продолжая разговоры из соседнего топика про измерение индуктивностей на расстоянии, подумалось что потребуется довольно мощный усилитель мощности, ИТУН. Не обязательно очень линейный, если гармоники увести достаточно далеко, то отфильтруются детектором.

А поскольку хочется раскачивать пока еще не очень определенную катушку до полуампера, а может и до ампера, наверное рационально будет делать усилитель класса D.
Штука только в том, что на операционниках и компараторах ШИМ сложно раскачать до МГц, а нужен десяток МГц, чтобы гармоники действительно отодвинуть от сигнала.

Есть ли какие-нибудь мощные высокочастотные схемы для рассмотерния? Или набор микросхем, высокочастотный ШИМ мостовой контроллер для MOSFET. очень неплохо бы с обратной связью по току.

каков порядок индуктивности катушки? di/dt=1MEG, может потребоваться приличное напряжение

Рисуем ЛАХ. ставим точку на частоте квантования: десяток МГц - по горизонтали и сколько-то Дб вниз учитывая подавление этой частоты в фильтре...
От этой точки проводим прямую влево под углом, определяемым порядком фильтра. скорее всего под -40 дб/дек, поскольку есть индуктивность... Ну и смотрим, где прямая подойдет к 0 дб, вот это будет предел для усилителя ШИМ. Вот только под -40дб/дек там еще может быть колебательность или даже возбуждение...
Если не понятно, то могу рассказать по скайпу...

Есть чудо-топология под названием UcD.
Сейчас отлаживаем на ней макет. Пробовали подавать на вход сигналы на частотах до частоты среза LC фильтра, на частоте среза, выше частоты среза. Всё усиливает. Не происходит самовозбуждения как на номинальной нагрузке, так и без нагрузки вообще.
Если плавающая частота ШИМ Вас не смущает, то это, ИМХО, лучший выбор для вашей задачи.

А точно нужен десяток МГЦ для усилителя класса D?
УМ с такой частотой ШИМ сделать можно, но потребуются весьма экзотические компоненты.

Лучше опишите подробно условия задачи. МСМ, есть некоторое непонимание её сути.


Автору нужен ИТУН, как я понял, а там немного не про это.
Однако, могу сказать, что ИТУН по самоосциллирующей схеме сделать также можно.
Я делал практически, для постоянной активно-индуктивной нагрузки.
Но, для измерения индуктивностей в широком диапазоне, не стал бы её рекомендовать.

знаю. порядок, пока что думаю от микрогенри до миллигенри(менее вероятно). Решил делать универсальное ядро для разных приборов. DC сопротивление сложно сказать, от провода будет зависеть, а провод от тока, который сможем подать. Понятно, что мощностью будет снабжать внешний импульсный источник. Поэтому токовая обратная связь (current mode) крайне желательна.


спасибо, довольно интересно. но выше 1 МГц она судя по статье не раскачается? И как-бы ее под мост переделать. Я вот смотрю у TI есть мостовые контроллеры с интегральной пилой на 2.5МГц, требуют только устойчивого референс-напряжения... Но хотелось бы хотя-бы в два раза выше частоту.


мне так сложно оценить параметры пока столько неизвестных. Поэтому изначально стараюсь из пушки во воробьям. перемахнуть лучше чем не долететь. Для начала решил, одна декада вверх на ШИМ- самый минимум. Возбуждать катушку хочется вплоть до частот собственного резонанса, а это единицы МГц. И шунтированный сердечник при этом хочется раскачивать на 90%. поэтому регулировка тока крайне желательна.


ну вот, я выше описал почему.
интегральных компонентов таких пока не вижу в гугле. на россыпи тоже пилу сделать задачка, даже если сравнивать сверхбыстрым компаратором типа LT1711.



Тут штука, что все схемы ИТУН что я видел в сети разработаны с упором на линейность и акустические частоты. Кроме того эффективность биполярных схем сравнительно мала, а токи в электромагнитах достаточно большие.
Мне же линейность не особо интересна, т.к. и катушка будет фильтром и детектор - лишь бы отодвинуть гармоники от частоты зондирования. При сильном ограничении тока и низкой частоте ШИМ они могут быть относительно высокими.
осложняет задачу несомненно неопределенность нагрузки, т.к. после моей первой неудачи решено делать универсальную платформу с запасом, чтобы не проколоться. Конечно питание катушки балансное, DC составляющая вредна. Поскольку БП импульсный однополярный, годится только мостовое включение.

