Свежие обсуждения
Источники питания

Преобразователь 220 в DC 450 вольт (зарядка конденсатора вспышки)

1 2

caddr: Выпрямитель с удвоением сетевого напряжения, со схемой отключения, не проще будет? По-моему так на порядок проще.

Разумеется, проще. Только масса недостатков - нет гальванической развязки, сложности с питанием от всяких преобразователей 12->220 и генераторов (когда мобильность нужна), необходимость иметь мощный резистор-ограничитель тока заряда (сильно греющейся), гарантированный перезаряд при пробое коммутирующего элемента.

ВиНи

Я тут напоролся на спецификацию микросхемы TOP250Y, почти то что нужно (все внутри, включая ключевой транзистор). Максимальная заявленная выходная мощность - 290 ватт, что хоть и немного, но хватит, в принципе. И в продаже есть, что радует.

 

Васим: Я тут напоролся ...
Отлично! Осталось только сделать.

 

Васим: ...постоянно вылетают ошибки с неправильным шагом времени или сингулярностью матрицы...

Здесь: http://www.pro-radio.ru/simulators/4958/2008/01/07/19-55-31/
приведена ссылка на модель TL494.
Там указано, что "Использование модели требует ограничения в максимальном шаге расчета - 1E-8 или менее".

Это основная причина таких ошибок и не только для этой модели, но для многих других, встроенных в проги моделирования.

 

Васим: Мне нужна помощь в оценке работоспособности схемы.

По моему, не правильно реализована схема ограничения тока.
Вы хотите ограничить ток уровнем 5А, а получается - на порядок меньше.

При отсутствии напряжения с датчика тока (на прямом входе усилителя ошибки), на инверсном входе будет, так же, ноль. Потому что на выходе усилителя ошибки при этом - ноль.
В результате, срабатывание усилителя ошибки будет определяться только чувствительностью этого усилителя к разности напряжений на его входах. То есть, при отсутсвии опорного напряжения, как такового, оно будет определяться дифференциальным напряжением ОУ.
У TL598 - 2...10мВ. По этому, усилитель ошибки сработает при напряжении с датчика тока не меньше 2...10мВ. Что при сопротивлении резистора-датчика тока в 0,02Ом даст ток 2...10мВ/0,02Ом=0,1...0,5А.

Из личной практики - TL494 очень неустойчиво работает при опорном напряжении менее 20...30мВ.

По этому, Вам нужно подать явное напряжение опоры (0,1В) на инверсный вывод усилителя ошибки (на верхний вывод резистора R15, преварительно оторвав его от корпуса).
В результате, получите ток ограничения 0,1В/0,02Ом=5А.

Не забывайте о корректирующей цепочке для усилителя ошибки.

P.S.
А не проще ли, вместо этой схемы взять готовый комповый ИБП?..
По крайней мере, всё нарисованное на вашей схеме в нём уже есть.
Только трансформатор перемотать... или не перематывать, а перевернуть, используя вторичку как первичку, а первичку - как вторичку...

Имеем 40 витков первички и 2х7 витков вторички.
Вторичку включаем полностью и имеем 14 витков.
Что бы трансформатор с первичкой в 14 витков нормально работал, нужно увеличить частоту инвертора.
Скажем, при 40 витках частота 30кГц.
Значит, при 14 витках нужно увеличить частоту до 40вит/14вит*30кГц=86кГц.
При этом, получаем напряжение на выходе, примерно, 120...140В*(40/14)=343...400В.

Маловато... Вам нужно 450В. С учётом выпрямителя и коэффициента заполнения не более 0,45 - порядка 450/0,9=500В.
С учётом снижения напряжения сети на 10%, нужен коэффициент трансформации не менее 500В/135В=3,7.
Первичку, используемую как вторичку, не трогаем - 40 витков.
Для вторички, в качестве первичной обмотки, нужно 40/3,7=11 витков.
Вторичка транса ИБП состоит из 4-х обмоток, включенных последовательно: 3+4+4+3 витков. Значит, используем только один крайний вывод и отвод: 3+4+4=11 витков.

Правда, придётся ещё увеличить частоту инвертора до 40вит/11вит*30кГц=110кГц.

Мда... многовато будет.
Наверно, лучше перемотать трансформатор...

 

DWD: По моему, не правильно реализована схема ограничения тока.
Вы хотите ограничить ток уровнем 5А, а получается - на порядок меньше.

О, про реальную чувствительность входов - не подумал. Микрокап в этом отношении - расслабляет.

DWD: А не проще ли, вместо этой схемы взять готовый комповый ИБП?..
По крайней мере, всё нарисованное на вашей схеме в нём уже есть.

Я думал об этом, но там не только есть все что у меня нарисовано, но и еще много чего такого, что мне нафиг не нужно (от блоков PFC и защит всяких до выходных фильтров). Габариты получаются слишком большими (а вспышка, хоть и студийная - прибор ограниченный в размерах), трудозатраты по расшифровке схемы, перемотки трансформатора и отключения всех ненужных блоков - сравнимы с изготовлением всего с нуля на том же TOP250Y. Только на детальки разобрать, разве что.

Не, на днях нарисую платку с TOP250Y и попробую ее сделать. Сижу, думаю - где толстый намоточный провод (2 мм) взять... Трифиляром мотать, как программа от производителя микросхем рекомендует - геморройно, насколько я понимаю.

 

DWD

Скажем, при 40 витках частота 30кГц.
Значит, при 14 витках нужно увеличить частоту до 40вит/14вит*30кГц=86кГц.

Как бы не так
Индуктивность, как правило, пропорциональна не числу витков, а его квадрату. Поэтому не правильнее ли будет переписать расчет так:
((40вит/14вит)^2)*30кГц=245кГц ?

