|
Ток утечки диода |
|
|
|
Jul 20 2006, 13:09
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 5-07-05
Пользователь №: 6 553

|
Цитата(DS_ @ Jul 20 2006, 16:52)  А раздобыть пьезотрансформатор там же, где Вы изделия на МКП берете ? Обычно это все рядом имеется. У меня стоит задача сделать это без пьезотрансформатора. На нем тоже будет. В любом случае, есть несколько проектов, где это скоро понадобится (счетчик гейгера, и разные другие датчики).
|
|
|
|
|
Jul 20 2006, 13:15
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Цитата(Concorde @ Jul 20 2006, 16:47)  Возникает проблема зависимости выходного напряжения от напряжения питания (2.7 .. 3.6В). Если учитывать и это, схема прилично усложнится. По компонентам - это практически одно и тоже. В кач-ве регулятора используется MSP430. Т.к. он нужен в любом случае (обрабатывать сигнал) - выигрыша никакого нет (если я чего-то не упустил). Т.е. Вы не предполагаете заводить ОС по напряжению? Тогда ой  . А с ОС контроллер вполне может и поШИМить - перекачка заряда в фильтрующую емкость все равно будет занимать *дцать циклов преобразователя. Т.к. Вам не требуется высокая точность поддержания выходного напряжения, ОС можно завести на вход компаратора, и реализовать программный гистерезис. На габаритах умножителя проиграете, зато выиграете на простой конструкции транса. И на стоимости, если это актуально.
|
|
|
|
|
Jul 20 2006, 13:56
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 5-07-05
Пользователь №: 6 553

|
Цитата(xemul @ Jul 20 2006, 17:15)  Цитата(Concorde @ Jul 20 2006, 16:47)  Возникает проблема зависимости выходного напряжения от напряжения питания (2.7 .. 3.6В). Если учитывать и это, схема прилично усложнится. По компонентам - это практически одно и тоже. В кач-ве регулятора используется MSP430. Т.к. он нужен в любом случае (обрабатывать сигнал) - выигрыша никакого нет (если я чего-то не упустил).
Т.е. Вы не предполагаете заводить ОС по напряжению? Тогда ой  . А с ОС контроллер вполне может и поШИМить - перекачка заряда в фильтрующую емкость все равно будет занимать *дцать циклов преобразователя. Т.к. Вам не требуется высокая точность поддержания выходного напряжения, ОС можно завести на вход компаратора, и реализовать программный гистерезис. На габаритах умножителя проиграете, зато выиграете на простой конструкции транса. И на стоимости, если это актуально. ОС по напряжению будет. Такой вариант мне в голову не приходил, спасибо  . Правда, анализ получается сложнее. Если опираться на low-leakage диоды (скажем, BAS116) при Vrm = 75V, то понадобится 5 каскадов для Vin=32,5V * 10 = 325V. По потерям в статике: правильно ли расчитываю, что потери будут равны Ir диода плюс ток утечки через 5 последовательно соединенных конденсаторов ?
|
|
|
|
|
Jul 22 2006, 16:34
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Цитата(Concorde @ Jul 20 2006, 17:56)  ОС по напряжению будет. Такой вариант мне в голову не приходил, спасибо  . Правда, анализ получается сложнее. Ну измерить напряжение, по-моему, не так уж и сложно  . Зная ток потребления ФЭУ, токи утечки, допустимые Umin и Umax и желательный период измерения напряжения, Вы можете рассчитать потребную емкость конденсатора фильтра. Исходя из емкости конденсатора фильтра Вы можете рассчитать соотношение емкостей конденсаторов умножителя с емкостью конденсатора фильтра, задав необходимое число циклов умножителя для заряда емкости фильтра от Umin до Umax. Или наоборот  . При этом напряжение можно будет измерять не слишком часто. Цитата Если опираться на low-leakage диоды (скажем, BAS116) при Vrm = 75V, то понадобится 5 каскадов для Vin=32,5V * 10 = 325V. По потерям в статике: правильно ли расчитываю, что потери будут равны Ir диода плюс ток утечки через 5 последовательно соединенных конденсаторов ? имхо, утечка конденсаторов будет существенно меньше утечки диодов (зависит, конечно, от конденсаторов  ). В предположении, что напряжения на диодах равны, получается для одного диода Ur=Uin/(кратность умножителя + 2). Это я добавил 1 диод на конденсатор фильтра. Модели для BAS116 не нашел. С утроителем на BAS45A (5 диодов) при 85 С получился Ir=190 nA, чему я не очень-то верю. Похоже, модель для BAS45A не слишком адекватная  . Сижу и думаю, что проще - провести натурный эксперимент или найти правильную модель?
|
|
|
|
|
Jul 22 2006, 19:34
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 5-07-05
Пользователь №: 6 553