Есть и мостовой вариант.
В исходных статьях эта схема рассматривается в качестве усилителя звука. Но, думаю, нет принципиальных проблем использовать этот подход на высоких частотах. Всё упрётся в быстродействие компаратора, драйверов и транзисторов.

Если катушка не имеет ферромагнитного сердечника, то формы тока и напряжения совпадают и возможно ИТУН не потребуется, хватит ИНУН и датчика тока.
Можно подумать над цифровым ШИМ (только фильтр, без ОС, т.к. линейность не требовалась) и регулируемым источником питания

При одной декаде смотрите подавление частоты квантования. При -40дб/дек - это будет в 100 раз. Т.е. если ключи коммутируют 20 В, то на нагрузке будет 0,2 В пульсаций...

Как-то делал на GаN транзисторах балансный усилитель. 3 Вт.
Полоса частот получилась с единиц МГц до 500МГц, и определялась симметрирующими трансформаторами.
Можно сделать от десятков кГц до 10МГц.
В режиме С должно устроить.

Сообщение отредактировал enom - Aug 22 2017, 09:30

Спасибо большое! Вчера вечером заметил эту статью, попробую просимулировать, что выйдет.



имеет. сейчас думаю над разными ШИМ. проблема в опорной частоте. Выше 2.5 МГц по моему никто контроллеров не делает, на рассыпухе тоже не представляю как подняться выше. Пока в кандидатах только мостовой вариант UcD, скорее потому что предельная частота его не известна и можно попробовать сделать на сигнальном компараторе. Но еще есть затычка с интегральными драйверами; как правило предел 5 МГц (UCC21225AEVM).


ну да... но... в общем выбирать пока не из чего. возможно вообще ШИМ придется отложить, если компонентов не подберу. Пока надежда на авось - лишь бы к одной декаде вверх приблизиться.


неплохо. а схема не секрет? я их пока в руках не держал, читал по большей части и только в А-класе.

Рационального обоснования не заметил.


И не найдёте.
Такие штуки делаются ручками, на россыпи.

Вы лучше напишите, надо-то что?
С толком, чувством, расстановкой.
Тогда и будет предмет для разговора.
Извиняюсь, если пропустил что.

Используйте GaN транзисторы. Неплохие транзисторы делают EPC. У них так же можете статьи почитать, там интересное есть. Например, силовая часть 20МГц ШИМ модулятора. Драйвера для GaN есть у TI вот тут.

такого уровня опыта у меня нет. чтобы на россыпи сделать быстрее чем интегральное исполнение. было бы здорово получить схемы, инструкции.


ну давайте, с расстановкой.
Требуется в значительной степени универсальный усилитель с пуш-пульного выхода DDS(пока что остановились на DDS) под индуктивную нагрузку - сенсорные катушки с сердечниками от единиц микроГенри, не более 1 миллиГенри. Cхема балансная, т.е. в катушке не должно быть большой постоянной составляющей.

Частота зондирования монохроматическая от 100кГц до 1МГц (по возможности, до 2МГц).

Поскольку частота зондирования перестраивается, а катушки будут меняться, крайне желательна стабилизация и регулировка по току в широком диапазоне. Т.е. не хотелось бы чтобы облегченные катушки разлетались при запуске, или перестройке частоты.

Приемники узкополосные, на синхронных детекторах. Конечные спецификации пока не определены, но чем уже полоса тем лучше.

Главный источник питания пока не определен, но скорее всего импульсный, однополярный, не больше 100В. На данный момент заготовлен 24В 150Вт. До 10 мкГн его хватит, для сотен мкГн напряжение придется поднимать.


На данный момент нашел PWM контроллеры под тактовую частоту 2.5 Мгц максимум, и MOSFET драйверы под 2МГц (есть Ti на 5МГц, но неудобные для прототипирования корпуса с пайкой на шарах).
Даже если рассматривать схему UcD приведенную выше, элементарно не могу найти подходящего верхнего, или полумостового драйвера.


да, наверное надо было с них начинать. сижу, изучаю раздел TI. И все равно, полумостовых драйверов на 10МГц нет. Написано в лучшем случае расплывчато, "единицы МГц".

Со схемой интересно. Не знал что можно раскачать затвор GaN цифровым вентилем на такой частоте.

Контроллер вам в любом случае свой делать. А из статьи вам пригодится схема №2 - это и есть схема полумостового драйвера, читайте к ней описание.