Перестраиваемый в широком диапазоне StepDown, посоветуте топологию Опции

[XVR]

Господа, посоветуйте как сделать 2 StepDown преобразователя:

1) Источник тока, перестраиваемый (в цифровом виде) в диапазоне от 1mA до 10A с точностью 0.1% (пульсации того же порядка ~ 0.05%). Возможна реализация с делением на диапазоны и перестройкой внутри них, но опять же переключение должно осуществляться цифровым способом

2) Источник напряжения, перестраиваемый (в цифровом виде) от 0.5V до 30V с точностью 0.1V (пульсации порядка 10mV). Так же возможна реализация с диапазонами

[ikm]

Господа, посоветуйте как сделать 2 StepDown преобразователя:

2) Источник напряжения, перестраиваемый (в цифровом виде) от 0.5V до 30V с точностью 0.1V (пульсации порядка 10mV). Так же возможна реализация с диапазонами

Возможно применить цифровой потенциометр. Поставить в качестве делителя обратной связи преобразователя. Если взять 2-ух канальный на 256 шагов, то вроде перекрывает ваш диапазон.

[MikeSchir]

Господа, посоветуйте как сделать 2 StepDown преобразователя:

1) Источник тока, перестраиваемый (в цифровом виде) в диапазоне от 1mA до 10A с точностью 0.1% (пульсации того же порядка ~ 0.05%). Возможна реализация с делением на диапазоны и перестройкой внутри них, но опять же переключение должно осуществляться цифровым способом

Диапазон регулирования Imax/Imin = 10000 и точность 0,1%? Даже Цифре не по силам. Советую ещё раз подумать над этим заданием. Напрашивается несколько преобразователей или вариант с несколькими силовыми частями и несколькими токовыми шунтами. Но во всех случаях датчик тока на выходе.

2) Источник напряжения, перестраиваемый (в цифровом виде) от 0.5V до 30V с точностью 0.1V (пульсации порядка 10mV). Так же возможна реализация с диапазонами

Это проще, но если делать с одной ступенью преобразования, на постоянной частотой преобразования вряд ли получится. Опять же зависит от диапазона тока нагрузки.
А как Вы сами то думаете делать? Мысли есть?

[Oxygen Power]

Цифровая часть для точной установки тока и напряжения вполне решаема.
Где найти опорный источник напряжения с точностью не хуже, чем 0,1%?

[XVR]

Задание токов и напряжений не проблема. Опорники точнее чем 0.1% есть (например AD45xx серия - 0.02%), а диапазон можно порезать на несколько.
Я вижу гораздо большую проблему с самими StepDown.
Для токового преобразователя хотелось бы, что бы он работал в CCM (при DCM будут большие пульсации, которые непонятно чем давить - большую емкость на выход не поставишь, а LC фильтр на 10A я даже боюсь себе представить). При этом в диапазоне 1:10000 обеспечить CCM при ШИМ управлении мне кажется невозможным вообще, а частотное управление (типа Constant On или подобного) даст изменение частоты в тех же пределах, от чего явно поплохеет фирритам (да и MOSFET возможно тоже)

Собственно в этом и проблема.

Переключение диапазонов эту проблему решит, но я не представляю, как и чем их можно переключать Коммутировать дросели с помощью реле мне кажется 'несколько' ненадежно (и вообще нереально), а комутация MOSFET'ами так же представляется несколько затруднительной (учитывая токи и импульсы, которые там будут)

Делать несколько параллельных конверторов на разные токи тоже как то не хочется - уж очень громоздко получается

[Oxygen Power]

Для регулировки напряжения вам нужен синхронный преобразователь. Для регулировки тока - электронный ключ с обратной связью и контролем падения напряжения на нём.