|
Цитата(xemul @ Jul 22 2006, 20:34)  Ну измерить напряжение, по-моему, не так уж и сложно  . В целом, нелегко. Страшны токи утечки платы (пришлось ставить резисторы общим сопротивлением 10 ГОм). Придется все заливать компаундом. Цитата Зная ток потребления ФЭУ, токи утечки, допустимые Umin и Umax и желательный период измерения напряжения, Вы можете рассчитать потребную емкость конденсатора фильтра. Исходя из емкости конденсатора фильтра Вы можете рассчитать соотношение емкостей конденсаторов умножителя с емкостью конденсатора фильтра, задав необходимое число циклов умножителя для заряда емкости фильтра от Umin до Umax. Или наоборот  . При этом напряжение можно будет измерять не слишком часто. Много неизвестных получается. Керамику ставить опасно, утечки большие. Пленочные - большие по размеру. На данных момент собрал обратноходовик (правда без low-leakage диодов). На выходном конденсаторе 0,1 uF утечка выходит примерно 10В на секунд 10-15. BTW, не подскажет ли кто-нибудь, как можно не сложно измерить ток потребления ? В статике (порядка микроампер) и в динамике (десятки миллиампер). Т.к. время разряда до след. накачки получается секунд 20-25, не соображу, как это сделать (сглаживающие конденсаторы по питанию не шибко помогают). Собирать измерительную установку лениво. Может есть готовая измерительная головка на микроамперы/миллиамперы для осциллографа ? Цитата В предположении, что напряжения на диодах равны, получается для одного диода Ur=Uin/(кратность умножителя + 2). Это я добавил 1 диод на конденсатор фильтра. Модели для BAS116 не нашел. С утроителем на BAS45A (5 диодов) при 85 С получился Ir=190 nA, чему я не очень-то верю. Похоже, модель для BAS45A не слишком адекватная  . Сижу и думаю, что проще - провести натурный эксперимент или найти правильную модель?  Общий ток для диодов выходит один. Для Vout = 300V, Vin=3V, приведенный ток утечки (Ir=190nA) по питанию составит 19uA. Основные потери, в общем-то. Для BAS116 Ir=<1nA при 85C (типичный). Но он жутко медленный, надо понижать частоту умножителя. Понизишь - надо увеличивать емкость конденсаторов. У больших конденсаторов (керамика) больше утечка. Замкнутый круг
|
|
|
|
|
Jul 23 2006, 13:02
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Цитата(Concorde @ Jul 22 2006, 23:34)  Цитата(xemul @ Jul 22 2006, 20:34)  Ну измерить напряжение, по-моему, не так уж и сложно  . В целом, нелегко. Страшны токи утечки платы (пришлось ставить резисторы общим сопротивлением 10 ГОм). Придется все заливать компаундом. Вы меня пугаете. Вам тогда придется еще использовать и повторитель на ОУ с соответствующим входным током. Проще включать делитель только на время измерения. Если устройство не предполагается использовать под водой  , имхо, достаточно эффективно уменьшить ток утечки можно будет, используя защитные кольца/полосы на каждой ступени умножителя и покрытие платы подходящим лаком. Цитата Цитата Зная ток потребления ФЭУ, токи утечки, допустимые Umin и Umax и желательный период измерения напряжения, Вы можете рассчитать потребную емкость конденсатора фильтра. Исходя из емкости конденсатора фильтра Вы можете рассчитать соотношение емкостей конденсаторов умножителя с емкостью конденсатора фильтра, задав необходимое число циклов умножителя для заряда емкости фильтра от Umin до Umax. Или наоборот  . При этом напряжение можно будет измерять не слишком часто. Много неизвестных получается. Керамику ставить опасно, утечки большие. Пленочные - большие по размеру. На данных момент собрал обратноходовик (правда без low-leakage диодов). На выходном конденсаторе 0,1 uF утечка выходит примерно 10В на секунд 10-15. Увы, пленочные. В выходном фильтре лучше будет смотреться полипропиленовый (см., н-р, EPCOS MKP), а в умножителе достаточно будет обычных полиэстеровых ( EPCOS MKT). Пленочных SMD с ходу как-то не нашел. Цитата BTW, не подскажет ли кто-нибудь, как можно не сложно измерить ток потребления ? В статике (порядка микроампер) и в динамике (десятки миллиампер). Т.к. время разряда до след. накачки получается секунд 20-25, не соображу, как это сделать (сглаживающие конденсаторы по питанию не шибко помогают). Собирать измерительную установку лениво. Может есть готовая измерительная головка на микроамперы/миллиамперы для осциллографа ? Дык на резисторе по земле. Или я чего-то не понимаю? Цитата Цитата В предположении, что напряжения на диодах равны, получается для одного диода Ur=Uin/(кратность умножителя + 2). Это я добавил 1 диод на конденсатор фильтра. Модели для BAS116 не нашел. С утроителем на BAS45A (5 диодов) при 85 С получился Ir=190 nA, чему я не очень-то верю. Похоже, модель для BAS45A не слишком адекватная  . Сижу и думаю, что проще - провести натурный эксперимент или найти правильную модель?  Общий ток для диодов выходит один. Для Vout = 300V, Vin=3V, приведенный ток утечки (Ir=190nA) по питанию составит 19uA. Основные потери, в общем-то. Для BAS116 Ir=<1nA при 85C (типичный). Но он жутко медленный, надо понижать частоту умножителя. Понизишь - надо увеличивать емкость конденсаторов. У больших конденсаторов (керамика) больше утечка. Замкнутый круг  Опять же не понял. Характеристики у BAS116 лучше, чем у BAS45. При 85 С и Vr=75 V Ir<0.6 nA. Т.к. для BAS116 RMS Reverse Voltage = 60 V, придется делать умножитель на 4 (6 диодов). Соответственно, на диоде Vr получается 55 V. При этом можно использовать конденсаторы на 63 V. Частоту я бы по любому ограничил на 20-30 кГц. И использовал бы (квази)резонансный ПНН (преобразователь с переключением при нулевом напряжении). А емкости в умножителе в таком случае придется считать из требуемого времени/числа циклов заряда выходного фильтра от Vmin до Vmax.
|
|
|
|
|
Jul 23 2006, 17:22
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 5-07-05
Пользователь №: 6 553