 

Радист, нет, не правильнее...
Квадратичной зависимостью индуктивность связана только с числом витков, а не c напряжением или частотой.

Грубо говоря, при уменьшении числа витков первички трансформатора, стоит задача сохранить прежним ток холостого хода при заданном напряжении питания. А он определяется не индуктивностью, а требуемым реактивным сопротивлением первички не зависимо от частоты.
В формуле, связывающей индуктивность, частоту и сопротивление, "колёса круглые, а не квадратные"...

Или ещё проще - возьмём формулу, связывающую число витков трансформатора, напряжения и частоты:
w=U/f*x, где "х" - сечение сердечника, индукция и т.д.
Так как напряжение U=w*f*x и оно неизменно, получаем следующую зависимость числа витков и частот разных вариантов:
U=w1*f1*x=w2*f2*x, или:
w1*f1*x=w2*f2*x, где цифрами обозначены исходное число витков первички и частоты инвертора (1) и изменяемое (2).
В результате, для получения новой частоты при изменении витков, преобразуем формулу:
f2=w1*f1*x/w2*x
Набор переменных "х" сокращается, и получаем конечную формулу:
f2=w1*f1/w2=(w1/w2)*f1

Как видим, зависимость линейная - при изменении числа витков обмотки, обратнопропорционально меняется и частота.

Остаётся подставить в формулу данные, полученные ранее:
DWD: Скажем, при 40 витках (w1) частота 30кГц (f1).
Значит, при 14 витках (w2) нужно увеличить частоту (f2) до 40вит/14вит*30кГц=86кГц.

Собственно, частоту можно было бы и не менять, пожертвовав увеличенным током холостого хода...
Это, конечно, плохое решение, но, зато, дополнительно показывающее, что от чего зависит.

 

DWD: Там указано, что "Использование модели требует ограничения в максимальном шаге расчета - 1E-8 или менее".
Я разобрался в причинах нестабильности работы указанной модельки TL494 на малом шаге, доработал задающий генератор и заменил реализацию счетного триггера. Теперь ее можно использовать с максимальным шагом расчета на два порядка больше. При частотах коммутации 100-200 кГц максимальный шаг следует задавать 1E-7 - 3E-7. А на более низких частотах шаг модно увеличивать еще раз в 10.
Моделька Micro-Cap (в формате Spice) и тестовый файл Micro-Cap здесь - http://slil.ru/25357818
Описание модельки здесь - http://microcap.forum24.ru/?1-6-0-00000019-000-0-1-1200338321

Доработать эту модельку для работы с MOП проблем не представляет.

 

Пролетевшие праздничные две недели как-то выбили из моей памяти эту тему, хотя у меня в эти дни и появился конкретный материал.
В последние дни 2007 года мне заказали источник питания на 5 кВ/20 мА. Через несколько дней за ним приехал заказчик и сообщил, что этот источник им нужен для зарядки батареи конденсаторов большой ёмкости до 5 кВ. Меня конечно заинтересовало назначение столь энергетичной ёмкости.
Оказалось, что это работник "Театра занимательной науки". Театр относится к Минобр и устраивает для школьников различные занимательные физические представления. Вот для одного такого физического шоу им и требуется этот источник. Сразу обрисую эксперимент со слов заказчика (сам не проводил и дома этого никогда не сделаю): берётся трёхлитровая банка с водой, в неё вводятся два электрода и через них осуществляется разряд высоковольной банки конденсаторов. Всё. Эффект гарантирован. Банка разлетается в пух вместе с водяными брызгами!
После экзотического отступления - к любимой нами электронике. То, что я сделал, конечно не подходило для зарядки столь большой ёмкости, что я и сообщил заказчику. Посоветовал подключать батарею конденсаторов через высокоомный резистор. На том и разошлись.
В первых числах 2008 года заказчик звонит и сообщает, что блок питания отказал в работе, хотя они и использовали резистор на 20 МОм. Дня через два привозит мне блок для ремонта. Источник был собран по той схеме, что я здесь предлагал ранее: полумост на паре IRF740 без радиаторов, драйвер на IR2153. Выход полумоста нагружен на повышающий трансформатор (Намотан на стержне М400НН длиной 60 мм. Фото в прошлые годы я уже давал), выходная обмотка которого через диодный мост связана с ёмкостью.
Осмотр источника показал, что ничего серьёзного с ним не произошло: выгорел в цепи питания по сети ограничительный резистор. Восстановил его и ввёл в цепь первичной обмотки высоковольтного трансформатора дроссель, который у меня завалялся от ЭПРА. После его добавки источник стал легко работать на КЗ с током, потребляемым от сети, равным току холостого хода. Подбором частоты колебаний выставил напряжение ХХ равным 5 кВ и передал блок заказчику. Через несколько дней последовало письмо с отзывом, что теперь блок работает так, как надо: ёмкость 10 мкФ заряжается до 5 кВ за 67 с и далее напряжение остаётся неизменным. Я порадовлся этому сообщению .

 

Поэкспериментировал с TOP250Y, но результат - практически никакой. Может, конечно, трансформатор кривой получился (программа от производителя не может рассчитать трансформатор на 450 вольт выхода, поэтому рассчитал на 4 обмотки по 100 и одну на 60, а потом объединил все обмотки - на ETD49 получилось 14 витков первичной проводом 1.5мм и две обмотки по 23 витка 0.8, соединенные последовательно).

Самый лучший результат - 1650 мкф заряжает за более чем 20 секунд. Похоже, TOP250Y автоматически рестартится постоянно. Пробовал и без обмотки смещения, подавая чуть более пяти вольт на CONTROL, и с обмоткой... Так и не понял, как его завести в непрерывный режим.

Придется думать над альтернативами.

 
1 2