[MegaVolt]

Господа, посоветуйте как сделать 2 StepDown преобразователя:

1) Источник тока, перестраиваемый (в цифровом виде) в диапазоне от 1mA до 10A с точностью 0.1% (пульсации того же порядка ~ 0.05%). Возможна реализация с делением на диапазоны и перестройкой внутри них, но опять же переключение должно осуществляться цифровым способом

2) Источник напряжения, перестраиваемый (в цифровом виде) от 0.5V до 30V с точностью 0.1V (пульсации порядка 10mV). Так же возможна реализация с диапазонами

http://www.banggood.com/DP50V15A-DPS5015-P...-p-1072236.html

Только точность маловата. Ну и верить китайцам нельзя конечно. А так почти идеал

[XVR]

Для регулировки напряжения вам нужен синхронный преобразователь. Для регулировки тока - электронный ключ с обратной связью и контролем падения напряжения на нём.

Я в курсе. Вопрос в том, как обеспечить такой диапазон регулировки и не сжечь сам преобразователь.

Только точность маловата. Ну и верить китайцам нельзя конечно. А так почти идеал

Да, очень близко к тому, что мне надо. И цена вкусная

[Oxygen Power]

Я в курсе. Вопрос в том, как обеспечить такой диапазон регулировки и не сжечь сам преобразователь.

Похоже, что нет. В вашей схеме будет три или даже четыре преобразования.

[XVR]

Похоже, что нет. В вашей схеме будет три или даже четыре преобразования.

Хорошо. Я полный дуб, так что объясните мне (если не сложно) какими 'тремя или даже четырмя' преобразованиями можно покрыть диапазон регулирования в 4 порядка?

[Oxygen Power]

Предположим вы получили постоянное напряжение удовлетворяющее вашим требованиям. Это первое преобразование.
Второе преобразование - это ШИМ от 0 до 100% (синхронный преобразователь) для установки требуемого напряжения. И третье преобразование - ограничитель тока.

[XVR]

Предположим вы получили постоянное напряжение удовлетворяющее вашим требованиям. Это первое преобразование.
Второе преобразование - это ШИМ от 0 до 100% (синхронный преобразователь) для установки требуемого напряжения. И третье преобразование - ограничитель тока.

Вообще то речь шла о 2х совершенно отдельных преобразователях - отдельно стабилизатор напряжения и отдельно - стабилизатор тока.

Давайте пока ограничимся последним - стабилизатор тока. Вход его - DC достаточного вольтажа, так что никаких дополнительных преобразований на входе не нужно. А нужно только 3й пункт из вашего списка - ограничитель (точнее мне нужен импульсный стабилизатор) тока. Его совершенно точно можно сделать в виде одного преобразователя (например buck с обратной связью по току нагрузки), но только для фиксированного значения тока (либо подстраиваемого в небольших пределах).

Вопрос - можно ли (так же в виде одного преобразователя) сделать стабилизатор тока с возможностью перестройки в диапазоне 4х порядков и точностью 0.1%?

[Oxygen Power]

Вообще то речь шла о 2х совершенно отдельных преобразователях - отдельно стабилизатор напряжения и отдельно - стабилизатор тока.

Давайте пока ограничимся последним - стабилизатор тока. Вход его - DC достаточного вольтажа, так что никаких дополнительных преобразований на входе не нужно. А нужно только 3й пункт из вашего списка - ограничитель (точнее мне нужен импульсный стабилизатор) тока. Его совершенно точно можно сделать в виде одного преобразователя (например buck с обратной связью по току нагрузки), но только для фиксированного значения тока (либо подстраиваемого в небольших пределах).

Вопрос - можно ли (так же в виде одного преобразователя) сделать стабилизатор тока с возможностью перестройки в диапазоне 4х порядков и точностью 0.1%?

Одним источником эту задачу не решить. Об этом справедливо предупреждали выше. Чтобы уложиться в апертуру АЦП вам потребуется разбить источник тока на поддиапазоны.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Apr 6 2017, 13:45

[MikeSchir]

Для токового преобразователя хотелось бы, что бы он работал в CCM (при DCM будут большие пульсации, которые непонятно чем давить - большую емкость на выход не поставишь, а LC фильтр на 10A я даже боюсь себе представить). При этом в диапазоне 1:10000 обеспечить CCM при ШИМ управлении мне кажется невозможным вообще, а частотное управление (типа Constant On или подобного) даст изменение частоты в тех же пределах, от чего явно поплохеет фирритам (да и MOSFET возможно тоже)

Для полноты картины Вы не задали для источника тока максимальное напряжение на выходе. От этого будет зависеть на сколько "страшно" будет выглядеть LC фильтр для источника 12 В/100 А, вполне себе, умещается на ладони вместе с трансформатором и выходными конденсаторами.
И ещё. Вы не сказали Вам нужен именно источник тока с выходным импедансом равным бесконечности в большом частотном диапазоне или ограничитель тока (типа - защита по току). В первом случае C (конденсатор) не допустим!

