реклама на сайте
подробности

 
 
4 страниц V  < 1 2 3 4 >  
Reply to this topicStart new topic
> Заряжаем конденсатор, импульсный преобразователь напряжения с о-о-очень переменной нагрузкой
Tanya
сообщение Jul 23 2011, 14:33
Сообщение #16


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 17:43) *
Просто конструктивно в одном бестрансформаторном каскаде повысить повысить напряжение более, чем в 3-4 раза с хорошим КПД не удается. Трансформаторный же однотактный каскад в режиме непрерывных токов реализовать сложно на высокие напряжения.
Поэтому, стоило бы повысить предварительно любым способом входное напряжение. Нерегулируемый двухтактник - один из лучших способов для питания 12 вольт.
Всякие коммутации обмоток, гасящие резисторы - не решение. Усложним схему, а КПД не повысится.

Я (сразу признаюсь) ничего не понимаю в импульсных источниках. Но, исходя из Ваших же слов, осмелюсь предложить разбить (условно) первичный источник на несколько (не знаю сколько...) - а вторичный преобразователь коммутировать сначала на первый источник с низким напряжением, потом на след... и т.д. Или не коммутировать, а сделать несколько вторичных - токи в них будут разные и напряжения...
Наверное, как всегда, глупость написала. Подниму настроение читающей публике.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DS
сообщение Jul 23 2011, 14:46
Сообщение #17


Гуру
******

Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250



Для обсуждения начального участка мало данных. Лампа может гаснуть на каком-то определенном напряжении, скажем 50 Вольт, тогда начальный ток поменьше будет, а может быть обратный перезаряд конденсатора, тогда его сначала надо доразрядить. Во-вторых, насколько оправданно условие постоянной мощности, ведь перед импульсом заряник все равно надо останавливать (иначе дуга не погаснет) , и на начальном этапе мощность падает, а не растет. Иначе хочешь - не хочешь, а придется делать схему с габаритной мощностью на 300 А х 600 В. Включая толщину проводов, вес дросселей и т.д.


--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Jul 23 2011, 15:14
Сообщение #18


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?
Работает себе преобразователь и работает. Потребляет свои, скажем, 60 ампер по первичке, а во вторичке меняет ток и напряжение по мере заряда конденсатора. За счет ШИМ.
Кажется, затруднения возникают от автоматического переноса физики заряда конденсатора через резистор. При заряде от импульсного источника картина же принципиально другая.
Здесь теоретически КПД - 100% и ток заряда в любой момент времени не может превысить некоторую заданную ограничителем мощности величину. Никаких ступенчатых переключателей в принципе не нужно.
Вот даже для успокоения совести и оживления памяти модельку прогнал. Нормальный идет заряд по экспоненте при постоянной входной мощности. Правда, для других токов и напряжений, но качественно картинка не меняется.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
vanya.8484
сообщение Jul 23 2011, 15:39
Сообщение #19


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 8-04-11
Пользователь №: 64 225



Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 18:14) *
Вот даже для успокоения совести и оживления памяти модельку прогнал.

Я тоже: [attachment=59046:_________.png]
Алаверды.biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Jul 23 2011, 16:07
Сообщение #20


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 19:14) *
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?
Работает себе преобразователь и работает. Потребляет свои, скажем, 60 ампер по первичке, а во вторичке меняет ток и напряжение по мере заряда конденсатора. За счет ШИМ.
Кажется, затруднения возникают от автоматического переноса физики заряда конденсатора через резистор. При заряде от импульсного источника картина же принципиально другая.
Здесь теоретически КПД - 100% и ток заряда в любой момент времени не может превысить некоторую заданную ограничителем мощности величину. Никаких ступенчатых переключателей в принципе не нужно.
Вот даже для успокоения совести и оживления памяти модельку прогнал. Нормальный идет заряд по экспоненте при постоянной входной мощности. Правда, для других токов и напряжений, но качественно картинка не меняется.

Повторю свою глупость. При напряжении на конденсаторе..., скажем, 1/10 от максимума ток заряда в 10 раз больше должен быть, чем при максимуме при той же мощности. Поэтому подумалось, что разделение (переключение) выходных частей имеет некоторый смысл. Будет быстрее, чем Ваша экспонента.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DS
сообщение Jul 23 2011, 18:24
Сообщение #21


Гуру
******

Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250



Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 19:14) *
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?


Потому что, когда напряжение на конденсаторе =0, источник работает на короткозамкнутую цепь (нет тормозящего напряжения). Вся мощность при этом падает на диоде и спротивлении обмотки и проводов. Если мы ставим задачу "строго равномерной зарядки", надо рассчитывать выходные цепи на безумный ток, чтобы при малом падении закачивать в конденсатор ту же энергию, что и при большом.


