Мощный стабилизатор тока

В общем наклевывается такая проблема - контроль прямого падения на некоторой цепи при токе 150+/-1А. Вторая проблема - прибор должен быть переносным и втономным по электропитанию.

Идея моя такова:
Преобразователь, питаясь от аккумулятора заряжает батарею конденсаторов (неспешно), затем она разряжается на исследуемый участок цепи через стабилизатор тока, который в течении короткого времени удерживает ток в цепи равным 150+/-1А, в то-же время формируется сигнал на запуск импульсного вольтметра, который успевает зафиксировать падение напряжения до того как ток , из-за разряда конденсаторов упадет ниже 150А.

Максимальное напряжение на исследуемой цепи с учетом переходных сопротивлений системы подключения и кабелей при 150А = 10 вольт, непосредственно на точках измерения падения не более 3 вольт.

Вопрос в реализации стабилизатора тока. С одной стороны - стабильная работа при запуске (без выбросов тока более 10% (они могут разрушить цепь), удержание стабильного тока в течении времени, достаточном для преобразования напряжения вольтметром (тип тоже стоит выбрать).

Линейный вроде проще (проблема теплоотвода не очень актуально - мощность рассеивается не более нескольких сот миллисекунд. Ну КПД не высок, для получения нужного времени надо или увеличивать емкость конденсаторной батареи, либо повышать на ней напряжение.

ШИМ (понижающий) очень интересен - можно относительно небольшую емкость заряжать до 300 вольт, но стабильность особенно в режиме запуска ???

Комбинация - понижающий ШИМ стабилизатор дает стабильно питание для стабилизатора тока - позволяет вроде как выжать из конденсаторов максимум.

По ШИМ еще вопрос в реализации ключа , работающего при высоком напряжение 300 вольт (для простоты разработки предпологаетс применить промышленный преобразователь 12-220 вольт (от него-же вольтметр кормиться).

В общем у кого какие идеи ?

Вообще-то говоря, если в исследуемой цепи нет значительных реактивностей, то стабилизировать ток не обязятельно. Достаточно синхронно измерить напряжение и ток на измерительном резисторе (например, на соединительном проводе). Или измерить напряжение в двух моментах времени. Далее расчитывать по формуле для экспоненты.

Параметры цепи неизвестны, но с 70% уверенностью - это банальный переход им. тоа Шоттки. НО - вольтметр измеряет напряжение конечный промежуток времени. Хороший УВХ я не сделаю и не смогу метрологически апттестовать. Допустимо приенение только одобренного Ростестом измерительного прибора со всеми поверками. Им-же при повторном импульсе контролируется ток посредством поверенного и одобренного шунта.

Делал подобное устройство. Под управлением МК PIC16F628. Конденсатор 4800 мкфх80 В заряжался током около 1 А в течении примерно 15 с. При достижении заданного (регулируемого) напряжения, МК отключал заряд, включал разряд конденсатора через линейный стабилизатор на MOSFEET. Стабилизатор с выходным напряжением 50 В нагружен на резистор 0,5 Ом (ток 100 А). Ток проходил по измерительному участку с низким сопротивлением (менее 1 миллиОм), снималось падение напряжения, усиливалось и проводилось сравнение с заданними границами компараторами МК. Затем МК в зависимости от результата сравнения включал светодиод - МЕНЬШЕ НОРМЫ, НОРМА, БОЛЬШЕ НОРМЫ.
Длительность импульса разряда была около 2 мс. Короче не получалось из-за переходных процессов на фронтах. Из-за этого емкость конденсатора меньше нельзя сделать. Заданная ТУ погрешность 10 %. Поэтому усилитель сделан самый простой.
Метрологическая аттестация разделялась на 2 этапа:
1й - Измерение выходного напряжения стабилизатора и токозадающего резистора (по закону Ома расчёт тока);
2й - подача с генератора импульсов прямоугольных импульсов регулируемой амплитуды на вход усилительной части - для проверки и настройки границ включения светодиодов.
И ещё:
На выставке Электроника и Транспорт в 2005 году говорил с разработчиком из СПб, который разработал батарейное устройство для измерения сопротивления стыков рельсов. Ток тоже большой, точность - единицы микроОм. Низкая цена, простота пользования, высокая точность и компактные размеры прибора впечатляют.

Скажите, Wladimir_TS, а до сего времени это как-нибудь делалось? Если делалось, то есть и утвержденная методика поверки. В конце-концов, поверять придется все, независимо от...
P.S. УВХ есть и промышленные. Кроме того приличные АЦП имеют УВХ и внутре.

Делалось на стационарной установке с использованием 3х фазного ЛАТРа , 3х фазного понижающего трансформатора с выпрямителем, LCфильтром и балластным сопротивлением. Ток устанавливался вручную по контрольному амперметру с точностью +/- километр из-за нагрева исследуемой цепи.

АЦП применять не хочется - с метрологией замучаюсь - промышленный импульсный вольтметр.

prorad: prorad ◊
сегодня, 10:50
Делал подобное устройство.

А не могли-бы вы поделиться схемой стабилизатора тока. Уж управление сам сделаю с зарядной системой, а вот со стабилизатором сложновато.

prorad: Конденсатор 4800 мкфх80 В заряжался током около 1 А в течении примерно 15 с. При достижении заданного (регулируемого) напряжения, МК отключал заряд, включал разряд конденсатора через линейный стабилизатор на MOSFEET.

Насколько помню физику (и личный опыт подтверждает эту формулу)
CV=IT
? странное равенство 0,384=15
За 15секунд, этот кондер (заряжаемый постоянным током 1а) достигнет всего 3000в.
Ох и бабахнет!

Скорее всего от источника напряжения с ограничением тока 1им ампером заряжают.

Wladimir_TS: Скорее всего от источника напряжения с ограничением тока 1им ампером заряжают.
Возможно.
Я процитировал написанное.

А по вашей, интересной задаче, соображения таковы:
Wladimir_TS: Максимальное напряжение на исследуемой цепи с учетом переходных сопротивлений системы подключения и кабелей при 150А = 10 вольт,
То есть, мощность более 1,5квт/кпд всех преобразований.

Переносный и автономный, значит должно быть минимальное время измерения.
Первое, найти измеритель за минимальное время, меньше 10мс, желательно много меньше.
Тогда джоулей 20-30, должно хватитью.
Это 1000мкф*300в, в принципе не много, меньше чем для фотовспышки на ИФК120 .

Интересен вариант "катушка зажигания наоборот"--разряжаем кондер на индуктивность (контролируя ток) разрываем цепь при заданном, в понижающей вторичке ток через исследуемый диод (типа флай), это если нужно исследовать p-n переходы.
Если измерителем, будет служить цифровой скоп...
Все сильно упрощается.

Для того и стоит накопительный конденсатор, что бы не городить преобразователь на полтора киловатта. За счет короткого времени измерения и длительной к нему подготовки. Ориентировочно хватит 60 ватт. (процентов 60 на питание вольтметра).

Цифровой осцилл - это
а) Дорого.
б) Из-за типично 8ми битного АЦП точность измерения маловата.

"Катушка зажигания наоборот" имеет на выходе импульс тока не совсем прямоугольной формы (скорее пилообразной), да еще и выброс напряжения отрицательной полярности, что строжайше недопустимо - пробьет нахрен исследуемую структуру (диод Шоттки в первом приближении).