от чего явно поплохеет фирритам (да и MOSFET возможно тоже)

а что сними может сделаться? Чего опасаетесь?

[XVR]

Одним источником эту задачу не решить. Об этом справедливо предупреждали выше. Чтобы уложиться в апертуру АЦП вам потребуется разбить источник тока на поддиапазоны.

Собственно это я и хотел услышать. Хотя в тайне надеялся, что все же есть какие нибудь решения

ЗЫ. И все еще надеюсь

Для полноты картины Вы не задали для источника тока максимальное напряжение на выходе.

50W. Максимальный ток 10A при 5V, затем до 30V максимальный ток линейно уменьшается до 1.7А

И ещё. Вы не сказали Вам нужен именно источник тока с выходным импедансом равным бесконечности в большом частотном диапазоне или ограничитель тока (типа - защита по току).

Первое

В первом случае C (конденсатор) не допустим!

Я в печали (Хотя я и догадывался)

а что сними может сделаться? Чего опасаетесь?

На низких частотах ферриты перестанут работать (будут большие потери). На высоких частотах перестанут работать MOSFET'ы (будут большие динамические потери), да и у феритов есть ограничения и сверху. На постоянных частотах (ШИМ регулятор) при малых d будут очень короткие импульсы (короче переходных процессов при открытии и закрытии MOSFET'ов), от этого они сразу горят

[Corner]

Господа, посоветуйте как сделать 2 StepDown преобразователя:

1) Источник тока, перестраиваемый (в цифровом виде) в диапазоне от 1mA до 10A с точностью 0.1% (пульсации того же порядка ~ 0.05%). Возможна реализация с делением на диапазоны и перестройкой внутри них, но опять же переключение должно осуществляться цифровым способом

2) Источник напряжения, перестраиваемый (в цифровом виде) от 0.5V до 30V с точностью 0.1V (пульсации порядка 10mV). Так же возможна реализация с диапазонами

Источник тока с точностью в доли микроампер. Коммутировать 10 А с такими утечками уже задача. Разве, реле подойдет.
Источник напряжения реализуем на двухпозионке. Но требуется переразмерить дроссель, чтобы вписаться по пульсациям (доп. фильтр испортит отклик по изменению нагрузки). Диапазонность не требуется.

[Yuri7751]

Коммутировать 10 А с такими утечками уже задача.

Проблема не в коммутации - пусть ток течёт, как хочет. Проблема в измерении этого тока. Какое напряжение обратной связи вы себе можете позволить при 10А? 1В? Ну пусть, хотя это уже 10 Вт со всеми вытекающими. Тогда вам придётся стабилизировать это напряжение с точностью 1mV. Ага с учётом температурных дел, пульсаций, дрейфа ОУ, шунта и опорного и т.д. Хотите, чтоб меньше грелось - добро пожаловать в микровольты
Ну и 4 порядка - только с переключением (реле?) токоизмерительных шунтов.

[Plain]

Источник тока создаётся посредством полумоста на двух NMOS, синхронном драйвере затворов и компараторе, по топологии понижающего стабилизатора

При ШИМ регулировании в ССМ не удасться остаться, при частотном (например Constant On) будет очень большой диапазон частот, что отрицательно (вплоть до фатального) скажется на феритах да и на NMOS тоже

Вы продолжаете о чём-то о своём, потому что вышепредложенная схема однозначно всегда работает, всегда в PWM, всегда в CCM, всегда на одной частоте, всегда в любом диапазоне токов и всегда без чего-либо фатального. Её без проблем калибровать на лету, поэтому можно собрать из опилок, включая датчик тока из дорожки ПП.