--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VCO
сообщение Jul 23 2011, 18:29
Сообщение #22


Voltage Control Output
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436



Тут по ходу пьесы для оптимизации КПД SMART-стабилизатор мощности заряда/разряда нужен на DSP, на вроде того, что Microwatt предложил.
Совет от чукчи, адресованный геологам: "Трактор нужен!" на самом деле был очень полезным советом. Так и появились эвакуаторы (PowerDSP)...


--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Jul 23 2011, 19:55
Сообщение #23


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(DS @ Jul 23 2011, 21:24) *
Потому что, когда напряжение на конденсаторе =0, источник работает на короткозамкнутую цепь (нет тормозящего напряжения). Вся мощность при этом падает на диоде и спротивлении обмотки и проводов. Если мы ставим задачу "строго равномерной зарядки", надо рассчитывать выходные цепи на безумный ток, чтобы при малом падении закачивать в конденсатор ту же энергию, что и при большом.

Импульсный источник в режиме кз наблюдать доводилось? Никаких безумных токов там нет и принципиально быть не может.
Да, в первый момент , когда напряжение на конденсаторе менее прямого падения на диоде и ничтожном омическом сопротивлении обмотки, КПД процесса очень низок. Но ток в дросселе принципиально не может быть больше при разряде, чем был туда закачан при заряде дросселя.
Как только напряжение на конденсаторе достигнет пары вольт, процесс пойдет с нарастающим КПД. Он будет около 90% уже при напряжении на конденсаторе в 10-15 вольт, не говоря о 600 вольтах.
Задачу "строго равномерной зарядки" никто не ставил и даже непонятно пока что мы будем называть так. Задача ведь стоит зарядить конденсатор с высоким КПД процесса за ограниченное время. Т.е. оговорена лишь мощность зарядного устройства.

Не скажу, что имею опыт построения зарядных устройств обсуждаемой мощности, но на уровне фотовспышки 30-60 джоулей делал автоколебательный блокинг. Так вот, никаких экстратоков не наблюдается, преобразователь потребляет почти постоянный ток, постепенно увеличивая свою частоту. Время заряда дросселя током постоянно, время разряда постепенно сокращается. Амплитудное значение тока остается неизменным.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DS
сообщение Jul 23 2011, 22:27
Сообщение #24


Гуру
******

Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250



Видел, конечно. Если не принимать меры по ограничению тока, в результате насытится сердечник дросселя или трансформатора, т.к. не отбирается энергия. В данном случае разумно ставить ограничение на ток зарядки, скажем, 10 А и первые примерно 0.5 сек заряжать в режиме ограничения тока и сниженной мощности. При достижении напряжения 36 В (а не 2 и не 10 В) можно переходить в режим ограничения мощности. Все другие режимы чреваты.


--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Jul 23 2011, 23:03
Сообщение #25


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(DS @ Jul 24 2011, 01:27) *
Видел, конечно. Если не принимать меры по ограничению тока, в результате насытится сердечник дросселя или трансформатора, т.к. не отбирается энергия.

Достаточно трудно найти источник без ограничения тока. Это же вроде как тормоза у автомобиля, обязательный атрибут более-менее профессиональной разработки. Но ограничивают не резисторами и отводами обмоток, а по сигналу датчика тока.
Режим короткого замыкания - обычное дело в импульсном источнике. И ничего там не насыщается при правильном построении.
Или я о чем-то другом совсем?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jul 24 2011, 04:13
Сообщение #26


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 11:33) *
сделать трансформатор и дроссель с отводами и переключать их по мере заряда целевого конденсатора, но как-то некрасиво это выглядит и подсознательно кажется что можно сделать намного проще и красивее.

Выровнять окно ШИМ можно каскадированием выхода.

Например, полномостовой на 4 последовательно включённых одинаковых вторички с двухполупериодными синхронниками, и выходной дроссель удвоителя общий (4 обмотки 1:1) — итого, два моточных и один контроллер. КПД такой схемы прямо пропорционален числу вторичек и стоимости ключей.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
egorr
сообщение Jul 24 2011, 05:38
Сообщение #27


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 39
Регистрация: 25-05-06
Пользователь №: 17 452



Похоже,что автор темы,не сформулировав грамотно ТЗ и,не отвечая на наводящие вопросы,решил отсидеться в окопе,наблюдая баталию со стороны.
TheMad,у этой задачи есть известные решения для самого тяжёлого случая,но Вам,при таком отношении,придётся набивать шишки самому.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
asdf
сообщение Jul 24 2011, 07:43
Сообщение #28


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 775
Регистрация: 11-05-05
Пользователь №: 4 913



Цитата(Microwatt @ Jul 23 2011, 19:14) *
Что-то я "не въеду в тему"... Почему 300Ах600V ?