|
Цитата(xemul @ Jul 23 2006, 17:02)  Вы меня пугаете. Вам тогда придется еще использовать и повторитель на ОУ с соответствующим входным током. Проще включать делитель только на время измерения. Если устройство не предполагается использовать под водой  , имхо, достаточно эффективно уменьшить ток утечки можно будет, используя защитные кольца/полосы на каждой ступени умножителя и покрытие платы подходящим лаком. А включать его чем ? И как ? Если воткнуть ключ снизу (проще включать) - возникает вопрос утечки через ключ. Плюс, все равно надо снимать напряжение с делителя и в момент когда он выключен, там будет потенциал Vout. Плюс высоковольтный транзистор (большой размер). Проще вотнкуть любой дешевый операционник с малым потреблением с FET-входом. Ток смещения в 100pA (макс по температуре) вносит не шибко большую ошибку. Цитата Увы, пленочные. В выходном фильтре лучше будет смотреться полипропиленовый (см., н-р, EPCOS MKP). Примерно такой и поставил. Цитата Дык на резисторе по земле. Или я чего-то не понимаю? Или большой резистор придется ставить (большое падение при большом потреблении) или мерять микровольты (скажем, при резисторе 1Ом). Склоняюсь к последнему варианту, но ломает собирать усилитель к нему. Вдобавок, тогда уже мерять верхнее плечо питания, что бы можно было параллельно на осциллографе смотреть другие процессы (относительно земли). Вот и интересно, может уже есть готовый девайс для этого ? Цитата Опять же не понял. Характеристики у BAS116 лучше, чем у BAS45. При 85 С и Vr=75 V Ir<0.6 nA. Т.к. для BAS116 RMS Reverse Voltage = 60 V, придется делать умножитель на 4 (6 диодов). Соответственно, на диоде Vr получается 55 V. При этом можно использовать конденсаторы на 63 V. Частоту я бы по любому ограничил на 20-30 кГц. И использовал бы (квази)резонансный ПНН (преобразователь с переключением при нулевом напряжении). А емкости в умножителе в таком случае придется считать из требуемого времени/числа циклов заряда выходного фильтра от Vmin до Vmax. У BAS116 куча энергии будет уходить на заряд восстановления. Вот я к чему. Медленный он очень.
|
|
|
|
|
Jul 24 2006, 16:25
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Цитата(Concorde @ Jul 23 2006, 21:22)  Цитата(xemul @ Jul 23 2006, 17:02)  Вы меня пугаете. Вам тогда придется еще использовать и повторитель на ОУ с соответствующим входным током. Проще включать делитель только на время измерения. Если устройство не предполагается использовать под водой  , имхо, достаточно эффективно уменьшить ток утечки можно будет, используя защитные кольца/полосы на каждой ступени умножителя и покрытие платы подходящим лаком. А включать его чем ? И как ? Если воткнуть ключ снизу (проще включать) - возникает вопрос утечки через ключ. Плюс, все равно надо снимать напряжение с делителя и в момент когда он выключен, там будет потенциал Vout. Плюс высоковольтный транзистор (большой размер). Мдя... С утечкой транзисторов действительно беда. Приводится, конечно, максимальное значение, но уж очень оно максимально  . Цитата Проще вотнкуть любой дешевый операционник с малым потреблением с FET-входом. Ток смещения в 100pA (макс по температуре) вносит не шибко большую ошибку. Только через делитель придется гнать на порядок больший ток. Цитата Цитата Дык на резисторе по земле. Или я чего-то не понимаю?
Или большой резистор придется ставить (большое падение при большом потреблении) или мерять микровольты (скажем, при резисторе 1Ом). Склоняюсь к последнему варианту, но ломает собирать усилитель к нему. Вдобавок, тогда уже мерять верхнее плечо питания, что бы можно было параллельно на осциллографе смотреть другие процессы (относительно земли). Вот и интересно, может уже есть готовый девайс для этого ? Поставить два резистора параллельно, меньший по номиналу подключать ключом с управлением от контроллера когда поднимается потребление. Цитата Цитата Опять же не понял. Характеристики у BAS116 лучше, чем у BAS45. При 85 С и Vr=75 V Ir<0.6 nA. Т.к. для BAS116 RMS Reverse Voltage = 60 V, придется делать умножитель на 4 (6 диодов). Соответственно, на диоде Vr получается 55 V. При этом можно использовать конденсаторы на 63 V. Частоту я бы по любому ограничил на 20-30 кГц. И использовал бы (квази)резонансный ПНН (преобразователь с переключением при нулевом напряжении). А емкости в умножителе в таком случае придется считать из требуемого времени/числа циклов заряда выходного фильтра от Vmin до Vmax.
У BAS116 куча энергии будет уходить на заряд восстановления. Вот я к чему. Медленный он очень. Да вроде бы не так все страшно. При If=10 мА заряд переключения одного диода составит max 3 нКл. А в умножителе, если полуцикл заряда конденсаторов завершен, диоды будут закрываться от If=0.
|
|
|
|
|
Jul 24 2006, 17:32
|
Участник

