Как рассчитать индуктивность?

[trampampusha]

Всем привет.
Ситуация такая.
Нужно зарядить конденсатор от источника питания.
Всем известно, что на конденсаторе ток опережает напряжение, т.е. при подаче питания сначала имеем максимальный ток, который со Временем падает и минимальное напряжение напряжение, которое со Временем растёт.
Недостаток тупой коммутации состоит в том, что мы имеем ударный ток при включении, который негативно сказывается как на коммутирующем элементе, так и на самом конденсаторе.
Если же коммутация осуществляется транзистором, то имеем и высокую рассеиваемую им мощность, при прохождении транзистором линейного участка.

У индуктивности всё наоборот - напряжение опережает ток.
Т.е. при подаче на неё питания, на ней мы сначала имеем минимальный ток и максимальное напряжение.
По мере насыщения ток растёт, а напряжение падает.

По сути, нужно заряжать и разряжать ёмкость, при этом минимизировать потери.

На рис 1. в приложении показан неэффективный вариант, когда при коммутации ключей имеем неприличный ток коммутации.

Хочу решить проблему введением индуктивности, как показано на рис 2..
В результате должна быть задержка нарастания тока в момент коммутации.
Как рассчитать индуктивность зная Время открывания ключа - к примеру 100 нСек и напряжение питания, например 24 вольта?
Значение ёмкости думаю не так актуально, ведь в преобразователях, тех же Step Up её нет.
Но если она нужна, то возьмём к примеру 2 мкФ.

В общем надо минимизировать коммутационный ток на Время открывания ключа - чуть более 100 нСек..
Понятно, что чем больше индуктивность, тем лучше, но ёмкость должна заряжаться не более чем за 100 мкс. Т.е. при индуктивности в 50 Гн её не зарядишь.

И последнее.
Ограничители тока в качестве активных элементов - резисторов, ламп и т.п. не предлагать.

Добавляю.
По сути, конденсатор в схеме можно и не рассматривать - Рис 3. в приложении, и мне надо получить ВАХ такой схемы и уметь рассчитать индуктивность.
Поможете?

[mike-y-k]

А если просто отвлечься и внимательно посмотреть на картинку?
Таки это колебательный контур из источника питания, коммутатора, катушки и заряжаемого конденсатора…

[ampy]

Наткнулся тут недавно

[trampampusha]

Таки это колебательный контур из источника питания, коммутатора, катушки и заряжаемого конденсатора…

Таки да!
И мне надо попасть коммутацией при переходе колебаний через "0".
И очень не хочется делать это методом тыка.

Наткнулся тут недавно

По сути, у меня с автором статьи цель одна - минимизация потерь.
У меня основная задача катушки - ограничить ток при коммутации, когда сопротивление ключа имеет некоторое R, в результате чего на этом самом R выделяется мощность потерь.
Однако, раз есть индуктивность, выполняющая одну задачу, то почему бы и её не использовать на общее благо - снимать с неё энергию в нагрузку?
Если внимательно посмотреть на Рис 2., то мы видим некое подобие Step Up, когда замыкаем левый по схеме ключ.

[Starichok51]

не хочется делать это методом тыка.

ну так посчитай резонансную частоту и через четверть периода разомкни левый ключ...

[vidask]

trampampusha,

дававйте выражаться однозначно и грамотнее, здесь вроде не литературный кружок

Во первых, которая из трех схем будет использоваться?

Во вторых, данная задача-это типовое задание по переходным процессам цепи постоянного тока. Открываете учебник - Тэоретические Основы Электротехники, раздел - Переходные процессы в цепях постоянного тока. Решение будет не таким простым, но если поймете, хотя бы половину , как подобные задачи решаються- польза для самообразования будет, это несомненно.

Для начала примите, что катушка не насыщается, т е , в ее сердечнике имеется воздушный зазор. Значит, цепь линейная. Иначе-

Та схема, где конденсатор напрямую включается на источник ЭДС- некорректна, покажите внутреннее сопротивление этого источника.

Схему по отдельности не расчитать, т е , нужно показать сразу все элементы- и конденсатор, и катушку(-и ), и их внутренние сопротивления.

Вот пример, как это расчитывают-

http://chertovlektor.ru/toe/perehodn...orogo-poryadka

Здесь цепь посложнее, две катушки , индуктивно связанные

[Yuri222]

надо минимизировать коммутационный ток на Время открывания ключа - чуть более 100 нСек.

примите, что катушка не насыщается

Главное - не насыщаться первые 100 наносекунд, после - хоть потоп.
Ну и не забывать - если катушка все же будет выбрана насыщающейся, а размагничиваться не будет - все же ей зазор (физический или распределенный, как в порошковых сердечниках) показан. Иначе через несколько циклов заряда конд-ра (намагничивания катушки) ее индуктивность может понизиться настолько, что катушка может насытится быстрее, чем за 100 нсек, требующиеся для коммутации ключа.

[johanh]

Онлайн калькулятор .
Частота = длительность заряда в переводе на частоту разделенная на 4.
...

ну так посчитай резонансную частоту и через четверть периода разомкни левый ключ...

[zoog]

1) зачем на рис. 2 катушка последовательно с резистором?
2) Чтоб не было резонансов - ставится параллельно катушке небольшое сопротивление, 0,5..0,1 от характеристического.
3) Ток в катушке будет нарастать со скоростью синуса резонансной частоты.

[dgrishin]

Недостаток тупой коммутации состоит в том, что мы имеем ударный ток при включении, который негативно сказывается как на коммутирующем элементе, так и на самом конденсаторе.

Расскажите пож. поподробнее что же такого негативного происходит в конденсаторе при таком режиме ???