|
|
  |
Ключевой стабилизатор тока |
|
|
|
Nov 3 2014, 08:07
|

внештатный сотрудник
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401

|
Цитата(SM @ Nov 3 2014, 10:01)  Теперь насчет иллюзии возможности при непрерывном токе его импульсно ограничить. Допустим, у нас на входе имеется некоторое напряжение U, от идеального источника. Допустим, мы питаем некое R, через которое нам необходимо дат ток I, по условию задачи I*R < U. Для достижения цели нам надо, либо, добавить некий R1, чтобы стало I*(R+R1)=U, что есть линейный регулятор, который греется (но реализуем в виде двухполюсника), либо, сделать I*R=D*U, где D - отношение времени открытия ключа к времени закрытия. Исходя из определения самого D, того, что питаемся от источника напряжения (во время мертвого времени мы должны от него отключаться, или пускать ток обратно в него), и требования непрерывности и неизменности полярности тока в контуре, вытекают выше сказанные а) б) и в). ну так а если U-U1=I*R? т.е. последовательно с источником напряжения включен дополнительный источник (или конденсатор) Цитата(SM @ Nov 3 2014, 10:01)  Если мы питаемся от источника тока (идеального), большего, чем требуется, а не от источника напряжения, то тут все вырождается в элементарщину - лишний ток пускать в паузе необходимо только мимо нагрузки, и никак иначе, иначе просто все взорвется от повышения напряжения на источнике, который будет стремиться вдуть туда в паузе полный ток. это если от идеального... а поскольку взять его негде, то вполне можно прерывать ток без взрыва
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 08:18
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 7 946
Регистрация: 25-02-05
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 2 881

|
Цитата(stells @ Nov 3 2014, 11:07)  ну так а если U-U1=I*R? т.е. последовательно с источником напряжения включен дополнительный источник (или конденсатор) Да как ни крути. U-U1=I*R ==> U-(I*R1)=I*R ==> U=I*(R+R1) - без разницы. Все равно надо куда-то деть энергию, произрастающую из U1*I, или она же i^2*R1. В случае с конденсатором, он будет от протекания тока заряжаться, уменьшая ток, но увеличивая на себе напряжение. Далее его надо подразрядить, чтобы повторить цикл. А далее, те же три вышеуказанных а), б), и в), и опять нету четвертого. Цитата(stells @ Nov 3 2014, 11:07)  это если от идеального... а поскольку взять его негде, то вполне можно прерывать ток без взрыва  Ну и опять по кругу заново. Если прервать - значит ток надо где-то еще пустить, так как ток через нагрузку нельзя прерывать по условию, а проводов то - два. Хоть зеленый отрежь, хоть красный - все равно взорвется
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 08:29
|

внештатный сотрудник
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401

|
Цитата(SM @ Nov 3 2014, 11:18)  В случае с конденсатором, он будет от протекания тока заряжаться, уменьшая ток, но увеличивая на себе напряжение. Далее его надо подразрядить, чтобы повторить цикл. А далее, те же три вышеуказанных а), б), и в), и опять нету четвертого. все три пункта не подходят, т.к. ток нагрузки прерываться не будет, он будет уменьшаться при заряде и увеличиваться при разряде
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 08:37
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 7 946
Регистрация: 25-02-05
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 2 881

|
Цитата(stells @ Nov 3 2014, 11:29)  и увеличиваться при разряде Ну вот разрядите его сначала как-то по четвертому, не как сказано в а), б), и в), и не изобретя вечный двигатель (вечно копить энергию внутри двухполюсника, например, переливая ее в дроссель, из дросселя еще куда-то, и т.п., запрещается). А потом продолжим обсуждение.
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 09:14
|

внештатный сотрудник
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401

|
Цитата(SM @ Nov 3 2014, 12:08)  Спасибо за наглядное пособие по реализации пункта в) - греем балласт "R1". если бы мы просто включили этот балласт (5Ом) последовательно с нагрузкой (10Ом), то ток от источника 100В составил бы 6,6А, а в этой схемке он составляет 2,3А или давайте по-другому сравним... допустим, нам нужно получить ток в нагрузке 10Ом от источника 100В в размере 2,3А, тогда просто балласт будет равен 100/2,3-10=33,5Ом, на котором выделится 177Вт... в этой схеме на балласте 5Ом выделится 26Вт собственно говоря, всем известен простой сетевой источник питания с балластным конденсатором, только там перезаряд конденсатора обеспечивается переменным током сети, здесь же мы его перезаряжаем сами
Сообщение отредактировал stells - Nov 3 2014, 10:02
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 13:44
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 7 946
Регистрация: 25-02-05
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 2 881

|
А я и не спорил с тем, что за счет увеличения пульсаций тока в нагрузке можно увеличить КПД - если пульсации тока - ноль, то КПД = КПД линейного преобразования, то есть, греем по максимуму. Если пульсации = 100% (ШИМ без сглаживания), то КПД приближается к 100% за исключением потерь на ключе. Я об этом писал в одном из первых постов. И, даже, конденсатора тут не надо по большому счету для примера - можно сравнить коммутацию тока 0/max и коммутацию тока I/2 / max (где I/2 получается линейным преобразованием), и линейное преобразование. Там все это наглядно видно.
А вот пытаться сглаживать пульсации внутри двухполюсника, не теряя в КПД, бессмысленно, ибо это невозможно.
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 14:29
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 223
Регистрация: 3-03-06
Из: Tomsk
Пользователь №: 14 925

