Добрый день,

не пинайте сильно, но очень надо для понимания.

Пусть у нас есть степдаун как из https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter

Там есть две картинки, on-state и off-state.

Если измерить напряжение на индукторе, то полярность напряжения в on-state и off-state будет противоположной.

А вот направление магнитного поля в обоих случаях, будет противоположное, или все-таки в on-state напряженность магнитного поля будет нарастать, а в off-state - убывать, но направление вектора напряженности магнитного поля будет всегда однонаправленным?

Вдруг кто точно это понимает, пожалуйста, не оставьте меня наедине с проблемой и посвятите, пожалуйста!

Спасибо!

ИИВ

Если магнитное поле будет направлено в одну сторону, то ни о каком перемагничивании сердечника говорить не стоит.

Чтобы поменять направление поля, надо поменять направление тока в индукторе.
А теперь посмотрите, даст ли Вам схема это сделать?

Может быть и бывает, что вместо замыкающего диода перед индуктором ключ mosfet, и тогда схема "даст это сделать". Но и тогда делать это нет смысла, ну кроме особых случаев, когда нужно принять от нагрузки втекающий в выход ток.

Хорошо, переформулирую вопрос.

Нагрузкой у меня является сам индуктор, а польза от него должна быть в виде постоянного (возможно слабо пульсирующего) магнитного поля.

Просто омическое сопротивление моей катушки гуляет от 0.01 до 0.05Ом в зависимости от температуры, индуктивность составляет около 2мкГн, а мне необходимо загонять туда 100-400А что приводит к большим диапазонам напряжения. Делать источник питания на 100-400А с выходным 1-20В немного вломы, но под рукой есть 24В х 120А или 12В х 240А и хочется понять что произойдет с магнитным полем, если я сделаю такой степдаун сделав из моей нагрузки два в одном индуктор + нагрузку.

PS: магнитным материалом сердечника моего индуктора можно принять воздух

PPS: вопросов на каких номиналах такой степ-даун следать вроде не стоит, даже не военных мосфетов на 200А+ как грязи, стойка из 10 в параллель с плисоуправлением, думаю решит все вопросы. Основной мой вопрос собственно в заголовке - скажите, пожалуйста, как в этом случае ведет себя магнитное поле.

Капитан Очевидность утверждает, что средний ток в катушке будет строго соответствовать закону Ома. Т.е. постоянная составляющая напряженности магнитного поля будет гулять обратно пропорционально сопротивлению катушки (предполагая, что провода и невоенные мосфеты намного более низкоомные, чем катушка).

ничего не понял... простите. У меня нагрузка - это сама эта катушка, то есть нагрузка состоит из резистивной составляющей, это которая 0.01Ома (или 0.05Ом если катушка сильно нагрелась а ее водяное охлаждение не справляется). Будем считать, что у стойки мосфетов внутреннее сопротивление на порядок меньше и им пренебрежем.

Вам нужен источник тока. Только так получится "пренебречь" гулящей составляющей сопротивлений.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 1 2017, 07:41

В установившемся режиме среднее напряжение на катушке равно нулю. Следовательно, <V_R>=(V1*t_on-V2*t_off)/T. <I_R>=<V_R>/R.
PS. <> - это среднее значение, V1 - напряжение, приложенное к катушке в первом интервале, V2 - во втором интервале.

Магнитное поле пропорционально току в катушке, т.е. оно будет однонаправленным.
А вот напряжение пропорционально производной тока, т.е. оно будет, скажем, положительным при "заряде" индуктора от источника и отрицательным при "разряде" через диод.
(А лучше к диоду добавить синхронный полевик).
Но.
Ваш индуктор будет нехило излучать на куче гармоник, т.к. излучение тоже зависит от производной поля.
Так что лучше все же сделать источник тока с отдельным дросселем.

магнитное поле определяется током, напряжение на соленоиде "показывает": поле(ток) растет или уменьшается, в Вашей ссылке из wiki ток показан
(аналогично на конденсаторе полярность напряжения может быть постоянной, а ток (заряд/разряд) менять направление)
и степдаун даст пульсации тока, которые Вам похоже не нужны

Да нужен конешно свой фильтр внутри источника тока, который и даст основное подавление пульсаций. Иначе ацкое внешнее ЭМ излучение, доп. нагрев индуктора из-за ВЧ эффектов, да и вообще просто неприлично.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 1 2017, 08:48

ага, именно это-то мне и надобно!


это понятно, что с полевиком, но на диоде принцип проще обсуждать


Ну это да, я это конечно понимаю, ни куда эти гармоники не денутся, скин эффект их всех съест. Планируемая частота переключений около 4КГц, а там, куда будет все излучаться, будет стоять такая нехилая железка, которая все это в тепло рассеет.

С катушкой 2 микрогенри? Тогда я не понимаю, что Вы называете "слабо пульсирующим" - 50% от среднего значения?

ну нагреется воздух в индукторе, ну и пусть, у меня все равно резистивно 2.5 киловатта в катушке рассеивается и это погоды не сделает.


а вот тут у меня снова не понимание, посоветуйте, пожалуйста, как правильнее.

Вот пусть резистивное 0.01Ом, пусть 2мкГн, напряжение на входе 24В х 120А, а хочется все, что есть на входе в магнитное поле трансформировать. То идеально было бы иметь 530А и 5.3В. Правильно ли я понимаю, что максимум трансформации будет как раз на 50% заполнении и такой частоте, при которой реактивное сопротивление будет равно резистивному? Но тогда и поле будет скакать сильно... А как сделать, чтоб и рыбку съесть амперов побольше вогнать, и чтоб поле не скакало, скажите, пожалуйста? (ессно без внешнего степдауна, который не сильно хотелось бы колхозить).

PS: Правильно ли я понимаю, что последовательно поставленный индуктор на 20мкГн с практически нулевым резистивным должен решить мою проблемы.

PPS: так, на всякий случай, шины проводников в катушке у меня примерно 20квмм сечением, то есть сильно много снаружи чего-то поставить мне тоже не сильно просто.

PPPS: для блюстителей EMI хорошо экранированная (два слоя сетки) комната в полностью выкопанном в гранитной скале подвале для этих целей у меня имеется, я не сумасшедший просто так эфир засорять, иначе ко мне сразу приедут