Здравствуйте уважаемые !
Необходимо подискутировать с коллегами ))
Речь идет о питании лампы накачки импульного рубинового лазера. Применена лампа QXF1453 ( ПДФ в аттаче) , запитывается напряжением порядка 600В при токе около 1000А.
Для начала опишу работу для понимания вопроса ))
Для уменьшения износа электродов и повышения стабильности времени вспышки применен метод предварительного пробоя канала.
К лампе прикладывается напряжение около 800-900В и подается поджигающий импульс ( 25кВ ), после пробоя напряжение
понижается до 100-150В и поддерживается ток через канал в районе 300-1000мА (зависит от конкретного типа лампы). Процесс называется Simmern.
Визуально виден как тлеющий разряд. Для вспышки на лампу через IGBT ключ замыкается заряженный до определенного напряжения конденсатор.
Вот в принципе кратко весь процесс.
Собственно хотел обсудить питание Зиммера.
Собрал на 3843 простейший Boost, в холостом режиме поднимает напряжение до 800В (регулируется), при пробое канала, через цепь
контроля тока (шунт в цепи минуса лампы) стабилизирует ток в районе 300мА (регулируется от 100мА-300мА) , напруга 120В. Испытания провожу на резисторе в качестве нагрузки.
Все в принципе работает. Но при попытке пересчитать дроссель на 1А выходного тока при 150В, по факту не могу выжать больше 350мА, напряжение под нагрузкой просидает.
Во первых, хотелось бы пососветоваться по поводу схемы на 3843, на обратноходовых БП она применяется и на довольно больших мощностях. Почему не могу поднять мощность ?
Есть особые требования к транзистору или диоду ? Микросхему драйвера другую применить ?
Высокое напряжение не проблема, в крайнем случае могу умножитель поставить, там не требуется большого тока. Мне надо именно 150в 1А получить.
Схему того что собирал пока в Альтиум не перенес, чуть позже выложу.

Однако, одно из предположений уже работает. Датчик тока R11=0,5 Ом, напряжение на 3-й ноге=1 В, максимальный ток преобразователя=1/0,5=2 А.
Это означает, что максимальная мощность преобразователя по оценке не более 24В*2А=48 Вт, что близко к Вашему результату 120В*0,35А=42Вт.
Так что дроссель пока не причем, как мне кажется. Может что скажете?
Не понятно, что у Вас за Q1? Какого типа? Это тоже может иметь значение. И ещё соотношение Uвых/Uвх очень велико, что может приводить к большим потерям в преобразователе.
Ещё один интересный момент, выходная вольт-амперная характеристика Boost-а имеет по всей протяжённости отрицательный уклон, что в совоокупности с отрицательным наклоном В-А-характеристики дуги может создавать Вам неустойчивость, но это только из области - может быть, но проверить надо.
К сожалению все рассуждения напрасны, но Вы сами виноваты - на схеме R11=0,5 Ом

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 4 2014, 12:57

Поддерживающий разряд горит током до ампера. Для его поджига нужно напряжение до 900 вольт, которое потом упадёт до 150. Какой ток должен протечь для поджига поддерживающего разряда? Таки надо ток с пяти микрофарад заряженных до 800-900 вольт - на поджиг поддерживающего разряда?

Кстати, это чем-то напоминает зажигание люминесцентной лампы с перегоревшими нитями накала

Сообщение отредактировал perfect - Jun 4 2014, 13:03

Так у 3842 опора на токовом входе - 1В http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uc3842.pdf , почему пишете 500мВ?

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 4 2014, 13:14

Стандартные параметры для импульсной лампы на 4-5 мм диаметром и с промежутком 30-40 мм.

Мы это делали на обратноходовом, на 2843, и отлично получилось. Работает преобразователь в режиме стабилизации мощности.

