Выжмем невозможное из катушки!, Получение резких скачков тока. Опции

[Waso]

Здравствуйте!

Я должен сделать генератор для экспериментальной установки исследования импульсного магнитного поля. Необходимо как можно резче развивать и останавливать ток в катушке индуктивности. Поэтому ставить шунтирующий диод недопустимо, как и создавать другие возможные пути для отхода тока катушки. Сами катушки имеют индуктивность не больше десятка миллигенри. Величина напряжения, подаваемого на катушку не имеет значения. Важен ток - порядка десятка ампер. Также и частота возбуждения сравнительно низка: 100-30К герц, но важно получить резкие фронты (десятки-сотни наносек). Cм. рисунок: на графике зеленая линия - напряжение на конденсаторах, красная - ток через катушку. Осталось воплотить в жизнь ключ управляемый напряжением.

Насколько я понимаю транзисторы или тиристоры в качестве ключей использовать бесполезно - всеравно пробьет. Да и высоковольтные транзисторы обычно медленные. Пока остановился на лампах, но не имел с ними раньше дела и незнаю какой ток они могут пропустить. Возможно придется ставить в параллель несколько штук.

Срочно нужен совет! Спасибо.

Сообщение отредактировал Waso - Nov 20 2005, 17:26

[Waso]

_artem_ спасибо за ссылки! Некоторые оч полезные.

Stanislav Насчет трансформатора - ну это и так будет нечто вроде трансформатора, только геометрия его катушек будет необычной - это во-первых. А во вторых, не всякое влияние на поле катушки допустимо для минимизации ЭДС СИ, потомучто цель какраз и состоит в получении определенной структуры магнитного поля. Но мы в любом случае будем исследовать различные варианты намотки - увеличенный шаг, бифилярка Теслы, Купера и т.п.

Такчто если Вам известны способы уменьшения вредных выбросов в трансформаторах или что-то подобное - буду признателен если поделитесь.

TsAN Насчет разрядников и стабилитронов. Понимаете, в случае с катушкой они не закрываются как только напряжение падает ниже пробойного. Вернее какбы закрываются, но ЭДС СИ их снова пробивает. И внешне выглядит так, будто вообще не закрываются и катушка не только успевает перезарядить конденсатор, но и даже некоторое время успевает теч ток в обратную сторону! Видимо пока не рассосется ионизированный канал. По крайней мере в случае с газовым разрядником это установленный факт.

Насчет стабилитронов - надо пробовать. Там пробой туннельный. А вот условий возникновения туннельного эффекта (кроме высокого напряжения) я не припомню...

Совсем забыл про T=L/R. У меня что-то засело что катушка как и кондер быстрее разрядится через малое сопротивление...

Тогда можно включить параллельно с ключом резистор, сопротивление которого будет несколько меньше сопротивления закрытого ключа (в чем-то _artem_ был прав... ). Тогда условий для пробоя не возникнет. Вернее ЭДС СИ упадет, и ее можно будет варьировать величиной этого сопротивления. Тоесть играть с соотношением параметров "Фронт-Пробой".

...ЙО-МАЙО!!!..... Если верить симулятору, это мало помогает... Мягко говоря...

Сообщение отредактировал Waso - Nov 19 2005, 21:47

[TsAN]

Понимаете, в случае с катушкой они не закрываются как только напряжение падает ниже пробойного. Вернее какбы закрываются, но ЭДС СИ их снова пробивает. И внешне выглядит так, будто вообще не закрываются и катушка не только успевает перезарядить конденсатор, но и даже некоторое время успевает теч ток в обратную сторону! Видимо пока не рассосется ионизированный канал. По крайней мере в случае с газовым разрядником это установленный факт.

Так ведь имеющиеся емкости совместно с катушкой контур образуют - с начальными условиями в виде тока через катушку на момент коммутации. И дальнейший ход процесса в контуре зависит от эквивалентых потерь, которые гасятся стабилитроном или разрядником в момент пробоя. Как уже указал BWZ, для их увеличения надо максимально увеличивать напряжение на катушке, т.е. напряжение пробоя при использовании разрядника, напряжение стабилизации при использовании стабилитрона. IMHO, имеет смысл предварительно просто разряд катушки с параметрами Вашего контура в Spice'е прикинуть, - на предмет оценки величины ограничения напряжения на катушке, при которой характеристика спада тока Вас устраивает. Ибо, имея хотя бы ориентировочные цифры, Вам будет легче ориентироваться в предлагаемых вариантах аппаратной реализации Вашей схемы.

Удачи!