Маломощный ШИМ регулятор

[NEMOOMEN & К]

Коллеги. Возможно, похожие темы уже обсуждались, со своей спецификой, но тем не менее. Мозг уже опух от множества datasheet, В.А.Х. и пр. и требует помощи .
Нужна реальная, подробная (не виртуальная рождённая в Proteus, где всегда всё отлично) рабочая схема назовём её «шим-регулятор».
Блок-схема, примерно, как на рис.1 (см. прикреплённый файл).
При кажущейся простоте задачи, всё оказалось не так просто. Начал с готовых решений. Большинство из них, которыми переполнен интернет, или не рабочие (на макетке проверял), или содержат избыточное количество компонентов и достаточно громоздки. Своё решение (рис.2) работает вполне прилично (плавно, линейно, без провалов, скачков, к.п.д. около 95%), при подборе ключа в верхнем плече (Т2,Т3) хорошо держит нагрузку около 100вт. Но содержит много компонентов, и что самое главное: много потребляет (›100мА в покое), что для меня критично. На основе этого регулятора (в своё время) я сделал регулируемый высоковольтный (0\30Кв) генератор, который прекрасно работает, и без проблем. Но в этом случае он спасовал. Один канал высоковольтное Б.П., такую схему (моя) ещё вытянет, а около 2-х десятков точно нет. А если конструировать ещё и более мощный высоковольтный Б.П. (≈ около 1кВт), при такой мизерной нагрузке на канал, то это будет полный маразм.
Работать схема должна таким образом.
При изменении скважности ШИМ от 0÷100% (или в определённых пределах), плавно и линейно изменяется на выходе схемы высокое напряжение (+400v от Б.П.) от нуля до максимума (скорость ≈ 200в\c). Коэффициент гармоник и синфазных помех ≈ 1÷2% (не критично). Т.е она содержит низковольтную (5 или 12v) часть (желательно однополярную) и высоковольтную. Нагрузка высокоомная ≈ 5Мом (С‹1пф). Что лучше и доступней на выходе: биполяр или полевик (высоковольтный и с логическим уровнем на входе, да ещё в smd), тоже не ясно. Наверное, биполяр.
Что мне надо:
-- малокомпонентная схема, максимально состоящая из smd элементов.
-- если с ОУ, то из недорогих и широко распространённых (желательно на 4 или 6 каналов)
-- максимальный ток потребления высоковольтной части + нагрузка (‹1мА), не должен превышать 5÷7мА. Ограничен ток мощностью высоковольтного Б.П.
Imax ≈ Imax(БП)\18 (количество В.В. каналов).
А может у китайцев, чтобы не изобретать «велосипед», есть 3÷6 канальный недорогой мелкого размера модуль. Где на вход поступает ШИМ (от М.К.), а на выход можно подцепить любой подходящий по напряжению транзистор (сборку) и получить, что требуется. Буду благодарен за любую грамотную помощь .

[ForcePoint]

Перечти ещё раз - много нестыковок...

Своё решение (рис.2) работает вполне прилично (плавно, линейно, без провалов, скачков, к.п.д. около 95%), ..... Но содержит много компонентов, и что самое главное: много потребляет (›100мА в покое), что для меня критично.

95 % у линейника при жалобе на потребление 100 мА? "Поднимите мне веки!"

... при подборе ключа в верхнем плече (Т2,Т3) хорошо держит нагрузку около 100вт.

100 Вт в нагрузке как-то не вяжется с указанным сопротивлением нагрузки - 3..10 МОм.

Через 1 кОм шунт в базе регулирующего транзистора утекает в нагрузку неприемлемо большой ток (не менее 0.5 мА) - как тут вообще можно зарегулироваться к нулю на выходе?


Я-бы сказал, что с параллельным регулятором можно уложиться и в 1..2 мА (потребление регулятора и нагрузки от входного 400 В) и в 200 В/с (при ёмкости нагрузки до 50..100 пФ и даже больше).

[NEMOOMEN & К]

100 Вт в нагрузке как-то не вяжется с указанным сопротивлением нагрузки - 3..10 МОм.

Это разные проекты по применению. И регулирующие транзисторы тоже соответственно разные. У mje13001 Ik всего 0,2А.

Через 1 кОм шунт в базе регулирующего транзистора утекает в нагрузку неприемлемо большой ток (не менее 0.5 мА) - как тут вообще можно зарегулироваться к нулю на выходе?

Тем не менее, я не придумал. Вам что видео прислать: где на одном конце цифровой генератор, а на другом тестер. Это проблема отставания теории от практики. Об этом, я ещё в начале поста писал. В основе моей схемы лежит промышленная схема (где транзисторы) подачи питания, к которой подсоединил вместо сигнала on\of от процессора, интегратор и ОУ. Да, я и не говорил, что моя схема идеальна, для данного случая. Иначе, я бы не задавал вопрос.

Я-бы сказал, что с параллельным регулятором можно уложиться и в 1..2 мА (потребление регулятора и нагрузки от входного 400 В) и в 200 В/с (при ёмкости нагрузки до 50..100 пФ и даже больше).

А, вот об этом, если можно, пожалуйста поподробней.

[NEMOOMEN & К]

Схему, как на рис.2, я применил в этом случае (см.ниже), где всё идеально. Но, для данного варианта, с некоторыми изменениями, она оказалась не очень удобной. Надо другое решение.

[gbdj]

Ваша идеальная схема работает как обычный компенсационный стабилизатор, так как весь сигнал ШИМ гасит конденсатор 2.2мкФ, ибо он на частоте 10кГц имеет сопротивление около 7 Ом. У нее высокое КПД может быть только если на выходе напряжение приблизительно равно входному

[zoog]

ТС видимо не знает, что такое ШИМ и называет так любой регулятор.

Через 1 кОм шунт в базе регулирующего транзистора утекает в нагрузку неприемлемо большой ток (не менее 0.5 мА) - как тут вообще можно зарегулироваться к нулю на выходе?

При закрытом Т2 в нагрузку текут только обратные токи переходов.

Своё решение (рис.2) работает вполне прилично

У Вас точно 50-вольтный транзистор держит все 400?

[bordodynov]

При малом токе нагрузки схема вполне работоспособна. Только выходной транзистор не работает, а работает PNP транзистор.

[bordodynov]

Вот мой, рассчитанный вариант:

[vg155]

выходной транзистор не работает, а работает PNP транзистор.

Почто Шиклаи обижать?

[bordodynov]

Почто Шиклаи обижать?

И Шиклаи и Дарлингтон с резисторами, параллельными эмиттерному переходу выходного транзистора имеют эту особенность - при токе первого транзистора, менее 0.3В/Rбэ выходной транзистор закрыт.