Уважаемый Microwatt, я тоже вначале купился и не обратил внимания на следующую фразу ТС
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 00:55) *
В качестве источника питания у нас есть источник постоянного напряжения 12В. Ток, отбираемый от источника, должен быть по возможности постоянным в процессе заряда.

Отсюда и получается, что заряд должен идти при постоянной ВХОДНОЙ - потребляемой мощности.
Исходя из заданной энергии 1800 Дж, и времени заряда 5 сек, мощность получается 360 Вт
В начальный момент, когда на емкости 0, зарядник работает на свои выходные диоды, если выход со средним отводом, то диод - один, но т.к. в конце заряда он же должен выдерживать 600 В, то ставим 1200В, с падением ~1.6--1.8В, откуда ток 220-225А.
Формула описывающая данный процес во времени:
t=C*W/(2*i^2)
С- емкость, W- мощность, i- ток в наблюдаемый момент времени.
А далее начинаются странности
Цитата(TheMad @ Jul 23 2011, 12:16) *
У меня вот сейчас, например, КПД двухтактника 12->600В при постоянной нагрузке 300мА составляет 89%, КПД по энергии при заряде конденсатора сильно ниже - 69%. Мне следует на этих цифрах успокоиться и пойти на речку купаться или поколдовать ещё? 89% из 12 в 600 меня устраивает, а вот общий КПД заряжалки - категорически нет. Думалось что уложусь процентов в 85, на крайний случай 80.

Первый вопрос возникает сразу же - почему ТС измеряет КПД зарядника в нерабочем режиме? При заданных им параметрах минимальный ток 0.6 А, а при 0.3А время заряда должно быть 20 сек, а не 5.
Далее, если исходить из данных ТС, то для выхода 0.3 А получается следующее:
Постоянная составляющая потерь ~2Вт мах, линейная ~ 8 Вт и квадратичная ~ 10Вт. - кпд=0.89
Для, уже, рабочей точка t=5 сек - i=0.6А - 2/16/40 - кпд ~0.83
для точки t=0.5 сек - i=1.3 А - 2/35/180 - кпд~0.4
Т.е. для времен меньше 0.5-0.7 сек, зарядник работает как простой гасящий входную мощность резистор, причем тепловыделение происходит не организованно, в специальном элементе, а в обмотках трансформатора.
Отсюда и возвращаемся к тем 4 пунктам, о которых я писал.
Как мне кажется, правильный ответ TheMad должен быть такой - если ТС не увеличит расчетную мощность зарядника или не усложнит конструкцию введя рекуператор, хотя бы в виде второй ступени заряда, или не откажется от условия Wвходная=const, хотя бы на начальном участке 0.5-0.7 сек, то он со спокойной совесть может идти " на речку купаться" laughing.gif .
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Jul 24 2011, 08:38
Сообщение #29


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



Цитата(asdf @ Jul 24 2011, 10:43) *
Первый вопрос возникает сразу же - почему ТС измеряет КПД зарядника в нерабочем режиме? При заданных им параметрах минимальный ток 0.6 А, а при 0.3А время заряда должно быть 20 сек, а не 5.

Да кто ж его знает, почему такие цифры приводятся и как они получены...
Это источник напряжения, а нам нужен источник тока с широким диапазоном выходных напряжений.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
asdf
сообщение Jul 24 2011, 08:52
Сообщение #30


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 775
Регистрация: 11-05-05
Пользователь №: 4 913



Цитата(Microwatt @ Jul 24 2011, 12:38) *
Да кто ж его знает, почему такие цифры приводятся и как они получены...
Это источник напряжения, а нам нужен источник тока с широким диапазоном выходных напряжений.

Согласен, источник постоянного тока для заряда емкостей - оптимален и легко реализуем, причем если времена заряда маленькие, порядка сек и менее, то расчетные мощности для зарядника с Iвых=const и Wвх=const близки, а при больших временах -расчетная мощность для Iвых=const больше всего лишь в 2 раза, при значительно меньших проблемах.
Я, думаю, для Вас это не новость, я это написал для ТС, т.к. он ищет вариант с минимальным временем заряда ("Электронщики, работающие совместно с лазерщиками, наверное уже собаку съели на задачах вида "есть конденсатор ёмкостью С, его надо зарядить до напряжения U за минимальное\заданное\оптимальное время".)
Go to the top of the page
 
+Quote Post

4 страниц V  < 1 2 3 4 >
Reply to this topicStart new topic
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 25th July 2025 - 02:35
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01487 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016