Посмотрел схему - Вы сильно неправы, подключив к аноду большую емкость напрямую. Это приведет к нестабильности дуги, она будет срываться. Эту емкость, которая работает при пробое лампы, следует отделить диодом и сопротивлением (это и электроды сбережет от ненормированно большого тока разряда емкости). Для успешного поджига лампы достаточно тока с емкости порядка 1-3 А, да и емкости достаточно намного меньшей.

И еще не понял, для чего так чудовищно замедлен датчик тока - там должны быть сотни пикофарад от пичков, а тут торможение на 10 мкс.

Имелась ввиду работа со смещением (от опорного), можно уменьшить и до 100 мВ, например.

Может быть потому, что резистор датчика тока проволочный?


По схеме же нет смещения. А уменьшить то, конечно, можно, только нужно учитывать температурную нестабильность этой опоры и точность установки, а они ой какие... http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uc3842.pdf

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 4 2014, 14:16

Все равно его индуктивность не более 1-2 мкГн, и постоянная времени L/R сотня наносекунд.

С арифметикой у нас туго Вообще то: 1мкГн/0,055Ом= 18,2 мкс. Думаю, что реально паразитная индуктивность проволочного резистора значительно меньше, но постоянная времени, всё равно - единицы мкс.



Причина может быть и в этом. В данном случае работаете с Кзап. около 1 (в отличие от низких выходных), режим безразрывного потока, а в этом случае никто не отменял необходимость дополнительной пилы (slope compensation) на 3-ю ногу, и это независимо от типа преобразователя. Ну, либо перейти в режим разрывного потка.
Согласен с Plain, что разводка не очень, поэтому и частота не постоянна, колеблется из-за помехи на 4-й ноге, особенно при Кзап. близких к 1.

Доброго дня !

По датчику тока. Я применял разные транзисторы, соответственно менял и токовый резистор. Отсечка по превышению тока
на осциллограме видна, когда до нее доходит дело. В данный момент, этого вообще не происходит.
Думаю проблема в маленьком сердечнике дросселя, на что и Plain указал. Я еще вчера заказал пару новых для эксперемента.
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/760804310.pdf
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/760805410.pdf
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/749196540.pdf
Думаю габаритной мощности должно хватить.

AlexeyW, мне очень интересно было бы поглядеть на Вашу схемку, если возможно конечно, можно и в личку.
На счет ёмкости, согласен, сначала у меня там 23мкф стояло. Скорее всего ее уменьшу до 0,1 мкф. При поджиге дуга часто срывается и требуется повторные попытки.

На счет ёмкостей на схеме, я там вчера один и тот же конденсатор скопировал, только ошибочно, там стоят С3; С7 и С8 1000пФ Х 100В Уж извините, я сейчас номиналы причешу и выложу.

MikeSchir, и правда, 1 вольт, я то же от 0,5 считал. Честно говоря даже не знаю почему. Наверно где то с другой МС отложилось
Транзистор и диоды не указанны, поскольку применял различные. Правда специально не заказывал, брал что было в коробочке )))
Сейчас стоит http://www.farnell.com/datasheets/1689952.pdf
там напрежение 800В, и немного слабоват, но сейчас я уменьшил холостое до 400В, главное получить что то на 150ти вольтах ))
Хотя в 3843 стоит драйвер до 1А (по даташиту) но она реально греется даже на транзисторах с достаточно малой емкостью затвора.
На счет разводки, так само собой, на макетке собранно. Правда учитывая требования, соплей нет, элементы СМД с минимальными расстояниями.


Добавил схему того что лежит сейчас на столе )))

Вот еще такой стоял http://www.infineon.com/dgdl/IPA90R340C3_1...11b8cc90e320fa6
самые лучшие результаты были. Только очень "звенит" и греется соответственно.

Подскажите, что лучше применить.