Применительно же к Вашим хотелкам, БП логично разделить на два — линейный до 100 мА и гибридный до 10 А.

[XVR]

Вы продолжаете о чём-то о своём, потому что вышепредложенная схема однозначно всегда работает, всегда в PWM, всегда в CCM, всегда на одной частоте, всегда в любом диапазоне токов и всегда без чего-либо фатального.

Я об одном - может ли монолитный (не состоящий из 2х или более комбинированных БП, как вы предлагали) buck конвертер на лету перестраиваться (без каких либо комутаций дроселей и вообще всего, что входит в силовую часть) в диапазоне 10000 (от минимума до максимума)? Если да, то какая для этого должна быть топология?

Применительно же к Вашим хотелкам, БП логично разделить на два — линейный до 100 мА и гибридный до 10 А.

Такой вариант понятен и в общем то тривиален

[Oxygen Power]

XVR, найдите в формуле 2^y число "y". Это число будет разрядностью вашего АЦП. Результат зависит от количества значений в указанном диапазоне измерения с учётом точности.

[XVR]

XVR, найдите в формуле 2^y число "y". Это число будет разрядностью вашего АЦП. Результат зависит от количества значений в указанном диапазоне измерения с учётом точности.

ЦАП вы хотели сказать?
Я еще раз повторяю вопрос - меня не интересует, как задать значение в заданном диапазоне и с заданной точностью (я знаю как это сделать). Меня интересует, будет ли преобразователь работать в этом диапазоне?

Oxygen Power - вы свой ответ на этот вопрос дали: нет.
Ответ от Plain (насколько я понял) - да, но все же хотелось бы от него получить подтверждение.

По поводу ЦАП - мне не нужен диапазон 10000 с абсолютной точностью в 1. Мне нужна относительная точность в 0.1% (т.е. 10 на максимуме). Это вполне можно сделать 2мя ЦАПами, выход первого подать на вход ref второго. На выходе получим N1*N2. Если взять ЦАП1 4х битным, а ЦАП2 - 10 битным, то получится диапазон в 16384 с точностью лучше 0.1%
Ну или сразу взять 14 битный ЦАП

[Plain]

может ли монолитный (не состоящий из 2х или более комбинированных БП, как вы предлагали) buck конвертер на лету перестраиваться (без каких либо комутаций дроселей и вообще всего, что входит в силовую часть) в диапазоне 10000 (от минимума до максимума)? Если да, то какая для этого должна быть топология?

Может — по-прежнему та же самая первая предложенная топология синхронного полумоста, создаёт любой средний ток, включая ноль и плюс-минус теоретически бесконечность.

[Oxygen Power]

ЦАП вы хотели сказать?
Я еще раз повторяю вопрос - меня не интересует, как задать значение в заданном диапазоне и с заданной точностью (я знаю как это сделать). Меня интересует, будет ли преобразователь работать в этом диапазоне?

Oxygen Power - вы свой ответ на этот вопрос дали: нет.
Ответ от Plain (насколько я понял) - да, но все же хотелось бы от него получить подтверждение.

По поводу ЦАП - мне не нужен диапазон 10000 с абсолютной точностью в 1. Мне нужна относительная точность в 0.1% (т.е. 10 на максимуме). Это вполне можно сделать 2мя ЦАПами, выход первого подать на вход ref второго. На выходе получим N1*N2. Если взять ЦАП1 4х битным, а ЦАП2 - 10 битным, то получится диапазон в 16384 с точностью лучше 0.1%
Ну или сразу взять 14 битный ЦАП

Вам будет нужен и АЦП, чтобы контролировать процесс. А на ваш вопрос я ответил. Если не поняли, тогда сюда: http://atkritka.com/295535/

[XVR]

Вам будет нужен и АЦП, чтобы контролировать процесс.