|
Цитата(SM @ Nov 3 2014, 13:01)  в) ток пускать, отбирая его из схемы регулирования где-то, как-то, внутри себя, пусть даже импульсно, отправляя в некий балласт. При этом, исходя из закона сохранения энергии и требования непрерывности тока в контуре, и Кирхгофа, в части того, что сколько в узел втекло, столько и вытекло, будем либо греться, что не годится по условию задачи, либо надо будет накопить внутри себя неограниченное кол-во энергии, что есть упомянутый ранее вечный двигатель. Точно в токовой петле ток регулирует резистор - значит лишнее в тепло, а вам это принципиально. Тогда по третьему варианту - поставить или аккумулятор или суперконденсатор. Главное что-бы прерыватель был, а то внешний ток выключат, а стабилизатор тока будет его удерживать
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 16:26
|
Участник
  
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 2-04-07
Из: Иркутск
Пользователь №: 26 695

|
Цитата(stells @ Nov 3 2014, 18:14)  или давайте по-другому сравним... допустим, нам нужно получить ток в нагрузке 10Ом от источника 100В в размере 2,3А, тогда просто балласт будет равен 100/2,3-10=33,5Ом, на котором выделится 177Вт... в этой схеме на балласте 5Ом выделится 26Вт Я повторил эту схему, чтобы понять, почему вместо 177 Вт на R1 падает лишь 26 Вт. Оказалось всё просто — на "ключевом" транзисторе M1 BSS145 рассеивается более 100 Вт.
|
|
|
|
|
Nov 3 2014, 19:01
|

внештатный сотрудник
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401

|
Цитата(ae_ @ Nov 3 2014, 19:26)  Я повторил эту схему, чтобы понять, почему вместо 177 Вт на R1 падает лишь 26 Вт. Оказалось всё просто — на "ключевом" транзисторе M1 BSS145 рассеивается более 100 Вт. я не рассматривал схему глубоко, она для примера, на ключевом транзисторе, если он действительно ключевой, не может рассеиваться 100Вт меняем транзистор, меньше ватта:
подкорректировал скважность... напряжение на нагрузке примерно 13В, ток 1,3А, мощность на транзисторе в пределах 1Вт, ток через резистор R2 примерно 1А, мощность на нем соответственно 20Вт
Сообщение отредактировал stells - Nov 3 2014, 19:02
|
|
|
|
|
Nov 4 2014, 02:28
|
Участник
  
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 2-04-07
Из: Иркутск
Пользователь №: 26 695

|
Цитата(stells @ Nov 4 2014, 04:01)  1) меняем транзистор, меньше ватта: ... 2) подкорректировал скважность... напряжение на нагрузке примерно 13В, ток 1,3А, мощность на транзисторе в пределах 1Вт, ток через резистор R2 примерно 1А, мощность на нем соответственно 20Вт 1) По транзистору вопрос снят, теперь он ключевой. 2) В установившемся режиме постоянное напряжение на нагрузке 13V, пульсациями можно пренебречь или увеличить ёмкость конденсатора в 10...100 раз, верно? Постоянное напряжение на конденсаторе 100-13 =87V. Импульсный ток R2 = 87V / 20R = 4.35A (без учёта падения напряжения на открытом ключе) Импульсная мощность R2 = 87V * 4.35A = 378 W Средняя мощность R2 = 378W * (3µs/10µs) = 113W Средний ток R2 = 4.35A*(3µs/10µs) = 1.3A = току нагрузки Мощность линейного(не импульсного) балласта 87V * 1.3A = 113W = мощности R2 в импульсном режиме. Всю схему балласта можно заменить 1 резистором 67 Ом.
|
|
|
|
|
Nov 4 2014, 07:16
|

внештатный сотрудник
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401

|
Цитата(ae_ @ Nov 4 2014, 05:28)  1) По транзистору вопрос снят, теперь он ключевой. 2) В установившемся режиме постоянное напряжение на нагрузке 13V, пульсациями можно пренебречь или увеличить ёмкость конденсатора в 10...100 раз, верно? Постоянное напряжение на конденсаторе 100-13 =87V. Импульсный ток R2 = 87V / 20R = 4.35A (без учёта падения напряжения на открытом ключе) Импульсная мощность R2 = 87V * 4.35A = 378 W Средняя мощность R2 = 378W * (3µs/10µs) = 113W Средний ток R2 = 4.35A*(3µs/10µs) = 1.3A = току нагрузки Мощность линейного(не импульсного) балласта = 87V * 1.3A = 113W = мощности R2 в импульсном режиме. Всю схему балласта можно заменить одним резистором 67 Ом. интересно Вы считаете... можно я попроще? Вы правильно посчитали средний ток через R2 - 1,3А, тогда рассеиваемая мощность составит 1,3*20*1,3=33,8Вт а у себя ошибку сами ищите, я ее вижу, но Вам не скажу
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|