Сообщение отредактировал ADOWWW - Jun 5 2014, 03:01

Делали подобное устройство очень давно. Согласен, что конденсатор параллельно лампе - это неправильно. Может быть разделить диодами цепи сразу от вывода дросселя: одна на конденсатор С5 с подгрузкой (эта цепь нужна только для фиксации максимального напряжения) и обратной связью по напряжению, другая через диод на лампу. Дугу, наверное, не важно каким током жечь постоянным или пульсирующим 100кГц? А до лампы "доставлять" по коаксиалу.

Да, транзистор слабоват, конечно, прямое падение на нем несколько вольт и на затворе напряжение почти все 24 В, потому, наверное и греется МС (резистор R5=10 Ом, и пик тока может достигать более 2-х ампер). Конденсатор по питанию МС (С6), мне кажется маловат, пульсация на нём, наверное несколько вольт, это может быть источником помех для работы МС.

MikeSchir, благодарю за помощь !
В принципе лампе всеравно, постоянным или пульсирующим током ее питать, по аналогии с готовыми устройствами
там постоянка с пилой по верху.
Вот осциллограма, как то сфоткал на серийном образце.

По поводу транзистора, что можете посоветовать ? Я хотел применить отдельный драйвер, что то типа этого :
http://www.farnell.com/datasheets/1648610.pdf или http://www.farnell.com/datasheets/60307.pdf

По драйверам не посоветую, потому что стараюсь их не применять, а если применяю то, как правило, для управления мостом (верхний нижний).
По транзисторам я бы начал с другого, с отказа от топологии boost. Boost при Кзап.>0,5 (в Вашем случае >0,85) рождает очень противоречивые требования к транзистору (требуется большое напряжение сток-исток, и желательно маленькое Rdson), но к сожалению так не получается. Например у IR до 300В сопротивление канала - десятки милиом, а выше уже единицы ом, да и удругих фирм похожая ситуация. Если и есть что-то, то очень дорого. AlexeyW уже говорил о примнении флая, можно применить и другие топологии с трансформатором, мы в своё время применяли пушпул (ещё на биполярных ) с дросселем на выходе выпрямителя. там, как раз и получалась такая картинка тока как в Вашем посте. Главный результат - можно применить менее высоковольтные транзисторы. Конечно, схема сложнее, есть свои проблемы, но результат ближе. Я так дууумаю

Абсолютно согласен с критикой, но Буст привлек простотой моточных изделий. Трансформатор по выходу
решает множество проблем, например развязывает земли, но на такую мощность стоит не мало и придется заказывать, готового пока не нашел.
Конечно было бы приятнее добить этот вариант и только в случае тотальных сложностей переходить на трансы. Хотя и "правильные" транзисторы то же стоят около двацатки евро.
Много раз собирал преобразователи на SG3525, с полумостом на выходе. Достаточно надежная МС.
Надо попробывать. Придут те трансы, что заказал, попробую различные варианты запитки.

Поумал, что в принципе ничто не мешает занятся и трансформатором.
Заказал для эксперементов еще и такой, будет готов на след. неделе.
Аттачу вариант выхода. И еще один. Покритикуйте


Немного смущает необходимость подгружать источник 800В пробитым каналом, резистор первого варианта посчитал лишь по току.
Как будет вести себя лампа , незнаю. Умножитель то же надо бы резистором разгрузить...

Сообщение отредактировал ADOWWW - Jun 5 2014, 09:32

Ещё резонансом можно поднять напряжение.

 oscillator.rar ( 2.48 килобайт ) Кол-во скачиваний: 46

Потребляемый ток после пробоя выставляется L2 C7 - больше L2_меньше_C7 (но на частоту 50kHz здесь) = меньше ток.
Разрядник пробивает высоким напряжением в L3 и после пробоя лампы не работает. Мощность и прочие параметры этого узла не знаю какие надо, нарисовано просто так.
Что происходит в процессе поджига, как там должен нарастать ток тоже не знаю.
С низкого напряжения наверное пуш-пулл с трансформатором надо вместо полумоста с 300V.

Сообщение отредактировал perfect - Jun 5 2014, 10:49