрация
    12.12.2014
    Адрес
    Сочи
    Возраст
    41
    Сообщений
    394

    По умолчанию Re: Лабораторный БП 100В с ограничением тока

    Leoniv, спасибо, ценю ваше мнение.
    Я хотел бы попроще придумать. Вроде бы, узел ограничения тока на основе токового зеркала работает.
    Вот думаю, насколько удастся применить подобную схемотехнику для двухполярного блока питания для отладки и ремонта усилителей. Мне такого БП очень не хватает, ремонтировать усилители приходится часто.
    Вот заодно синхронизацию положительной и отрицательной ветвей нарисовал. Не идеально, конечно.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2019-09-12_13-08-44.png 
Просмотров:	38 
Размер:	24,1 Кб 
ID:	354171

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •