Мощный импульс акустического сигнала, Источник энергии. Опции

[InvisibleFed]

Здравствуйте. Есть задача выдать на пьезоизлучатель (полное сопротивление 1-1,5 кОм) акустический фазоманипулированный сигнал амплитудой примерно 400В. Длительность излучения -50 мс. Источник питания - 12В. Сигнал выдается с кодека. Никогда с таким вопросом дела не имел, поэтому не знаю где копать. Ясно, что видимо нужен внушительный накопитель энергии, работающий в ключевом режиме (заряд-разряд). Подскажите где почитать про решение подобной задачи, про общий принцип реализации и на какой элементной базе в современном мире она решается. Вообщем, ткните носом в азы и где копать. Спасибо.

[InvisibleFed]

Был в командировке - не мог писать. Я не из разведки, но суть правильная - задача из гидроакустики. Передавать информацию само-собой =). Microwatt, все еще надеюсь на пояснение от Вас. Столько споров вокруг трансформатора. Не зная истины, боюсь только нехилых размеров получиться трансформатор... Ох уж эта механика...

[Microwatt]

Был в командировке - не мог писать. Я не из разведки, но суть правильная - задача из гидроакустики. Передавать информацию само-собой =). Microwatt, все еще надеюсь на пояснение от Вас. Столько споров вокруг трансформатора. Не зная истины, боюсь только нехилых размеров получиться трансформатор... Ох уж эта механика...

Видите ли, на бегу все проблемы могут показаться простыми, но я называю то, что пришло бы мне в голову как вариант в первую очередь, если бы мне такую задачу поставили. И как я еще ее понял тоже вопрос....
Я бы просто через нерегулируемый двухтактник поднял напряжение до вольт 400-500. Это достаточно компактная схема на колечке или Ш-образном феррите сечением около 1см на частоте килогерц 50-80. Возможно, напряжение 400 вольт нужно еще и стабилизировать, я не знаю характеристик излучателя...
Зарядивши от него конденсатор- накопитель работал бы далее по звуковому сигналу мостовым (или даже полумостовым) коммутатором на полевиках. Для них 12 кГц - бег на месте.
Трансформатор же на 12 кГц - да, конструктивно проблема. В железо эти частоты уже не лезут, а в ферриты - еще не лезут. Пермаллои ленточные сейчас непопулярны, их нет. Потому, нужно вопросы с нужным напряжением сместить в сторону высоких частот и конструктивно разумных моточных.

[jam]

Трансформатор же на 12 кГц - да, конструктивно проблема. В железо эти частоты уже не лезут, а в ферриты - еще не лезут.

Феррит нужно с зазором брать - тогда не насытится, самые большие Е переваривают киловатт - есть ещё PM-core

[Microwatt]

Феррит нужно с зазором брать - тогда не насытится, самые большие Е переваривают киловатт - есть ещё PM-core

Есть вещи, на которые можно дать абсолютно уверенный ответ.
Зазор тут вообще ни при чем. Не надо вгонять в насыщение подмагничиванием.
Не знаю за самые большие, но далеко не самые большие Е65 переваривают 3-4 киловатта всего на 50 кГц и ничего с ними не случается. С обдувом, конечно. А вот РМ.... сомневаюсь..

Правильно ли понял - повышаем напряжение, заряжаем емкость, выплевываем энергию на ... что? Принцип трансляции аналогового сигнала?
У меня в голове пока тупое (потому что банальное) и не слишком простое решение в виде повышение напряжения источника питания до 400В, зарад емкости, коммутация этого добра на усилитель класса D, или работающий на этих же принципах.

Да, вчерне идея о высоком рабочем и накоплении/ сглаживании потребления в импульсе - так.
Но дальше... нам всем часто мешает зашоренность - привычка любую задачку подогнать по решению к той, что решали в классе вчера.
Усилитель класса D предполагает высокочастотную (порядка 100-200кГц )ШИМ- модуляцию для получения низкочастотоного (звукового) сигнала сложной формы с приемлемыми искажениями.
Вам это ни к чему. Вы прямо из этих 400 вольт можете мостом-полумостом подавать 12 кГц на излучатель в виде прямоугольных импульсов или немного подвалить фронты пассивным LC- фильтром. При такой частоте для управления полевиками сгодятся даже ширпотреб-оптроны. У них полоса 70-150 кгц легко.
И с выхода МК сформируете непринужденно через оптроны все ЧМ, ФМ, и все, что нужно.

[jam]

Есть вещи, на которые можно дать абсолютно уверенный ответ.
Зазор тут вообще ни при чем. Не надо вгонять в насыщение подмагничиванием.
Не знаю за самые большие, но далеко не самые большие Е65 переваривают 3-4 киловатта всего на 50 кГц и ничего с ними не случается. С обдувом, конечно. А вот РМ.... сомневаюсь..

В насыщение вгонял на переменном токе - E27 N49 на 20кгц дают 1.7квт, на 12кгц будет 1квт. Давно этим не занимался и не знал, что появились в продаже E65 - самые большие 10 лет назад были PM - но у них с теплоотводом от провода плохо, поэтому 3-4квт они не дают. А в импульсе это хорошее решение, потому что рассеянье меньше.
А транс всё-равно не мешает поставить, хотя он и больше по размеру чем просто L.

[Microwatt]

В насыщение вгонял на переменном токе - E27 N49 на 20кгц дают 1.7квт, на 12кгц будет 1квт.

Jam, трансформатор на переменном токе НИКОГДА не входит в насыщение. При сколь угодно большой передаваемой мощности, до плавления меди в обмотках. По определению, магнитный поток в трансформаторе равен НУЛЮ.
Самый опасный режим - работа на холостом ходу. Если при этом он не насыщается, то не будет насыщаться никогда.
Все, что приводит к насыщению, связано с подмагничиванием на постоянном токе.

Сообщение отредактировал Microwatt - Feb 5 2010, 11:45

[Herz]

Jam, трансформатор на переменном токе НИКОГДА не входит в насыщение. При сколь угодно большой передаваемой мощности, до плавления меди в обмотках. По определению, магнитный поток в трансформаторе равен НУЛЮ.
Самый опасный режим - работа на холостом ходу. Если при этом он не насыщается, то не будет насыщаться никогда.
Все, что приводит к насыщению, связано с подмагничиванием на постоянном токе.

Не могу согласиться, кстати. Слишком высокий размах индукции запросто заведёт сердечник в насыщение при совершенно симметричной её форме. Трансформатор может даже не успеть понять, что в токе первички нет постоянной составляющей.

[Microwatt]

Не могу согласиться, кстати. Слишком высокий размах индукции запросто заведёт сердечник в насыщение при совершенно симметричной её форме. Трансформатор может даже не успеть понять, что в токе первички нет постоянной составляющей.

Чтобы трансформатор "понимал" рассчитайте правильно ток холостого хода. Не превышайте оту самую индукцию.
А далее - он не войдет в насыщение ПРИ ЛЮБОЙ нагрузке.
Мы опускаем часто первую формулу из букваря по ТОЭ за практической ненадобностью:
Ф1=сигма Фi
Что в переводе означает: "алгебраическая сумма магнитных потоков, создаваемых всеми обмотками в трансформаторе равна нулю".

[Herz]

Чтобы трансформатор "понимал" рассчитайте правильно ток холостого хода. Не превышайте оту самую индукцию.
А далее - он не войдет в насыщение ПРИ ЛЮБОЙ нагрузке.
Мы опускаем часто первую формулу из букваря по ТОЭ за практической ненадобностью:
Ф1=сигма Фi
Что в переводе означает: "алгебраическая сумма магнитных потоков, создаваемых всеми обмотками в трансформаторе равна нулю".

Оно канешно. Правда, в идеальном трансформаторе. Я к тому, что постоянная составляющая тут вроде ни при чём. Да и "при любой нагрузке" - опять же, сильно. Можно ж понять буквально. А что, если она не симметрична?

[Microwatt]

Оно канешно. Правда, в идеальном трансформаторе. Я к тому, что постоянная составляющая тут вроде ни при чём. Да и "при любой нагрузке" - опять же, сильно. Можно ж понять буквально. А что, если она не симметрична?

Понимать так и нужно. При любой нагрузке, на переменном токе.
Любая нессимметричность - подмагничивание постоянным током. Это уже не режим трансформатора, это дроссель с подмагничиванием. Он должен рассчитываться на определенный ток подмагничивания.

[jam]

Понимать так и нужно. При любой нагрузке, на переменном токе.
Любая нессимметричность - подмагничивание постоянным током. Это уже не режим трансформатора, это дроссель с подмагничиванием. Он должен рассчитываться на определенный ток подмагничивания.

Увы постоянного тока через трансформатор не течёт, поскольку его обычно от остальной схемы отделяют конденсатором . Трансформатор в данном случае работает как запасающий дроссель, компенсирует ёмкость керамики, а за одно может быть датчиком тока( компенсированный с помощью RCотвод) и г.развязкой. Выходной каскад делается как источник тока.

[alexkok]

Увы постоянного тока через трансформатор не течёт, поскольку его обычно от остальной схемы отделяют конденсатором .

В двухтактных трансформаторных усилителях постоянный ток возникает из-за несимметричности плеч.

[jam]

В двухтактных трансформаторных усилителях постоянный ток возникает из-за несимметричности плеч.

И каким образом он пролазит через конденсатор? Он может образоваться только в самом трансформаторе при насыщении, если конечно этот усилитель такой кривой.

[alexkok]

И каким образом он пролазит через конденсатор? Он может образоваться только в самом трансформаторе при насыщении, если конечно этот усилитель такой кривой.

Посмотрите на схему по ссылке в посте 26.

[jam]

Посмотрите на схему по ссылке в посте 26.

Ничего не имею против такой реализации оконечника, по драйверам и прочему на схеме однако большие сомнения. Чтобы избежать подмагничивания можно сделать комплиментарный полумост с конденсатором на выходе.

[Herz]

Чтобы избежать подмагничивания можно сделать комплиментарный полумост с конденсатором на выходе.

А что это такое: комплИментарный полумост с конденсатором на выходе?

[jam]

А что это такое: комплИментарный полумост с конденсатором на выходе?

А это когда сверху p-транзистор , а снизу п-транзистор , а посредине конденсатор.

[Herz]

А это когда сверху p-транзистор , а снизу п-транзистор , а посредине конденсатор.

В любом случае не от слова комплимент. А изобразить не смогли бы? А то что-то мысль не улавливаю...

[jam]

В любом случае не от слова комплимент. А изобразить не смогли бы? А то что-то мысль не улавливаю...

Вот - надеюсь Ваша фантазия дорисует http://electronix.ru/forum/style_images/1/...e_types/pdf.gif

Прикрепленные файлы

 pnc.pdf ( 5.32 килобайт ) Кол-во скачиваний: 71

 

[Herz]

Вот - надеюсь Ваша фантазия дорисует http://electronix.ru/forum/style_images/1/...e_types/pdf.gif

Да вот только боюсь, что что-нибудь не то... А куда второй конец конденсатора? К обмотке трансформатора? А дальше? Просто известная мне схемотехника полумостов содержит в остальных двух плечах конденсаторный делитель, так что этот вроде выходит лишним. А смысл комплементарной пары? Упростить управление? Так это только для низковольтного питания хорошо. Да и то не всегда...

[jam]

Да вот только боюсь, что что-нибудь не то... А куда второй конец конденсатора? К обмотке трансформатора? А дальше? Просто известная мне схемотехника полумостов содержит в остальных двух плечах конденсаторный делитель, так что этот вроде выходит лишним. А смысл комплементарной пары? Упростить управление? Так это только для низковольтного питания хорошо. Да и то не всегда...

Я и не предлагал это от 400в запитывать(хотя можно), ну а в остальном нужно только немного напрячь фантазию - чего и Вам желаю.