|
|
  |
Гашение импульса самоиндукции., Как сделать? |
|
|
|
Feb 1 2007, 00:11
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Вот, набросал эскиз схемы быстрого гашения тока в катушке и напряжения на ней, как мне кажется, удачный  :
Здесь предусмотрен также быстрый разряд паразитной ёмкости контура (показана красным). Для этих целей служат резисторы R1 и R2. R1 имеет сравнительно небольшое сопротивление, и нужен для быстрого разряда ёмкости катушки до напряжения отпирания диода. R2 имеет бОльший номинал, и служит для её окончательного разряда (для того, чтобы диод не ограничивал сигнал). Если есть вопросы - задавайте.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 00:24
|

инженер
   
Группа: Свой
Сообщений: 717
Регистрация: 4-03-05
Пользователь №: 3 064

|
похоже я переутомился разбираясь с дифурами...  но мне не совсем понятна фраза: Stanislav>R1 имеет небольшое сопротивление, и нужен для быстрого разряда ёмкости катушки до напряжения отпирания диода.... это по какой цепи и в какой момент.... сначала имеем (после размыкания ключа) заряженную идуктивность и емкость (минус снизу)... а дальше? как R1 разряжает C(емкость катушки)?
--------------------
........поужинали вяленой рыбой, кот лежал рядом, молчали.......
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 00:36
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(exSSerge @ Jan 31 2007, 23:10)  Впрочем для металлоискателя возможен и другой подход - не пытаться резко уменьшить ток в катушке, а наоборот - после как можно более быстрого нарастания тока замкнуть её накоротко, ток при этом будет спадать очень медленно, а отклик от "железки" будет в виде изменений этого тока. Можно, наверное, и так попробовать. Только малое изменение тока, скорее всего, зафиксировать будет довольно трудно. Кроме того, возможны паразитные колебания тока в контуре - хрен редьки не слаще.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 00:58
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(el34 @ Feb 1 2007, 00:24)  сначала имеем (после размыкания ключа) заряженную идуктивность и емкость (минус снизу)... а дальше? как R1 разряжает C(емкость катушки)? После размыкания ключа на нижнем выводе катушки будет "плюс" (через некоторое малое время, ессно). Напряжение на нём относительно "земли" будет равно Uк=Uп+Uд+Uст, где Uк, Uп, Uд, Uст - напряжения на нижнем выводе, питания, на диоде и на стабилитроне соответственно. Здесь предполагается, что начальный ток I0 через катушку достаточно велик, и напряжение "выброса" ограничивается цепью диод-стабилитрон. Основная энергия выброса уходит в нагрев этой цепи, и только относительно небольшая мощность выделяется на резисторах. Далее, когда ток через катушку падает меньше значения I1 = (Uд+Uст)/R1 + (Uп+Uд+Uст)/R2, стабилитрон перестаёт проводить ток (пока что пренебрежём его ёмкостью, её легко "побороть", напишу об этом позже), и начинается процесс разряда паразитной ёмкости. Номиналы резисторов должны быть выбраны так, чтобы этот процесс был апериодическим. При достижении нижним выводом катушки потенциала Uп+Uд, происходит запирание диода, и после этого доразряд идёт только через резистор R2. Простите, точные выкладки делать сейчас уже нет времени, да и параметры цепи (индуктивность, паразитные ёмкости) неизвестны, поэтому, если интересно, постараюсь дописать завтра.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 11:40
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 109
Регистрация: 27-07-06
Из: С.-Петербург
Пользователь №: 19 148

|
Закон сохранения энергии отменить, к сожалению, не могут даже на Электрониксе  . "Площадь" (интеграл по времени) импульса самоиндукции при прочих равных условиях есть величина постоянная. Или короче во времени, но больше по амплитуде, или меньше по амплитуде, но растянутый во времени.
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 12:11
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 109
Регистрация: 27-07-06
Из: С.-Петербург
Пользователь №: 19 148

|
Цитата(el34 @ Feb 1 2007, 11:52)  а у нас система индуктивность + емкость....вот их и надо как можно быстрее разрядить...(в тепло или излучить) Ёмкость там паразитная, вклад её незначителен. Основная энергия запасена в магнитном поле катушки. И никакие шунты, супрессоры, ключи и т.п. не помогут, т.к. энергия сначала должна превратиться из энергии магнитного поля в электрическую, а уже потом её можно "превращать в тепло или излучать"  .
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 21:20
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 284
Регистрация: 3-09-06
Из: Великий Новгород. Россия.
Пользователь №: 20 034

|
Цитата(Andy_F @ Feb 1 2007, 12:11)  Ёмкость там паразитная, вклад её незначителен. Основная энергия запасена в магнитном поле катушки. И никакие шунты, супрессоры, ключи и т.п. не помогут, т.к. энергия сначала должна превратиться из энергии магнитного поля в электрическую, а уже потом её можно "превращать в тепло или излучать"  . Получается, на выброс можно внимания и не обращать? Пущай себе стреляет?
--------------------
Arbeit macht die Menschen frei.
|
|
|
|
|
Feb 1 2007, 22:51
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(el34 @ Feb 1 2007, 01:15)  Stanislav>"Плюс" после размыкания ключа будет на нижнем выводе катушки.
ну это конечно ... но без изображенной на схеме емкости!!! Ток в катушке при размыкании ключа будет велик, а паразитные ёмкости малы - поэтому нарастание напряжения будет очень быстрым. Для защиты ключа от пробоя ставится примерно такая цепь, как я нарисовал, причём чем выше напряжение фиксации выброса, тем быстрее будет спадать ток катушки. Если бы не было резисторов, ток в катушке упал бы до нуля, а потом начала бы разряжаться через неё паразитная ёмкость, порождая колебания. Резисторы нужны для того, чтобы внести затухание в колебательный процесс и понизить добротность эквивалентного контура (в идеале, меньше 0,71) для скорейшего затухания колебаний. Кстати, R2 можно включить и параллельно катушке, если критично потребление тока.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Feb 2 2007, 02:50
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 109
Регистрация: 27-07-06
Из: С.-Петербург
Пользователь №: 19 148

