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.

задача похожа на обычный эл. балласт, только что с трансформаторной развязкой и повышением до соотв. напряжения.

Они все "обычные" Только что сказать то хотели? Любая газоразрядная лампа без балласта не работает. Я тааак дуууумаю

Извиняюсь, впопыхах перепутал с 27 Ом под лампой Но все равно, тормозить датчик тока на время порядка периода - это очень нехорошо, нужно просто взять планарные резисторы.

Извиняюсь, сейчас просто не в состояни перерисовать схему, а исходная раза в три перегружена управляющими цепями, неотделимымми от ядра. Попробую словами.
Это, в принципе, простейший обратноходовой. Транзистор на 200В, коэффициент транса порядка 8-10. ОС по напряжению стабилизирует на 800-900В, для поджига лампы. Когда напряжение падает, ОС вообще не работает, идет режим постоянной мощности: постоянная амплитуда на датчике тока при постоянной частоте (принципиально, что частота достаточно высокая - около 100кГц и выше, это тоже важно для устойчивости разряда). Сделано на 2843, на ней это очень легко реализуется.

В Вашей первой схеме очень интересная идея стабилизации тока через ОС по напряжению. Но: по опыту работы с лампой, у нее характерные времена сравнимы с периодом тактовой частоты, а ВАХ имеет отрицательное диф. сопротивление - поэтому с лампой такая схема может иметь проблемы с устойчивостью. Мы вообще стабилизировали мощность, позволяя току меняться.

Первый вроде ничего. Но микрофарад для лампы многовато, для устойчивости скорее 0,1 (ток будет сильно пульсирующим, но страшного в этом нет).


Ну, и для поддержания пробоя лампы емкость порядка 1 мкф через несколько сотен Ом, а для быстрого его начального заряда диод.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Jun 5 2014, 15:33

тут на 2-х страницах уже все сказано, достоинства и недостатки.
"Обычный балласт" это с питанием переменкой, ограничением тока дросселем, очевидно, что по входу должен стоять пуш, поджиг за счет резонанса.
Что еще требуется разжевывать?

AlexeyW, мне интересен был именно выходной узел, питание лампы и развязка с цепью силового конденсатора.
Не так много информации по этим узлам, то что есть, в основном устаревшие конструкции.
Поясните если можно, что именно Вы имели в виду ?



_gari, мне честно говоря задача показалась достаточно простой. Трудности начались, когда собрал первый рабочий образец...


perfect, Благодарю за идею, возможно паралельно с трансформаторными схемами и этот вариант попробую.

Трансформаторы не нужны, всё можно собрать на покупных дросселях, в среднем за сутки и на коленках, но только если правильно собирать, и покупать предварительно посчитанное.

Для разовых задач в норме экстенсивный подход, т.е. в данном случае вплоть до получить одним преобразователем, например, 75 В, вторым 150 В, а третьим 800 В. Первый вывод из этого — подразумеваются в т.ч. низковольтные транзисторы, а значит, придётся таки позаботиться о вменяемом питании контроллеров.

Пришли дроссели, что заказывал. Например этот http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/749197231.pdf
Все обмотки запараллелены.
Стало получше, но все равно, нужный ток и напряжение не вытягивает. Нагружаю 140 Ом резистором.
Конденсатор с выхода убрал и цепь управления развязал диодами. Синий - затвор, желтый на выходе силового диода.
Вот осциллограмы. Первая без нагрузки, нужное высокое получил умножителем на три.
Вторая с нагрузкой на резистор. Напряжение 90В


Сейчас соберу по такой схеме, но вопрос по красной линии, если включу автотрансформатором схляет или есть какие то подводные камни ?

Сообщение отредактировал ADOWWW - Jun 6 2014, 05:21

Может быть я что-то не так понял, но 1 А и несколько сотен ом... - это ж несколько сотен Ватт! Йо-мойо. Щедро


Не знаю хорошо ли всё на первой осциллограмме, но там Кзап.<0,5, а на второй похоже на то, что я говорил уже. Нужно бороться за устойчивость при Кзап.>0,5 "доплнительной пилой" (slope compensation) на 3-й ноге (есть в application U-97, U-100A и др. на TI). И ещё. Может быть я ошибаюсь, но мне показалось, что выходной диод очень медленно запирается, или это характерно для высоких напряжений (ещё один аргумент в пользу трансформаторных решений ).
По схеме. Умножитель на синусе обычная вещь, а на прямоугольных импульсах, да без ограничения тока - работать может быть и будет, но...Может быть дросселёчек поставить последовательно с выходной обмоткой? Всё зависит от того, что слева от трансформатора.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 6 2014, 06:48

По факту пришлось поставить 100µН
По поводу пилы, попробую. В крайнем случае может другую МС применить?

Умножитель и один диод в параллель - это мысль. Токо я б уменьшил емкости его конденсаторов, чтоб после пробоя через него не разгонялся ток, а шел просто с обмотки. Но эта небольшая емкость все равно будет звенеть с индуктивностью, наверно.

посмотрел тут выложенный пдф и так и не понял откуда там взялось 150В при 1 А. т.к. судя по ВАХ при 1 А имеется что-то около 90В (без вариантов)

Ок, нарисую, только Оркад на компе восстановлю. Но, честно говоря, там все тривиально, Вы разочаруетесь Кстати, Ваша идея разгонять до первичных 900В умножителем - хорошая идея. У нас она тоже была, но ее не реализовали из-за разной специфики, которая тут неактуальна.
Кстати, а как у Вас устроена цепь основного разряда накачки (та, которая на сотниампер)? Она ведь является неотъемлемой частью выходной цепи. Например, этот разряд обычно идет через дроссель, формирующий длительность - и он же является выходным фильтром источника дуги.
Еще раз повторюсь - не пытайтесь стабилизировать ток лампы, это очень сложно реализовать из-за сложного характера поведения лампы.


А в чем проблема? Это импульс длиной в сотни микросекунд, а энергия доли Джоуля. Все в порядке

Сообщение отредактировал AlexeyW - Jun 6 2014, 14:51

С 24V, токи страшные, однако

Вот ещё калькуляторы: http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html

AlexeyW, В принципе все просто, игбт с драйвером, вход ТТЛ, длительность импульса задается с блока управления.
Дроссель пока не считал, думал тупо передрать с уже готового блока. Но он выполняет роль скорее демпфера, про какое формирование длительности Вы говорите ?


_gari, какой именно файл ?

Burner, Вы правы, скорее всего звенеть будет. Хочу поскорее собрать рабочий образец, а потом займусь "прической"

perfect, спасибо за ссылку

Немного смущают советы включить последовательно резистор. Скажем как на схеме симулятора, 150Ом ток 1А = 150Ватт, даже если взять дютисайкел 40% все равно это 60Ватт которые надо рассеять. Причем как только устройство переходит в режим "готов" сразу начнет течь ток, а это может длиться и час и десять...