повышенное напряжение в портативном устройстве, нужно 60В на плате Опции

[Karaox]

Доброго времени суток!

В моём устройстве на плате есть 3В и 5В питания (3В – от батарей).
Подскажите, пожалуйста, схемотехническое решение, которое позволило бы сделать на плате ещё и 60В («по проще» т.е. без использования обратной связи с МК и его АЦП и т. п. – он и так сильно занят).
Пробовал искать решение в DC-DC StepUp преобразователях, но из того, что попалось на глаза - предел – до 30В.

Устройство маленькое по габаритам и лёгкое, т.е. портативное.

Заранее благодарен!

[Microwatt]

60 вольт - не все, что нужно сказать. А мощность (ток)?

[Karaox]

60 вольт - не все, что нужно сказать. А мощность (ток)?

Напряжение требуется для источника тока, работающего на специфическую переменную нагрузку (входной импеданс порядка нескольких сотен кОм), ток в нагрузке должен быть как можно стабильнее и не более 0,5 мА. Для этого предполагается использовать схему управляемого потребителя тока на DAC8512, способного дать согласно datasheet’у DAC ток не более 3,8 мА.

 current_sink.bmp ( 752.1 килобайт ) Кол-во скачиваний: 54


Буду благодарен и признателен за замечания, советы, наставления и рекомендации!

[Microwatt]

60 вольтх0.5мА = 30мВт? С КПД в 40% автогенератор вроде Ройера запустите от 5 вольт. На выходе можно удвоитель напряжения чтобы витков много не мотать. Если есть свободный вывод МК, то сгенерируйте меандр килогерц 40-50 и накачивайте им пуш-пул с колечком миллиметров 10.
Можно и однотактник- бустер с автотрансформатором. Но сердечник нужен с зазором.
Кто-то из шутников умножителем каскадов 15 от логической КМОП схемы высокое получал. Много вариантов.
А схема управляемого потребителя тока на DAC8512 - для красоты? Нужно просто стабилизировать ток на уровне 0.5мА, разок настроить значение или действительно нужно программно управлять, изменять ток с высокой точностью? На приведенной схеме этот DAC8512 к величине выходного тока в 3.8 мА вообще никакого отношения не имеет.

[Karaox]

Спасибо за ответ!

Схема с DAC НЕ для красоты – током действительно хотелось бы управлять программно, но в режиме – «настроили и работаем с этим током некоторое время (от сотен миллисекунд до нескольких минут)». Сверх высокой точности не требуется – ошибку в +- 10% и даже немного более - можно перетерпеть. И, естественно, мне интересно может ли эта схема обеспечить подобный режим?

3,8 мА – величина, взятая из datasheet’a DAC’а – там написано, что такой источник тока способен "выдать" (т.е. потребить) до 3,8 мА, если я правильно понял английский.

Много вариантов.

Не могли бы вы дать конкретную ссылку хоть на один на ваш взгляд наиболее приемлемый вариант, чтобы с неё можно было начать «капать» в правильном направлении.

Большое спасибо.

[Microwatt]

Не совсем четко ответили или я не вполне понял по генератору тока. Его в процессе эксплуатации нужно оперативно, программно менять или настроить один раз с точностью 3% будет достаточно? Тогда никакие ЦАП не нужны.
Схему Вам.. Что там у нас по 5 вольтам за возможности? По току миллиампер 15-20 можно оттуда взять для канала +60 вольт? Насколько эти 5 вольт стабильны?

[stells]

рис.9:
 1211__1.pdf ( 195 килобайт ) Кол-во скачиваний: 280

[yakub_EZ]

рис.9:
 1211__1.pdf ( 195 килобайт ) Кол-во скачиваний: 280

stells я вижу на 9й схеме трансформатор. У вас ведь есть очень простая интересная концепция с умножителем. Как по-вашему, она здесь подойдет?
Или умудрится сделать всплеск на дросселе до 60 вольт, в один каскад, без умножения

[stells]

stells я вижу на 9й схеме трансформатор

просто Microwatt предложил Ройера, я и привел альтернативу, чтобы считать поменьше
можно и с умножением, и без, мощность не ахти какая... автор пишет, что не нашел повышающих преобразователей на 60В, но это не так. на 60В точно есть, может и больше, я не искал

хотя Вы правы, с удвоителем наверное попроще будет, взять например lt3461 (Uout=38В) и удвоитель:

диод сдвоенный bav99

Сообщение отредактировал stells - Nov 26 2010, 09:14

[Karaox]

2 Microwatt:

Не совсем четко ответили или я не вполне понял по генератору тока. Его в процессе эксплуатации нужно оперативно, программно менять или настроить один раз с точностью 3% будет достаточно?

Ток нужно менять программно в процессе эксплуатации, но не очень «оперативно» - я имел в виду, что время работы с установленным током будет больше, чем время установки значения в DAC, например (по напряжению). Хотелось бы, чтобы источник тока сохранил эту особенность.

Схему Вам..

Было бы просто замечательно!

Что там у нас по 5 вольтам за возможности? По току миллиампер 15-20 можно оттуда взять для канала +60 вольт? Насколько эти 5 вольт стабильны?

5В получается при помощи MAX619 из 3В. 15-20 мА взять можно. По datasheet’у я так понял лучше не больше 30 мА. Выходные пульсации около 100 мВ.

2 stells:

Спасибо за ответ.

просто Microwatt предложил Ройера, я и привел альтернативу, чтобы считать поменьше
можно и с умножением, и без, мощность не ахти какая... автор пишет, что не нашел повышающих преобразователей на 60В, но это не так. на 60В точно есть, может и больше, я не искал

Да! более тщательный ночной поиск дал некоторые результаты – нашел MAX668 в аппнотах нашёл схемы для 30В и даже до 165В но они с «-» т.е. -30В и -165В (от +12В) .

 AN433.pdf ( 27.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 195
,  AN435.pdf ( 27.85 килобайт ) Кол-во скачиваний: 153


Буду искать ещё. Эти схемы для меня выглядят немного пугающими по количеству компонентов. Ваш вариант, который «считать поменьше» - очень ценен. Дело ещё и в том, что я собираю это всё на макетной плате и чтобы вписаться в заданные габариты места осталось не так много.

[Microwatt]

Буду искать ещё. Эти схемы для меня выглядят немного пугающими по количеству компонентов. .

У Вас +60 вольт. Значит из этих схем уже можно ОУ выбросить. Но намотать дроссель с двумя обмотками придется. Что-то вроде Е13-Е16 или гантельки. Можно включить и умножитель на выходе раз в 3-5, чтобы витков меньше.
Содрать из апнотов можно только идею. Схему до номинала не получится. Придется таки разбираться в принципах построения источников.
Ваш случай довольно интересен как вид спорта. Стоит поискать лаконичное решение. Но тут хорошо бы попробовать несколько вариантов в макете.
Не знаю возможностей Вашего МК. Можно было бы попытаться древнюю дешевую МС34063 задействовать. Она с 5 вольт дышит уже неплохо и попробовать включить ее генератором тока. Управдение подавать от одной ноги МК, организовавши там ШИМом простейший ЦАП. Выход его дать на ОС микросхемы.
Таким образом решить в одном узле и повышение напряжения и стабилизацию тока.

[yakub_EZ]

Плохо ищете, вот ответ диджикей после минутного поиска
LT3437
LT3482
LM2574

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Karaox]

2 Microwatt:

Не знаю возможностей Вашего МК.

ATMega8L. Вообще цифровая часть от МК до DAC уже собрана и работает хорошо. Свободных ножек осталось 5 шт.

Можно было бы попытаться древнюю дешевую МС34063 задействовать

Спасибо за советы. Буду разбираться в доступных вариантах.

2 yakub_EZ:

Спасибо за предложенную схему.

Плохо ищете, вот ответ диджикей после минутного поиска

Сорри, я новичок, поэтому просто ещё не знаю, что такое диджикей. Если «специфический» сайт-поисковик, то поделитесь ссылочкой плз.

