Здравствуйте!

Моя задача - обеспечить питание магнитной системы прибора 0-50В, 0-5А. В качестве предисточника для моего DC/DC хочу использовать AD/DC 50B - 7A например от MW - там защиты от к.з. и перегрева есть (или необходим AC/DC с другими параметрами?).

Выходной ток(напряжение) хочу регулировать с помощью микроконтроллера (например ATmega168). В смысле он упраляет ЦАП, PWM - контроллером и проч.....

Регулировать хочу с максимальной точностью - например задавать напряжение с точностью 1мВ-500мкВ (может можно точнее???).

Нагрузка постоянная - электромагнит.

И чтобы можно было менять напряжение на нагрузке линейно со скоростью 1В/с. Например от 30 до 31 В за секунду. Или весь диапазон за минуту (в принципе можно и за 10).

Сообственно все. Я так понимаю необходимо делать импульсный источник.

Должен состоять из МК, точного АЦП, ЦАП, PWM контроллера, драйверов моста MOSFET, самих MOSFET транзисторов, фильтров, бесконтактных датчиков тока и напряжения....

Вообщем как то много для меня....

Может можно реализовать это как-то проще или есть микросхемы, включающие несколько компонентов в комплексе...

Подскажите, пожалуйста, как быть.

Сообщение отредактировал Filov - Feb 18 2008, 12:33

Для начала: электромагнит будет питаться постоянным током? Что именно всё-таки регулировать надо - ток или напряжение? Если ток постоянный, то напряжение на ЭМ будет определятся активным сопротивлением обмотки. Если же "чтобы можно было менять напряжение на нагрузке линейно со скоростью 1В/с. Например от 30 до 31 В за секунду. Или весь диапазон за минуту (в принципе можно и за 10)", то требуется учитывать и индуктивность нагрузки, как Вы понимаете. Какие параметры у этого электромагнита?

Да, постоянным




Видимо ток, поскольку величина напряженности магнитного поля зависит все-таки от силы тока.



Сейчас питается устаревшим источником тока 50В, 5А, величина протекающего тока регилируется механическим потенциометром. Создает магнитное поле до 6000 Гаусс - при 5А. Я так понимаю необходимо знать активное сопротивление (померять мультиметром), и индуктивность - тоже померять. Плюс магнит обладает существенным гистерезисом.

Сообщение отредактировал Filov - Feb 18 2008, 13:03

Да, померять не помешает. А что до гистерезиса, Вы и индукцию с напряжённостью поля контролировать хотите? На индуктивности, а тем более на активном сопротивлении гистерезис сильно не скажется.

Хотелось бы попадать в определенную напряженность, задавая силу тока. Точность попадания в нужную величину поля не так критична - но чем точнее - тем лучше - но это уже будет решаться позже программными методами. Скажем так - хотелось бы для начала (например) попасть в 1000 Гаусс +-10 Гаусс.


А сопритивление померяю. Скорее всего активное составит 10 Ом. Т.к. в постоянном токе при 50В протекает ток 5А.

Хотя мне кажется принципиальноот учета индуктивности компоненты не изменятся - изменения тока нужны довольно медленные

Сообщение отредактировал Filov - Feb 18 2008, 15:29

Всё верно, но вы ведь хотите ШИМом ток менять? Индуктивность в расчёте понадобится, естественно.

Да, но ШИМ мне кажется надо сделать высокочастотный - 1МHz, чтобы скачки тока/напряжения сделать минимальными. Соотвественно даже изменение 0.1 А/c не даст чего-то критичного в плане увеличения импеданса за счет индуктивности. Но надо мерять - согласен. А чем посоветуете индуктивность померять?

И вообще я так понимаю надо отталкиваться от схемы. Может здесь чоппер сойдет? Или вообще на чем делаются такие источники тока?

Не думаю, что имеет смысл ориентироваться на такие высокие частоты. Скорее всего, индуктивность вашего ЭМ порядка нескольких миллигенри. Ток в индуктивности, как Вы помните из электротехники, не может нарасти мгновенно, поэтому никаких таких "скачков" можно не опасаться. Вас же именно ток интересует в первую очередь. То, что он будет иметь переменную составляющую, следует иметь в виду, но определите сначала, на что это влияет. Ну, а без "скачков напряжения" ИБП не построить, с ШИМом или без.
И, надеюсь, мне лишне Вам напоминать, чем меряется индуктивность. Иначе не стоит Вам браться за эту задачу.

