Если стоят защитные диоды - то основная часть возвращается в источник, т.к. ток разряда индуктивности течет против ЭДС источника.

Вот и предлагала Вам найти такие диоды вольт на 300+. Когда про напряжение спрашивала... Неявно.

Примерно так.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А чо не так? Все равно точность токового зеркала не получится, да и не нужна прецизионность для поддержания режима.

Да можно и так, только режим АВ плохо получится - выходные транзисторы будут практически (слишком сильно) закрыты. Или великоватый ток прийдется гнать через диоды.

Но неважно, точность автор не задавал, ну будет некоторая небольшая нелинейность вблизи нуля. Что-то не видно результатов его моделирования базовой схемы.

В эту схему так и просится шунт в заземленный конец индуктивности и быстрый ОУ в обратную связь

Я, вообще-то, вначале преполагал так: что эти силовые транзисторы будут питаться от какого-нить ОУ примерно под ампер выхода.
Тогда такую пару диодов можно ввести в обратную связь, и напряжение выхода окажется "приподнятым" над нулем на полвольта приблизительно (в обе стороны, с быстрым переходом через "мертвую" зону). Вот им и открывать транзисторы. Сквозной ток при этом исключается вообще, что есть плюс при такой мощности.

ЗЫ:
Наверное уже ни к чему, но все ж для полноты картины:
И как это мне сразу не пришло в голову сделать подпитку входов эмиттерными повторителями?! Это же гораздо выгоднее диодов - они ведь еще усиление по мощности дадут.
Просто тогда уже позднее время было, мозги не варили совсем)))))

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
V3,V4 - противофазный ШИМ нужной частоты с контроллера, ОУ - высоковольтный, на шунте рассеивается 10Вт

Это, конечно, хорошо. Но: индуктивность до 30 мкГн и частота на полтора порядка больше.

Сейчас у нас схема как предложил stells, но ОУ что нашли скоростной и максимально питаемый это AD818. Питается он по максимуму +/- 18В, транзисьторы питались от +/- 24В. На ВЧ мы включали ещё одну такую схему в мостовом включении. Из этой схемы мы выжили уже всё по максимуму. При индуктивности 30 мкГн, 300 кГц ток шёл 1,5 А. При 17 мкГн 2А.
Есть у неё минус. Это эмиттерный повторитель, повышать напряжение на транзисторах ничего не даст. ОУ более высоковольтные и скоростные не нашли в то время. В мостовом включении устойчивость резко падала. Пришла новая партия печатных плат и пошли шумы. Разницы с предыдущими печатными платами не нашли. Поэтому и стали искать другой вариант.
Сейчас заказали MP111 и LM3886, ждёмс

Тот токовый повторитель в мультисиме не заработал. Попробовал схему от rudy_b в 53 сообщении, то же что то не очень. Понравился результат от схемы от Меджикивис в 54 сообщении. Прогоняю по частотам и токам, подбираю элементы. Возможно что-то и получиться.

Ага, и ужасный, трудноподавляемый свист.

Я такую схему делал. Силовыми были два разнополярных мосфета. Вместо диодов на подпитке входов стояли стабилитроны (т.к. порог открывания мосфета - неск. вольт).
Реально семь потов сошло, пока возбуд давил - и это с чисто активной нагрузкой! - не удавалось подавить, пока не поставил ОУ особо устойчивый TCA0372. И то вч задавлено, всё RC-цепями увешано(((( (там не шире звукового диапазона требовалось.)
И то больше ампера раскачать не удалось - возбуд таки начинался.

Но без обратной связи там нельзя было: точность была нужна измерительная.

Так и не смог прилепить картинку со схемой с 5-ти попыток. В-общем, Титце, Шенк, Полупроводниковая схемотехника, раздел 15.7, Повышение нагрузочной способности интегральных операционных усилителей, рис. 15.21. Может, подойдет.

напряжение надо повышать, от 24В никак не получить ток в индуктивности 30мкГн амплитудой 6А за время 1,6мкс... посчитайте, вольт 100 надо

Так, на 300 кГц на 30 мкГн ток можно уменьшить до 2А. И не 24В, а +/- 24В. В мостовом включении будет все +/- 48В.

dI = dt*U/L = 1,6*10-6*24/30*10-6 = 1,28A

пс: это примерно конечно, если считать, что ток растет линейно

тема по высоковольтному усилителю на базе ОУ:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=26890

Если брать схему из двух ОУ в мостовой схеме, то напряжениеуже будет 48В, ток соответственно 2,56.

что-то мне непонятно, как Вы включаете мостом, если у Вас датчик токовый стоит последовательно с индуктивностью... да и вообще, зачем он нужен, шунт этот, если Вам все-равно, какой ток течет - не получается 6А? сойдет и 2А

Резистор не может быть шунтом, он же последовательно. Нужен он для обеспечения ОС для ОУ. Второй каскад берёт сигнал с выхода первого каскада с Ку=1.
И нам не всё равно какой ток течёт через индуктивность.

