Есть индуктивная нагрузка одна 10 мкГн, вторая 50 мГн. Нужно управлять током протекающим через нагрузку в диапазоне от 50 мА до 1 А. С стабилизацией тока.
Есть вариант управления током последовательно включенного регулирующего элемента. Схема имеет очень низкий КПД, так как много рассеивается тепла.
Есть вариант управления током с использованием ШИМ (~500 кГц 10 бит), но достаточно высокие пульсации тока в нагрузке, что очень критично для нагрузки.
Довольно серьезные фильтры ставить нельзя так как нужно менять ток за время <100 мкс и <10 мс соответственно.
Какую схему управления можете порекомендовать применить?

Вы бы написали, что такое много и мало. При 500 КГц шима можно сделать RC фильтр с частотой среза 400 Гц, при этом подавление частоты 500 КГц будет лучше 7е-4, а перестройка за 10 мс будет до 0.98 требуемого значения. Это как?

Может гибридный замутить?, т.е. основное управление это регулирующий элемент, а промежуточный это ШИМ с хорошим фильтром, это что бы повысить КПД
всего тракта. Т.е. здесь будет двойное управление. ШИМ будет подкачивать необходимое напряжение для необходимого тока, а управляющий элемент это точный регулятор. И тогда и быстродействие должно быть хорошим и греться на много меньше будет.

Либо берем несколько источников, например так, чтобы разделить диапазон на 4-8 частей и ставим линейный регулятор с 4-8 проходными транзисторами... тогда получим хорошее быстродействие, более-менее КПД, совершенно никаких пульсаций, но на один общий радиатор повесим гирлянду транзисторов...

По идее, это наилучший вариант, если только с ним получится нужное быстродействие.

А схему линейного регулирования можно использовать схему, как я тут приводил (не пугайтесь названия - на самом деле там просто Трака гадила). Можно добавить дифференциальный член в регулирование.

Это только если уставка будет меняться достаточно редко, а иначе нет смысла.

Вы имеете ввиду много или мало для коэф. пульсаций? 1*10^-4 это уже достаточный результат.


Помоделирую на выходных. Спасибо за идею.



Беда в том, что таких каналов несколько десятков с перспективой увеличения. Поэтому так остро стоит вопрос КПД.

Вы еще не поняли меня. Если разбить диапазон "разницы" входного напряжения на 6-8 частей, то КПД получится вполне приличный. А низкочастотные транзисторы стоят сегодня копейки... Ведь усилитель обратной связи и опора требуется только одна... Да, промежуточные источники будут... Но зато нет никаких пульсаций и наводок. Если это регулятор тока в магнитной линзе, то лучше делать без ШИМов... И если все Ваши каналы имеют общую землю, то это значит, что 6-8 источников дя них будут общие...

Проблема в том, что нужно иметь большое напряжение, чтобы ускорить изменение тока в катушке. Для этого и предполагался ШИМ, который позволил бы уменьшить время перестройки при достаточно хорошем КПД. То есть на катушку подавалось 9 Вольт, а ток управлялся ШИМ. И схема в принципе работает, правда она очень экспериментальная и не стандартная. Присутствует небольшой джиттер фронтов (< +/-20 нс), но он уже оказался критическим.


В целом понял. Спасибо. Обдумаю.

Хм... так может просто источник тока нужен для питания нагрузки?

Управлять ЖИГом непросто.
Про ШИМ забудьте.
Только линейный очень малошумящий источник тока.

Сообщение отредактировал Белый дед - Jan 11 2013, 17:55

Для такого варианта в предлагаемой мной схеме "верхний" транзистор должен переводиться в ключевой режим...
А что касается ШИМ, то там есть 2 режима работы. С быстрым переходным процессом - это релейный регулятор и у него большие пульсации. А другой - с "настоящим ШИМом", там первая постоянная времени задается в цепи ОС и он очень медленно дейстующий. Его полоса пропускания будет на пару порядков ниже, чем частота квантования... Таким образом, если хотите иметь хороший переходный процесс, то с ШИМ его не получите... А если захотите подавлять пульсаций и наставите после ШИМа еще дросселей, то тем более... Единственно что можно сделать - разогнать ток в большом дросселе коротящим ключем и потом его выключить. Тогда на нагрузке будет всплеск напряжения...

Но ведь на индуктивную нагрузку, схема другая. Вы сами какую схему используете в таких случаях?
Когда я разрабатывал, честно говоря, так и не понял динамики ИТ при постановке транзистора стандартно у земли - ставил транзистор над индуктивностью как истоковый повторитель.

Где я говорил про ЖИГ

Как я понимаю сейчас нестабильность не столько из-за пульсаций, а сколько из-за шума питания и джиттера ШИМ. Вот если бы как-то стабилизировать этот ток..
Если не удастся, то конечно придется уходить от ШИМ.