Чем регулируют большие токи

tempora · 31.10.2013, 18:46

spamkerdyk, гляньте в книге у Семенова главку, посвященную процессу переключения MOSFET'а. По-моему, это неплохое начало. И вопросы появятся уже более конкретные.

Falconist · 31.10.2013, 20:33

Хорошо. Тогда в 2-х словах, как "для самых маленьких". ШИМ в линейном регуляторе обязательно предполагает наличие интегрирующего элемента. На этот "интегратор" поступают импульсы постоянной амплитуды, но разной длительности. Он их "поглощает" и на выходе выдает постоянное напряжение с амплитудой, равной интегралу площади входных импульсов, "подпитывая" нагрузку запасенной энергией.

Таким интегратором и является дроссель, будучи крайне важным элементом импульсного регулятора напряжения/тока.

Теперь относительно частоты. Чем выше частота, тем меньшей может быть индуктивность этого дросселя. В формуле индуктивности (если мне не изменяет склероз), частота стоит в знаменателе, да еще и под квадратным корнем (вроде бы). Поэтому на частоте 40 кГц индуктивность может составлять до сотни мкГ, тогда как на 1 кГц - уже подбирается к сотне мГ. А теперь прикиньте ток, который должен обеспечить этот дроссель (сечение провода) и его габариты (сердечника) для 40 и 1 кГц.

spamkerdyk · 31.10.2013, 22:04

Сообщение от Falconist

для самых маленьких".

Много раз спасибо. Предельно ясно, последняя лакуна заполнена и теперь вся принципиальная картинка этого самого ШИМ-а у меня сложилась целиком, я готов браться за паяльник. Нет, честно, несколько таких слов не заменит никакой учебник и я вам очень благодарен. Вот теперь как раз можно будет и учебник смотреть, потому что теперь я знаю чего добиваться и что искать, если выплывут подводные камни. И вообще, всем кто ответил большое спасибо.
Теперь попробую уговорить начальство на практический эксперимент. Впрочем, если даже и не удастся, вэлл, я проведу его сам, потому что мне уже не хочется отступать и я чувствую, что смогу практически это сделать.

VladimirIvan · 31.10.2013, 22:06

А еще большие токи регулируются большими магнитными усилителями.

spamkerdyk · 31.10.2013, 23:03

Сообщение от tempora

spamkerdyk, гляньте в книге у Семенова...

Спасибо. Книга оказалась неожиданно интересной, читаю всю подряд. Давно такой язык не встречался, интересен сам стиль изложения.

Сообщение от VladimirIvan

А еще большие токи регулируются большими магнитными усилителями.

Как раз из моих времен. Несгораемая техника. Но капризные - у-у-у! Даже в период их расцвета старались с этими дивайсами не связываться.

Falconist · 31.10.2013, 23:21

spamkerdyk, я всё-таки возвращаюсь к "железной" ОС. Она должна быть самостоятельной. А с компьютера Вы можете только задавать режим (нужный ток), к которому эта ОС и будет подстраиваться.

spamkerdyk · 01.11.2013, 01:50

Я ничего плохого не могу сказать о "железной" ОС. Но всегда встает вопрос: какую точность регулировки и поддержания тока мы хотим иметь. Мои начальники, например, на этот вопрос отвечать определенно категорически отказываются и отпихиваются словами: "Чем точнее, тем лучше". А вот и не лучше. Потому что точность дорого стоит.
В моем случае мне нужно только держать средний ток на уровне лучшем, чем пол-процента (это моя хотелка, а не заказчика, я так стараюсь держать руками). Случайные броски тока из-за помех в сети меня не волнуют вообще, если конечно не спалят устройство. Даже если бросок продолжается несколько секунд, он вносит в расчеты пренебрежимо малую погрешность. А учитывая, что измерения тока у меня производятся каждую секунду, то интеграл тока - заряд аккумулятора, подсчитывается с точностью несколько кулон на всю емкость, и не важно насколько крива кривая тока..
Если я ручную регулировку заменю на электронную, то естественно программа будет не только выставлять значение тока, но и следить за ним, она же получает информацию о токе, значит будет ее использовать. То есть, ОС будет присутствовать, если я смогу регулировать ток из программы. А аппаратно уже и так все имеется, нехватает только регулирующего элемента. И тогда ценой железной ОС у меня будет врезка ее в существующую систему. То есть создание дополнительных цепей измерения тока и схем реагирования. Пока я не вижу необходимости увеличивать точность и нет стимула что-то создавать. Но если меня существующая точность перестанет устраивать или что-то не сработает как задумано, вот тогда я задумаюсь об аппаратной реализации.
А кстати я тут прикинул на пальцах, это моему 51-му старичку лучше бы на низких частотах работать, а большинство современных процессоров мне кажется 40 кгц шим-а без труда потянут (в смысле "многозадачности" - ШИМ и управляющая им программа, которая работает во время горизонтальных частей импульса) , а тогда я компьютер из ОС могу вообще убрать, пусть только задает ток.
--------