|
Цитата(A.T.Tappman @ Feb 1 2007, 21:20)  Получается, на выброс можно внимания и не обращать? Пущай себе стреляет?  Почему ? Речь о том, что не удастся установить на плате некую "волшебную деталь", которая поглотит энергию из катушки и не затянет импульс. Природу не обманешь... Цитата(A.T.Tappman @ Jan 31 2007, 16:34)  Есть катушка без сердечника индуктивностью ~430мкГн, которая обычным полевиком переодически сажается на землю. Частота следования импульсов 500Гц, длительность импульса от 200мкс до 1.8мс. Кстати, при таких параметрах и длительностях напряжение импульса самоиндукции (при критически задемпфированной катушке) составит киловольт и более, от "любимого" IRF740 останется только мокрое место (и по току, и по напряжению). Да и "в поле" придётся ходить с автомобильным аккумулятором.
|
|
|
|
|
Feb 2 2007, 03:36
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 163
Регистрация: 5-06-06
Пользователь №: 17 789

|
Цитата(Stanislav @ Jan 31 2007, 23:36)  Та-ак, братцы, придётся вспоминать физику. Продолжаем вспоминать Цитата(Stanislav @ Jan 31 2007, 23:36)  Для начала, рассмотрим уравнение: E = -L(dI/dt), где E - э.д.с., действующая в контуре, L - индуктивность, I - ток в контуре, t - время. Для начала, положим активное сопротивление контура (катушки и подводящих проводов) равным 0: R = 0. Тогда скорость изменения тока в катушке после размыкания питающего ключа будет: dI/dt = -E/L. Взяв в качестве E = Ед - напряжение на открытом диоде, равное 1В, получим dI/dt = -1/L (А/с). Включив последовательно с ним стабилитрон, скажем, на 9В, будем иметь dI/dt = -10/L (А/с), т.е., в 10 раз бОльшую скорость спада тока через катушку. Не совсем понятно, можно ли приравнивать напряжение на диоде 1В (стабилитроне 10В) к ЭДС самоиндукции. dI/dt зависит от величиы тока в данный момент времени. Из формулы dI/dt=-U/L следует, что скорость dI/dt - постоянная =-10/L. Также из этого следует, что взять стабилитрон на 100В (и больше) скорость спада тока возрастет еще в 10раз. В пределе можно получить, что стабилитроном будет искровой промежуток, пока где-нибудь в схеме что-нибудь не пробъется. Реально есть еще встроенный в полевик (основной, которым формируется импульс на катушке) диод, и ЭДС самоиндукции замыкается через диод и источник питания. При уменьшении напряжения на цепи диод-стабилитрон ниже Uст. цепочка выключается, а переходные процессы, "звон" продолжаются. Цитата(Stanislav @ Jan 31 2007, 23:36)  Предлагаю также рассмотреть случай закоротки идеальной катушки с током идеальным ключом. Случай вовсе не фантастический, если вспомнить о существовании явления сверхпроводимости. Теперь предположим, что в контуре присутствует не равное 0 сопротивление: R = Rк+Rпр+Rкл - суммарное активное сопротивление катушки, подводящих проводов и ключа соответственно. Тогда, в случае ключа на полевике, получим: dI/dt = -R*I / L. Предлагаю самостоятельно решить данное дифф. уравнение, положив нач. значение I=Iн, не равное 0, и выяснить, почему постоянная времени RL-цепи определяется, как L/R. Если взять в качестве ключа источник напряжения (диод, или цепочку диод-стабилитрон), формУла примет вид: dI/dt = -(E+R*I) / L. нетрудно убедиться, что спад тока до 0 при бОльшем напряжении источника происходит также значительно быстрее. Это понятно даже интуитивно.  Есть встречное предложение Посмотреть на задачу через энергию поля в катушке. Сила тока в катушке в импульсе Iо. После импульса в катушке запасена энергия W0=L*I0*I0/2. Ее нужно как можно быстрее превратить в тепло, чтобы убрать звоны в катушке и наблюдать информативные сигналы ближе к окончанию импульса. Замыкаем катушку на резистор R. На сопротивлении выделяется мощность: P(t)=I(t)*I(t)*R. Из E=-L*dI/dt. -> R*I=-L*dI/dt. -> I=Io*exp(-R*t/L). P(t)=R*Io*Io*exp(-2*R*t/L). W=integral(P, dt).
моделируем схему:
Последовательно: нет диода, 1 диод, диод+стабилитрон на 10В.
уф-ф-ф-ф-ф  Зато есть поле для критики
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|