Группа: Свой
Сообщений: 56
Регистрация: 5-07-05
Пользователь №: 6 553

|
Цитата(xemul @ Jul 23 2006, 17:02)  Мдя... С утечкой транзисторов действительно беда. Приводится, конечно, максимальное значение, но уж очень оно максимально  . Только через делитель придется гнать на порядок больший ток. На два порядка. 10nA (для ошибки 1%), сравнимо с токами утечки диодов/конденсатора. Немного, в целом. Цитата Поставить два резистора параллельно, меньший по номиналу подключать ключом с управлением от контроллера когда поднимается потребление. Резюме - готового нет.. Жаль. Придется городить самому. Беда в том, что стоит конвертор в pulse-skipping mode, не поймешь, когда он надумает включиться. Цитата Да вроде бы не так все страшно. При If=10 мА заряд переключения одного диода составит max 3 нКл. А в умножителе, если полуцикл заряда конденсаторов завершен, диоды будут закрываться от If=0. Ну, не знаю. По моим расчетам, получается 15nC заряд восстановления. Закрывать диоды в любом случае нужно. В целом, закрытие 6 диодов эквивалентно разряду конденсатора с Vout емкостью 300pF. За цикл. Выходит, достаточно большие(и по размеру) конденсаторы умножителя придется ставить.
|
|
|
|
|
Jul 25 2006, 12:57
|
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 928
Регистрация: 11-07-06
Пользователь №: 18 731

|
Цитата(Concorde @ Jul 24 2006, 21:32)  Цитата Да вроде бы не так все страшно. При If=10 мА заряд переключения одного диода составит max 3 нКл. А в умножителе, если полуцикл заряда конденсаторов завершен, диоды будут закрываться от If=0.
Ну, не знаю. По моим расчетам, получается 15nC заряд восстановления. Закрывать диоды в любом случае нужно. В целом, закрытие 6 диодов эквивалентно разряду конденсатора с Vout емкостью 300pF. За цикл. Выходит, достаточно большие(и по размеру) конденсаторы умножителя придется ставить. Закрывать диоды нужно, вопрос только от какого прямого тока? Я имел в виду, что если к моменту подачи на диоды обратного напряжения прямой ток через них не течет (конденсаторы уже зарядились в этом полуцикле по самое нехочу  , то потери на восстановление диодов будут минимальны.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|