Разумеется нужен, но с ним все более менее понятно, и спрашивать вроде не о чем: 2 (или 3) коммутируемых шунта и SigmaDelta АЦП. Шунты включены последовательно и комутируются путем их замыкания MOSFET'ами. Производится это все внешней схемой, и что бы низкоточный шунт не испарился в промежутке от того, как дали большой ток и до того как его замкнут MOSFET'ом, они (шунты) еще дополнительно зашунтированы встречно параллельно включенными диодами (половина диодного моста). Напряжения с каждого шунта снимается отдельно (у АЦП несколько дифференциальных входов)

Уточняю - это для внешнего контроля (показометр и переключение шунтов). Для собственно регулятора будут задействованы те же шунты, но обратная связь в схему управления пойдет без каких либо АЦП (уточнение для того что бы мне сейчас не начали рассказывать, что SigmaDelta слишком медленный и управлять от него преобразователем нельзя )

А на ваш вопрос я ответил.

Угу. На массу вопросов, которые я не задавал и в конце концов на один, который задавал
За все ответы спасибо.

Может — по-прежнему та же самая первая предложенная топология синхронного полумоста, создаёт любой средний ток, включая ноль и плюс-минус теоретически бесконечность.

Все ясно. Еще раз спасибо

[Oxygen Power]

XVR, в импульсных схемах катушка индуктивности может работать в 3-х возможных режимах:
- непрерывный;
- граничный;
- прерывистый (разрывный).

В вашем устройстве диапазон изменения рабочего тока, составляет 10000 раз. Чисто линейный способ преобразования здесь не подходит из-за больших потерь. Значит надо обратить внимание на гибридный подход для решения этого вопроса. Как предлагал выше - хорошо смотрится синхронный ШИМ преобразователь (полумост). На выходе этого преобразователя стоит LC фильтр. Индуктивность L одна на весь диапазон нагрузок. Выбираем эту индуктивность из своих конструктивных соображений и определяем её параметры, чтобы при максимальном токе её сердечник не входил в насыщения. Для больших токов эта индуктивность будет работать в режиме непрерывных токов, а при токе 1 мА эта индуктивность будет работать в режиме прерывистого тока. Значит для разных нагрузок у вас созданы разные условия для источника из которого вы собираетесь получить измерительный инструмент. На самом деле сложное устройство.
Поэтому вам придётся разбить весь диапазон на части. Единицы миллиампер обеспечит классический линейный источник тока. Для больших нагрузок - импульсный преобразователь с разбивкой на 2-3 поддиапазона. Вот что собственно пытался донести в своих коротких сообщениях.

P.S. Попробуйте перекрыть весь диапазон с участием одного преобразователя, но интуиция подсказывает, что требуется комплексный подход.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Apr 7 2017, 16:21

[XVR]

Вы правы. И Plain предложил тоже самое - импульсный преобразователь + линейный.
Устройство действительно весьма не простое, даже черезчур

[Plain]

2 (или 3) коммутируемых шунта ... ясно

Это вряд ли. Я вот, например, говорил о единственном шунте в виде дорожки ПП, на весь диапазон БП.

[Oxygen Power]

Попробуйте такой вариант схемы:


Сообщение отредактировал Oxygen Power - Apr 8 2017, 03:37

[axalay]

Просматривал форум и наткнулся. Одному товарищу как раз интересен второй пунт - регулируемый выход с постоянным током. К чему то автор вопроса пришел? Вообще даже интересует красивое решение, если даже 4 - 8 фиксировнных напряжений в диапазоне от 3.3 до 30 вольт. Ток вроде товарищу надо около 30 ампер

[XVR]

Автор вопроса пришел к заказу с AliExpress готовых источников (упомянутых в сообщении №7). Они близки к требуемым параметрам, как придут - проверю. Если будут совсем г... (с Китаем это часто случается), снова вернусь к разработке.

Пока ясно видно, что разработка и изготовление явно выйдут на порядок (как минимум) дороже заказанных.

[axalay]

Автор вопроса пришел к заказу с AliExpress готовых источников (упомянутых в сообщении №7). Они близки к требуемым параметрам, как придут - проверю. Если будут совсем г... (с Китаем это часто случается), снова вернусь к разработке.

Пока ясно видно, что разработка и изготовление явно выйдут на порядок (как минимум) дороже заказанных.

Поднимем тему? Интересно решение. Сам в силовой электронике не силен
Вот что то отдаленно похожее есть у линеар, но не подходит
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3886fd.pdf