Есть еще один параметр, который может быть обеспечен только аппаратной ОС - отказоустойчивость. Например, защита от КЗ и подобных неприятностей.
Пока придется с этим повременить. Это лабораторная установка, на ней случайные люди не работают, защита от дурака не нужна. А если кто-то сдуру все же коротнет, получит в лоб и поедет в магазин за новыми транзисторами.

gilera · 01.11.2013, 11:09

Сообщение от spamkerdyk

Пусть не покажется глупым вопрос, я наверное малек отстал от жизни, погрязши в цифре.
Чем нынче регулируют большие токи, порядка 50 ампер?

IGBT модули для этого есть. Вот у меня сейчас три штуки IGBT модуля лежат. Митсубиси. MG150Q2YS51 . Там номинальные значения 1200 В и 150 А.

Falconist · 01.11.2013, 11:17

spamkerdyk, опять "моя твоя не понимай"...

Я торочу о необходимости "железной" ОС не потому, что так захотела моя левая пятка, а потому, что это необходимость. Представьте себе, что регулировка поддержания стабильности выходного тока заведена через компьютер (как Вы это себе представляете).

Итак, каким-то образом изменилось сопротивление нагрузки. Ну, нагрев отслеживается, он довольно медленный. А если какая-то утечка? Выходной ток изменился. Датчик тока это "узрел", подал сигнал на компьютер. Его процессор прервался и передал управление подпрограмме. Та что-то там обработала и выставила на выходе корректировку изменений. Сколько времени это займет даже для самого "шустрого" процессора? На выходе Вашего "Мега-девайса" за это время может произойти всё, что угодно. С летальными последствиями для испытываемого датчика (возможно).

Я же веду речь о том, что корректировку выходных параметров следует возложить на местную "железную" ОС. Тогда для компьютера остается только две задачи:
а) задать нужный уровень выходного тока (а поддерживать его будет именно "железная" ОС!!!);
б) отследить (отмониторировать) результат с датчика тока.
Всё!

spamkerdyk · 01.11.2013, 12:43

А я никак не могу объяснить, что это не коммерческий дивайс для любого пользователя, который может включить что угодно, а лабораторная времянка, собранная из досок на гвоздях, которую эксплуатируют специалисты а допустимое время реагирования на ситуацию составляет минуты и более, если речь о безопасности. До сих пор все регулировалось руками и задача моя только замена рук на электронное управление. Причем, задача может считаться выполненной даже если всего лишь ручка латра будет заменена на ScrollBar без всяческой поддержки стабильности. Как бы плохо не работала программа, она отдаст команду на коррекцию тока в худшем случае за десятки, ну пусть даже сотни миллисекунд, что в сотни и тысячи раз превышает скорость реагирования на настоящий момент, когда я все кручу руками. Если в системе произойдет какой-нибудь бросок, чреватый летальным исходом, то именно сейчас, при ручном управлении он и будет фатальным. Но мы уже с июня гоняем аккумуляторы туда-сюда и ни с чем подобным не сталкивались и не ожидаем. Сеть достаточно стабильна, аккумулятор реагирует со скоростями порядка один-полтора вольта в час. За это время было только две неисправности: открутился и выпал винт на клеммнике выпрямителя и клеммник задымился, и только что мне позвонили, кто-то умудрился отломать провод от реостата. Сейчас пойду прикручивать.