Озаботиться Вам нужно только одним - чтобы ток без перехлеста выходил на нужный уровень.
Проще всего управлять напряжением на магните, подстраивая его по току... Медленно. Есть небольшая засада - обмотка магнита нагревается, а ток уменьшаться захочет, но тут Вы с регулятором начеку...
Осторожнее с интегральной компонентой - источником перехлестов...
Еще не забывайте. что выключать надо тоже медленно...

Осмелюсь предложить вариант ШИМ + линейный регулятор. Обратную связь на ШИМ заводим с дифференциального усилителя, которым измеряем падение напряжения на линейном регулирующем элементе. Ток устанавливаем уже на линейном регуляторе. Такой вариант будет иметь меньшие пульсации на выходе.

Т.е. вполне можно ориетироваться на частоту ШИМ 100-500kHz?

Да с током удобно получается - будет меняться в любом случае плавно - что очень хорошо. Физика на моей стороне



Мультиметром, поддерживающим соответсвующую функцию или, каким-нибудь RLC-метром. Просто мой дешевый мультиметр не поддерживает соотв. функции. Придется покупать что-то другое. Вот думаю на какой RLC-метр раззоряться.




Да, в моем случае медленная подстройка -то что нужно. И в принципе реализовывать управление по току или управление по напряжению при помощи МК - разница небольшая.



Извиняюсь, а что за компоненту Вы имеете ввиду?




А можно это где-то посмотреть? В смысле примерную схему.

Т.е. я так понял на ШИМ-контроллер подается некое напряжение, величина которого зависит от разницы между тем, что у нас на выходе источника, и тем, что у нас на линейном регулирующем элементе. А что подразумевается под линейным регулирующим элементом? Например ЦАП? Или допустим потенциометр?

Лучше бы написали, для чего используется магнит (его магнитное поле). Индуктивность Вашего устройства с помощью мультиметра Вы не сможете измерить... Там будет порядка Генри, думается... Калибровка ток-поле неизбежна...

Линейный регулирующий элемент - например, биполярный транзистор. С него снимается дифференциальное падение напряжения КЭ и заводится на ОС ШИМа. Т.е. источник тока построен по стандартной схеме основаной на регулировки падения напряжения на силовом транзисторе, только питание этого источника определяет ШИМ и доводит его до минимального необходимого значения, тем самым уменьшая рассеиваемую мощность на линеной силовом транзисторе.
Схема есть - чоппер с выпрямленных ~36в (т.е. в вашем случае наверное (полу)мостовой инвертор придётся использовать) + линейный источник тока.
тока отсканить надо - завтра постараюсь выложить.

Даже ещё ниже. Пока следует понять, на что влияет частота и амплитуда пульсаций тока в обмотке. Определить, каковы их допустимые величины. То есть, прежде, чем решать задачу, чётко поставить её условие.

Не всякий мультиметр может подойти. Иметь приборы - это, конечно, правильно, но хороший будет стоить немало, а если померять нужно всего лишь раз, то может взять в прокат?

Это магнитная система масс-спектрометра. В магнитное поле направляет в детектор масс ионы с нужным соотношением Масса/Заряд. Поэтому нужна высокая точность и низкие флуктуации магнитного поля.



Датчик на 2500 Гаусс я уже прикупил, сейчас мучаюсь с АЦП ADS1256 для точного измерения поля. Так что, когда разберусь с АЦП - проблемой померить поле, думаю, не будет.




Буду ждать



Просто - для меня важно получить поле с максимально маленькими шумами/скачками/флуктуациями - от этого будет зависить разрешающая способность прибора. Соответсвенно, я так понимаю, чем больше частота ШИМ - тем меньше конечные колебания напряжения. Соответсвенно - тем меньше подвержено колебаниям магнитное поле.

И с Вами я абсолютно согласен - что нужно знать, какие частоты ШИМ допустимы для нужной точности. И принцип больше не меньше -, возможно, не совсем правилен. Вопрос в том - как это узнать?




Не подскажите как и где это можно сделать?

Сообщение отредактировал Filov - Feb 20 2008, 10:09