[yakub_EZ]

Сорри, я новичок, поэтому просто ещё не знаю, что такое диджикей. Если «специфический» сайт-поисковик, то поделитесь ссылочкой плз.

Это магазин, но у них чудесный параметрический поиск http://search.digikey.com/scripts/DkSearch...0&keywords= , дальше на сайте залазим подходящий раздел ICs
Кроме него есть chipfind, efind
А раньше я любил обращаться к сайту терраэлектроники, но они сменили политику и там надо каждый раз логиниться, что перечеркивает их базу как удобный параметрический поисковик. Хотя они стараются, делают её с сылками на даташиты, только кто-то упорный из их руководства решил прикрыть калитку

[stells]

LT3482

интересная штучка, удвоитель уже внутри... я вот только не понял, что это за вход APD с фотодиодом?

она еще лучше тем, что частота не такая высокая, как у lt3461, а то даже на быстрых диодах динамические потери растут

Сообщение отредактировал stells - Nov 26 2010, 13:08

[Microwatt]

Плохо ищете, вот ответ диджикей после минутного поиска
LT3437
LT3482
LM2574

И то правда. порыться в нете и все можно найти.

[Herz]

интересная штучка, удвоитель уже внутри... я вот только не понял, что это за вход APD с фотодиодом?

Написано же:

converter with voltage doubler designed to bias avalanche photodiodes (APDs) in optical receivers.

[matlab]

Аналогичная ситуация. Нужно в портативном устройстве получить 380 В, ток около сотен микроампер. На плате есть 3 В. Мотать трансформаторы не слишком хочется. Трудность еще и в том что в моем городе нужный сердечник трудно достать. А тут предлагают готовую микросхему с небольшой обвязкой, без трансформаторов.
Ну и вот digikey нашел LTC3862. Судя по этой страничке микросхема походит, но в в самом даташите не вижу где там выходное напряжение.
Я тоже новичек в этом деле, прошу направить в нужную сторону.

[yakub_EZ]

matlab Может вы имели 38 вольт? И ток несколько ампер.
На 380 вольт LTC3862 по умолчанию из схемы в даташите не тянет. Если только к ней приделать 10ти каскадный умножитель, тогда применение в такой схеме именно LTC3862 под большим вопросом, можно его решить проще
По теме 60 Вольт, картинка оттуда

Эскизы прикрепленных изображений

 

[matlab]

Нет, именно три вольта и такой маленький ток.
Проблема еще в том, что места не очень много. Советуют блокинг-генератор. Но там проблема с трансформатором как я уже говорил. Попробую умножитель собрать. Может и влезет.

[Microwatt]

Нет, именно три вольта и такой маленький ток.
Проблема еще в том, что места не очень много. Советуют блокинг-генератор. Но там проблема с трансформатором как я уже говорил. Попробую умножитель собрать. Может и влезет.

Не, ничего с умножителем не получится с 3 вольтами. Придется таки что-то намотать.
Проблема с трансформатором? Почему это проблема - непонятно. Ни один источник без моточных не обходится.

[firstvald]

Это магазин, но у них чудесный параметрический поиск http://search.digikey.com/scripts/DkSearch...0&keywords= , дальше на сайте залазим подходящий раздел ICs
Кроме него есть chipfind, efind

Только идите туда если у вас антивирус хороший стоит.

[yakub_EZ]

Не, ничего с умножителем не получится с 3 вольтами. Придется таки что-то намотать.
Проблема с трансформатором? Почему это проблема - непонятно. Ни один источник без моточных не обходится.

Намоточные в схеме точно будут, типа катушки. Но лучше взять готовую.
Я не против трансформаторов, сам их намотал достаточно. Скорее всего у автора тоже такой будет, потому что проще и по старинке.
Но в этом диапазоне микротоков можно побороться за безтрансформаторное решение.
Схеме достаточно чтобы 3 вольта на затворе полевого транзистора и он начинал реагировать, а потом затвор переводится в режим 15 вольтного размаха на завтворе.
Наверное всем уже понятно, что за место старого импульсника от LT туда можно поставить что попроще (34063 с ключом) или посовременней (тот же дижикей найдёт их с тысячу с внутренним ключом)

Только идите туда если у вас антивирус хороший стоит.

Это относится ко всему интернету

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

Утроитель после 3 вольт? Это на дросселе нужно более 100 вольт получить. Заполнение около 97% получится?
проблематично...

[yakub_EZ]

Утроитель после 3 вольт? Это на дросселе нужно более 100 вольт получить. Заполнение около 97% получится?
проблематично...

Нет, это удвоитель, после всплеска напряжения на индуктивности. На дросселе более 100 вольт. В примере загнан до 250. Уровень всплеска плавно увеличивается от 3 вольт до 250, до включения обратной связи.
На обратную связь заведена отдельная VD-C цепочка, но это не принципиально, можно её выполнить через выходное напряжение.
Заполнение 98 процентов, не вижу причин бить по этому поводу в колокол. Схема генерит высоковольтные пички длительностью 170 нс с периодом в 100 кГц, поэтому быстрые диоды и транзисторы актуальны

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

Заполнение 98 процентов, не вижу причин бить по этому поводу в колокол. Схема генерит высоковольтные пички длительностью 170 нс с периодом в 100 кГц, поэтому быстрые диоды и транзисторы актуальны

Ну, если это работает, то отнесем его к разряду э-эээ... оригинальных решений, "неформальный" источник.

[serge4]

Yakub_EZ
respect
идея нравится
мне бы еще врубиться как вписаться в программу моделирования
надо скачать что-то такое в чем если нарисовать схему то можно заданием параметров вход-выход и забитых в программу компонекнтов например 1172 получить дополнительные результаты?
пробоваоол ISIS 7 Proffetional
но там рисую например генератор световых импульсов на 2х транзисторах а лампочка не моргает только горит или не горит
хотя реально схемка рабочая в огромном диапазоне параметров. то есть программа учитывает скажем сопротивление канала транзистора а заряд конденсатора не учитывает
выходит надо учиться программировать?
тогда с чего начать?

[yakub_EZ]

Yakub_EZ
respect
идея нравится

Идея предложена инженерами (или впервые замечена у инженеров) Linear Techology.
Как таковой, глубокой новой идеи в этой схеме нет. Есть решение Step_Up или boost converter. Но для раскачки ключа применяется схема управления которая переводит режим работы транзистора на полноценный размах на затворе ключа. Актуальность этого решения только в схемах где для ключа используют Mosfet транзистор, и напряжение питания не позволяет полноценно им "щелкать"

мне бы еще врубиться как вписаться в программу моделирования
надо скачать что-то такое в чем если нарисовать схему то можно заданием параметров вход-выход и забитых в программу компонекнтов например 1172 получить дополнительные результаты?

Те же Linear Techology, имеют неплохой Spice симулятор LTSpiceIV. Он бесплатный, его можно скачать с их сайта, в нем есть большинство продуктов LT и ещё кое чего в придачу. Эту схему я собрал открыв пример для LT1172, посмотрел как он работает, а потом добавил своё, недостающее

пробоваоол ISIS 7 Proffetional
но там рисую например генератор световых импульсов на 2х транзисторах а лампочка не моргает только горит или не горит
хотя реально схемка рабочая в огромном диапазоне параметров. то есть программа учитывает скажем сопротивление канала транзистора а заряд конденсатора не учитывает
выходит надо учиться программировать?
тогда с чего начать?

Процесс моделирования схем в готовых симуляторах принято называть моделированием, а не программированием.
Честно говоря не имел дело с этим ISIS 7 Proffetional. Дайте ссылку на него или описание.
Схему вашу, по вашему описанию, оценить практически невозможно. Покажите рисунок, только не в этой теме по повышенное напряжение, а в собственной, с вопросами по ISIS 7
Начните с постановки задачи. С того, чего вы хотите: собрать схему руками или освоить симулятор или ещё что-то.

[serge4]

y о кей
не ожидал получить ответ при очевидной моей безграмотности в моделировании. программа называется proteus VSM и содержит два блока совмещенных по концепции PCB+ Spice блоки называются ISIS 7 professional и ARES 7Professional и там в библиотеке мало продуктов LT поэтому я и вьехал сюда, надежда оправдалась.
Программу мне на комп закачал один старшеклассник когда я работал в кружке радиоэлектроника.Где взял не знаю, но. Кстати добился подбором транзисторов плавно гасить лампочку но после этого выскакивает две ошибки в сути которых пока не разберусь.
Насчет раскачки импульса на затворе - это конечно дороже стоит по комлектующим, зато мотать не надо,
у меня тоже стояла задача сделать из 1.5В импульс 40В.
Это чтобы включить РПС32Б с помощью звукового сигнала с таймера китайского будильника. Поставил умножитель и выход прямо на вход ШИМ контроллера на ЛА7 вместе с питанием, 2-3 пика хватало зарядить конденсатор и запустить ключ на выходе шим контроллера нагруженный на трансформатор с коэф. 1:6, правда ключ питался уже от другого источника 4.5В. В режиме ожидания потребляется только микроток для ЖК часов. Вот такая конверсия. Не выбрасывать же советские детали, мощность контактов хорошая. Моделирование в той программе на английском языке , приходится без программы переводчика переводить - нет на этом компе, но пока все понятно, там надо сшивать листы и соединять части портами с одинаковыми обозначениями. Как нибудь я доберусь до вашего уровня и начну свои приемники прямого преобразования в качестве дистанционных выключателей вгонять в частоту звуковой полосы чтобы пьезозвукоизлучатели питать через частотнозависимые по ОС операционники, а то они все разные под руку попадаются. А так посмотрел частоту усиления выбрал коррекцию и запаял без всяких там опытов да мало ли еше, вот как здесь, не всегда нужый полевик под рукой окажется, да и разброс параметров как-то прикинуть на модели - Вобщем ХОРОШЕЕ ЭТО ДЕЛО Моделирование.

[Karaox]

Приветствую, уважаемые участники обсуждения.
К сожалению, как мне ни хотелось, но точку в задаче, по крайней мере для себя ещё поставить не могу!

Для своей задачи я решился использовать схему, из Linear Technology Application Note 92, на которую любезно указал yakub_EZ, за что ему спасибо. К сожалению, мне не удалось достать все аутентичные комплектующие. В связи с чем, вместо Zetex ZTN4424 (о котором, если я правильно всё понял, молчит даже digikey) использовал бывший под рукой IRF1010EPBF. И вместо рекомендуемых в datasheet’е на LT1946 индуктивностей ELL6SH 6R8M – простую, выводную на 6.8 мкГн.

Далее опишу происходящее, что возможно позабавить профессионалов:
Собранная схема начинает работу и выдаёт на выходе максимум 12 В после некоторого периода нарастания напряжения. По достижению этой величины выходного напряжения, путём регулировки управляющего напряжения, согласно схеме на управляющем делителе, подключённом к пину FB, дальнейший рост практически не наблюдается.
Зато после некоторого времени, порядка 30-60 сек, напряжение начинает снижаться, где-то за минуту до 9В, при этом IRF1010EPBF начинает существенно нагреваться, а потребелние тока всего устройства в целом увеличивается. А при попытке охладить этот MOSFET (лёгким дуновением ) – выходное напряжение снова заметно растёт до предела в 12В, откуда вновь начинает своё эпическое падение.

Все остальные компоненты вроде не выглядят подозрительно.

И вот вопрос к уважаемой общественности:
IRF1010 не подходит и нужен другой?
Может ли быть это всё связано с частотой функционирования LT1946 – по datasheet’у 1,2 МГц, а единственно «число герц», которое я видел в datasheet’е у IRF1010 – 1МГц, и насколько такое предположение правдоподобно?
И где ещё я мог напортачить?

Напряжения измерял в холостую т.е. без нагрузки на выходе.

Заранее благодарен за ответы и рекомендации!

[Herz]

И вот вопрос к уважаемой общественности:
IRF1010 не подходит и нужен другой?

На 60 (шестьдесят) ампер полевик?! А помельче ничего не нашлось? Скорее всего, Linear Techology имели в виду ZVN4424. Сравните характеристики сами: ZVN4424A.pdf

[yakub_EZ]

Ну наконец-то, кому то живая схема понадобилась
Для начала раскажите какое напряжение вам нужно и тот ли у вас чип, 1946? Скорее всего вашу схему губит низкое VGS(th) Gate Threshold Voltage 2.0 ––– 4.0 V у IRF1010. Попробуйте добавить пару вольт питания и проблема должна уйти. Если получится значит транзистор надо взять с меньшим напряжением на затворе. А также возможно проблема в большом сопротивлении дроселя

[Karaox]

Спасибо за ответы!

На 60 (шестьдесят) ампер полевик?! А помельче ничего не нашлось? Скорее всего, Linear Techology имели в виду ZVN4424.

Честно экспроприировать с работы можно было только этот
ZVN4424 - изучу обязательно.

Для начала раскажите какое напряжение вам нужно и тот ли у вас чип, 1946?

Мне нужно напряжение 55, максимум 60 В (это лимитируется другой частью "прибора"). Т.е. фактически половину от того, что может "схема".
Точное название моей LT1946 - LT1946EMS8.

Скорее всего вашу схему губит низкое VGS(th) Gate Threshold Voltage 2.0 ––– 4.0 V у IRF1010. Попробуйте добавить пару вольт питания и проблема должна уйти. Если получится значит транзистор надо взять с меньшим напряжением на затворе.

К сожалению не получилось - выходное напряжение даже немного снизилось (примерно на вольт) и нагрев "на глазок" усилился, кроме того потребление всей схемы выросло до 1А, а это для моего приложения неприемлемо много

А также возможно проблема в большом сопротивлении дроселя

Тут, к сожалению, я просто не знаю что сказать. Нужна другая индуктивность? Сопротивление использованной - меньше ома.
В качестве альтернативы я рассматривал - LQH6PPN6R8M, 6.8мкГн 20% 2424, чип - индуктивность (SMD) Максимальный постоянный ток,мА 2850
Активное сопротивление,Ом - 0.028

[yakub_EZ]

К сожалению не получилось - выходное напряжение даже немного снизилось (примерно на вольт) и нагрев "на глазок" усилился, кроме того потребление всей схемы выросло до 1А, а это для моего приложения неприемлемо много

Не успевает IRF1010 открываться с периодичностью 1.2 мегагерца. Либо берите другой контроллер, либо транзистор.

[Karaox]

Не успевает IRF1010 открываться с периодичностью 1.2 мегагерца. Либо берите другой контроллер, либо транзистор.

Вот и я что-то такое подозревал!!!
Не порекомендуете ли какой-нибудь транзистор? Дело в том, что те datasheet’ы, которые я пролистал по этому поводу, говорят чаще всего только о 1 МГц и не больше не меньше.
Исключение, которое я нашёл - BSP75N, HITFET 60V 0.7A – в его datasheet’е приводятся диаграммы функционирования аш до 1000 МГц, хотя я не уверен, что понял это правильно. Про него написано, что он для «switching applications» + в нем различные защиты.

 BSP75N.pdf ( 257.75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 130

[yakub_EZ]

Karaox К вашей радости тут исключений много больше. BSZ42DN25NS3 например от Infineon. Взял по принципу меньшего заряда по переключению. Вообще и IRF1010может заработать, но токи его переключения могут свести на нет все преимущества схемы. Схема переходит в пульсирующий режим из за несовершенства усилителя ООС контроллера. Средний ток в режиме включения порядка 120 мА. А вообще, возьмите в симуляторе пробегитесь по транзисторам, найдёте свой, с лёгким затвором и нужным напряжением

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 1946hv.rar ( 833 байт ) Кол-во скачиваний: 24