На чем собрать источник тока 50В, 5A, DC/DC, точный, стоимость неважна - т.к. единичный экземпляр Опции

[Filov]

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

[Валентиныч]

Соглашусь с tntsasha и Tanya. И добавлю.: истина по середине.
Для обеспечения пристойного КПД (что не главное, главное - стабильный температурный режим, который ухудшается с уменьшением КПД) следует применить любой ШИМ источник напряжения. А для обеспечения минимума пульсаций - параметрический (линейный) регулятор, как вторая ступень.
На выходе ШИМ - напряжение ~ на 5-7 вольт больше, чем нужно на выходе устройства в целом. Эти 5-7 вольт нужны для обеспечения комфортной работы линейника.
В первом плече - MOFSET, управляемый камнем (168 Мега - явный перебор, вполне хватит и 8-ки), с частотой преобразования 20-100 кГц (как пойдет), затем хороший LC фильтр, и с него уже на параметрику. Контроль тока - шунтом в цепи электромагнита.
Алгоритм примерно такой:
1) Задаем ток в цепи магнита (наборной панелью, кнопиками с ЖК-дисплеем, не важно...).
2) В зависимости от требуемого тока выставляем ШИМ (вполне хватит 8-10-разрядного, стандартного ШИМа на любом таймере любой Меги, главное, обеспечить на выходе ШИМа напругу не 5-7 вольт больше, чем требуется на выходе) и опорное в управляющей цепи параметрики (здесь потребуется ЦАП, не менее, чем 12 разрядов, какой, с ходу не подскажу, не спец, но для разрешения порядка 10-50 мВ, при 50 вольтовом диапазоне выходных напряжений не менее того).
3) Штатным АЦП Меги измеряем напругу на токовом шунте (не исключено, что потребуется усилиться, при этом использовать внутренний операционник-компаратор камня не рекомендую). По его данным корректируем параметры ШИМ и опорного ЦАП, придерживаясь требуемой разницы напряжений на выходе первой и второй ступени источника.
4) При необходимости, включаем собственные мозги и пишем ветку кода, управляющую скоростью нарастания/снижения напряжения в рабочей цепи.

Задача не тривиальная, но вполне решаемая. На таком принципе лет 10 назад делал лабораторный ИП с очень низкими пульсациями на выходе. Правда, там задача стояла немного другая - требовалось задавать на выходе и напряжение, и ток. В диапазоне 0-3 А (дискрет 10 мА) и 0-30 В (дискрет 10 мВ).
Значения ШИМ и ЦАП прошивались в РФ-ку, но это значения не имеет.
Пульсации на выходе были менее 100 мкВ, и 100 мкА. И это не предел...

[Filov]

В первом плече - MOFSET, управляемый камнем (168 Мега - явный перебор, вполне хватит и 8-ки), с частотой преобразования 20-100 кГц (как пойдет), затем хороший LC фильтр, и с него уже на параметрику.

В принципе atmega в FastPWM может выдать и тактовой частоте 12MHz может выдать ШИМ c частотой 12000/256=50kHz при использовании восьмибитного таймера-счетчика. Этого насколько я понимаю должно быть достаточно.

2) главное... опорное в управляющей цепи параметрики (здесь потребуется ЦАП, не менее, чем 12 разрядов, какой, с ходу не подскажу, не спец, но для разрешения порядка 10-50 мВ, при 50 вольтовом диапазоне выходных напряжений не менее того).

Т.е. фактически усиление мощности напрмер на биполярном каскаде с ЦАП?

3) Штатным АЦП Меги измеряем напругу на токовом шунте (не исключено, что потребуется усилиться, при этом использовать внутренний операционник-компаратор камня не рекомендую). По его данным корректируем параметры ШИМ и опорного ЦАП, придерживаясь требуемой разницы напряжений на выходе первой и второй ступени источника.

Думаю стоит поставить внешний АЦП - внутренний мне кажется точнее 8 бит с трудом...

4) При необходимости, включаем собственные мозги и пишем ветку кода, управляющую скоростью нарастания/снижения напряжения в рабочей цепи.

Я думаю можно подсмотреть у кого-то. Главное из кучи всего выбрать то что нужно. А самое главное не изобретать велосипед - тем более с таким уровнем подготовки как у меня

Задача не тривиальная, но вполне решаемая. На таком принципе лет 10 назад делал лабораторный ИП с очень низкими пульсациями на выходе. Правда, там задача стояла немного другая - требовалось задавать на выходе и напряжение, и ток. В диапазоне 0-3 А (дискрет 10 мА) и 0-30 В (дискрет 10 мВ).
Значения ШИМ и ЦАП прошивались в РФ-ку, но это значения не имеет.
Пульсации на выходе были менее 100 мкВ, и 100 мкА. И это не предел...

Буду надеяться....

На мой взгляд, неправильная у Вас идеология - централизованное управление...

Иначе похоже никак. Те алгоритмы, которые требуются, можно реализовать только на PC. А от конечных модулей - систем управления механикой, источниками питания, системами сбора данных требуется выполнять лишь простейшие действия. Иначе очень сложно.

Лучше (я так думаю) - аналоговое управление, которое легче и быстрее настроить. А задатчик цифровой - Ваш 20-разрядный ЦАП. И продуманные защиты от сбоев программы и проч.

Т.е. фактически ЦАП управляет не полумостом или мостом а каскадом биполярников?

Почему у них шим? Нравится им... А можно сделать и трех-четырех каскадную, если трансформатор с отводами... Можно и ШИМ, следящий за напряжением на проходном транзисторе (ах). Можно и тиристорный выпрямитель... Что хотите...

Вот... Сложно выбрать и понять суть.

Для контороля поставьте стрелочный прибор в точку рассогласования тока... Не шучу...

Не понял - что за точка рассогласования тока?

Судя по тем фразам, которые Вы пишите про управление...
Вот такой совет...
Соберите сначала ту часть, которая стабилизирует напряжение...
Возьмите хороший стрелочный (на худой конец - цифровой) амперметр и, глядя на стрелочку, покрутите ручками подстройку (задатчик напряжения - fine) - поработайте системой управления - прочувствуйте все это спинным мозгом - почти все вопросы отпадут...
Может и ethernet расхочется.... сам собой.

Т.е. собрать линейную часть на биполярниках и поуправлять ей например потенциометриком?

Может и ethernet расхочется.... сам собой.

Сложно сказать - надо попробовать как Вы советуете...