Да до сих пор не понятно, зачем здесь ОУ, если задача решается простым переключателем ±24 В с ограничением по току на уровне 6 А.

Переключателем не получится. Фронт на ВЧ не обеспечите. До нуля фронт не будет доходить. Появится постоянная составляющая как на положительных прямоугольниках так и в отрицательных.

Это Вы о каком-то своём преключателе говорите.

Вот примерно так оно может работать с LM3886(там для модели операционника введены параметры, делающие его похожим на LM3886). Проблема в том, что у LM3886 GBW=6МГц, а тут надо было бы 20, чтобы получить фронт 1.5мкс, причём благодаря усилению напряжения раз в 20, ОУ может быть существенно недокомпенсирован, но у LM3886 компенсация внутренняя, и ничего уже не сделать. Можно в принципе собрать подходящий ОУ на рассыпухе типа bc846.

Ага, это проблема, но решаемая. Вместо одного полевика (мосфета) ставится каскод на двух полевиках. После этого петля стабилизирует не ток в индуктивность, а ток в исток верхнего полевика каскода и устойчивость схемы сразу возрастает на порядок. Ну а ток стока на полевике в точности равен току истока, т.е. точность не страдает. Такая схема нормально работает и на индуктивной нагрузке.

Каскод на полевиках обеспечивает и еще одну полезную вещь - нет потери напряжения на выходе. Если сделать его на биполярах - то минимальное напряжение на выходе будет равно напряжению на базе верхнего транзистора. А на полевиках оно равно нулю (ну, точнее, падению на двух полностью открытых полевиках, т.е., примерно на 2х50 мОм).

Что-то у меня когнитивно диссонирует. В одном месте читаю про низкое выходное сопротивление полевика, а в другом - про то, что мы уже умеем управлять током в индуктивной даже нагрузке с помощью источника тока. В линейном, стало быть, режиме.

А вы переключитесь на когнитивное резонирование, может полегчает...

Как-то я не могу уловить, какую схему Вы представляете. Не могли бы Вы начертить? Можно без указания номиналов; надеюсь, что я пойму, что для чего.

Примерно такая.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Модельку набросал навскидку, модели деталья - какие нашлись, втаскивать что-то более современное лениво, да и не слишком нужно. Особенно это касается полевиков - модели, которые были - плоховаты, поэтому напряжения в затворах верхних транзисторов каскода +5(5pl) и -5(5mn) пришлось увеличить до +8 и -12 В соответственно, иначе плохо отпирались. На современных деталях +/-5 В хватит.
Диаграммы напряжений в схеме - тут.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На верхней осциллограмме - ток через индуктивность и входной сигнал (деленный на 0.2 (Rшунта) и инвертированный для удобства сравнения).
На второй - напряжение на индуктивности (V(VIND)) и стоках выходных транзисторов каскодов (V(VOUT1) и V(VOUT2)).
На нижней - напряжения на затворах нижних полевиков каскодов (V(VDRV1) V(VDRV2)).
Схема устанавливает выходной ток, равный входному напряжению (Vinp) деленному на сопротивление шунта R2(R4 во втором плече)=0.2 Ом. Подаваемый сигнал такой: 0 : +1В : -1В : 0, соответственно амплитуда тока +/- 5А. Резисторы R6 и R10 выводят схему в режим АВ.

То, что я говорил про преимущество каскода на фетах корошо видно в моменты времени 12 и 46 мкс, когда опер загоняет выходные каскады в насыщение. Видно, что напряжение на индуктивности в эти моменты равно напряжению питания (24 В). Если бы каскоды были на биполярах - то максимальные напряжения были бы -16 и +12 В.

RC цепочки между выходом опера и полевиком - стандартные, обеспечивающие работу опера при поганой емкостной нагрузке (вход фет). А вот цепочки R1C1 и C9R15 корректируют работу именно на индуктивную нагрузку. Без них схема работает, но будет заметный звон на переходах. Но все корректирующие цепочки - тоже нарисовал навскидку, можно сильно поаккуратничать.

Ну и еще, видно, что переключение тока с -5 до +5А занимает порядка 12 мксек. Это время определяется напряжением питания и индуктивностью и, практически, не зависит от схемы (ежели она правильная, ессно). Поэтому никакой речи о 300 кГц при токе +/- 5А, питании 24В и индуктивности 30 мкГ не идет. При этих параметрах максимальная частота (без потерь амплитуды) будет порядка 30 кГц.

Спасибо за проделанную работу и объяснения! Очень интересный пост.
Это очень правильно, что шунт включен в цепь истоков, а не катушки. (Я в цепь катушки включал: работает гораздо неустойчивее).

Имею теперь небольшие вопросы.

Почему? На насыщенном биполярнике остается менее 0.5V. (Больше конечно, чем на мосфете, но не на десяток же вольт?)

Я не очень осмысливаю вклад, который делают в такой схеме "верхние" мосфеты. Они включены по сути повторителями постоянного потенциала. Ток в цепи они не меняют, но снижают напряжение на стоке "нижних" мосфетов. Что это дает? - мосфет и так высоковольтный, будет ли у него на стоке 5v или 24 - какая разница?
Если верхние мосфеты убрать - что изменится в работе?

А это - принципиально. Схема стабилизирует ток в исток верхнего мосфета, а индуктивность в эту цепь не входит (почти), она отсечена верхним мосфетом. Поэтому схеме гораздо легче жить.


Да, но база верхнего биполяра будет подключена к +8 вольтам. Соответственно его коллектор не может опустится заметно ниже ее, т.е. минимальное напряжение будет 8 В. Аналигично в минусовой цепи коллектор не поднимется выше -12В.


Если в двух словах - то они изолируют индуктивность от генератора тока. Если их нет, то любые скачки напряжения на индуктивности через емкость сток-затвор попадут в схему генератора тока и он будет визжать как резаный, застабилизировать его практически не удасться.

А при наличии верхнего полевика - ток этой емкости (сток-затвор) замкнется на заземленный (по переменке) затвор и заглохнет. А в исток (в схему генератора тока) попадет лишь малая его часть, поэтому устойчивость генератора тока становится гораздо выше и можно добиться его работы без визгов.

Ну или, другими словами, он в десятки раз снижает паразитную обратную связь через емкость сток-затвор, что обеспечивает устойчивую работу схемы.

Погуглите про каскоды, они широко используются. Да и двухзатворные полевики - это тоже каскоды, только неявные.


Схема будет визжать и подавить визг будет практически невозможно.

Да, и еще. Схему можно построить и иначе, например объединить токоизмерительные резисторы и т.п., это я просто по старой канве нарисовал. Но делать это не очень смысленно, что-то станет лучше, что-то хуже.

Большое спасибо за подробные разъяснения!

Суть ясна, а детали может осветить практическая проверка.

Комментарий нужный, потому что эти при 150 Вт постоянной рассеиваемой сразу погибнут.

В этой связи ещё раз обращаю внимание на несравненно холоднее импульсный вариант пресловутого каскода, а именно переключение нагрузки мостом, питаемым током. Непрерывный ток можно получить любым стабилизатором соответствующей топологии — Buck, Zeta, Cuk и т.п.

Совершенно справедливо.


Для исходной задачи, судя по всему, правильно делать вовсе не усилитель, а именно, генератор, причем, как совершенно верно отмечено - импульсный. Общая потребляемая мощность сразу упадет с сотни ватт до единиц, да и схема существенно упростится.

Автор топика, вероятно, не совсем верно поставил задачу, отсюда и заморочки с усилителем. Да и работать с частотами до 300 кГц с генератором гораздо сподручнее - на высоких частотах отдельные импульсы с контролируемыми амплитудой и длительностью, на низких - переход в режим импульсной стабилизации тока с понижением напряжения питания. Точность на высоких частотах, ессно, существенно снизится, но, похоже, она и не особо нужна, да и адаптивную медленную подстройку несложно сделать.

Не забывайте опять же, что внутри катушки живой объект. Как повлияет наложение вч-пульсаций - неизвестно. Поэтому, имхо, сглаживание пульсаций ШИМа обязательно. И хорошее.

Мне кажется поэтому, что аналоговый вариант как-то доступнее, хотя печка конечно, я не спорю. Но разве требования экономичности у автора на первом плане?

На первом плане форма тока, без генераций/шума. На втором экономичность. Сейчас мы рассеиваем 120Вт по каждому питанию.

Спасибо за обсуждение, много нового узнал, осмысливать ветку не один день буду. Об ШИМах и импульсных вариантах думал, но схем хороших не рождалось в моей голове.

Да схема-то несложная, например такая (модели - опять же, какие были). В данном варианте на выходе порядка 330 кГц при токе под 3А. Питания 400v и 10v полезно регулировать импульсным стабилизатором и задавать нужные значения.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Просто ей нужно аккуратно управлять.
Причем полевики Q2 и Q4 и питание 10В - про запас, если нужен крутой фронт у длинных импульсов.
Зато экономично получается - в сумме - менее 10 Вт от 400 В (рекуперация).
На верхнем графике - усредненные мощности в полевиках одного из плеч - Q1 и Q5 (пардон, неправильно указал Q2). На втором - ток через индуктивность, на 3 - напряжения на ногах индуктивности, внизу - управляющие сигналы. Полевики Q2 и Q4 в данном случае не используются и постоянно закрыты.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла