Многоуважаемые господа, что-то я подзавис...
Существуют схемы стабилизаторов тока (не напряжения!) - двухполюсников, ключевых?
Линейный уж очень много в тепло сбрасывает (в схеме напряжение за сотню вольт).

Двухполюсник - это принципиально. Ко второй клемме нагрузки доступа, к сожалению, нет (

Теоретически, IMHO, нет. Принцип работы ключевого стабилизатора в том, что ток течет то из источника (путь земля-источник-индуктивность-нагрузка-земля, то из индуктивности по пути земля-индуктивность-нагрузка-земля). Таким образом, не имея земли, построить импульсный стабилизатор (вроде) не реально. Если только нагрузка допускает питание импульсным током, например, лампа накаливания, тогда, другое дело.

А входное питание какое? Если от сети то можно сделать несколько "отводов" и их коммутировать...

Ну хоть сколько-нибудь его сгладить бы. Совсем уж голый шим не пойдет, кажется индуктивности там дальше есть, резкие фронты могут нехорошее сделать.


Там в провод включен обычный транзистор со стабилитроном, на здоровеееенном радиаторе. Несовременно...
Питание - нестабильная постоянка.

Чтобы не греть себя и сглаживать - надо уметь ток пускать каким-то путем мимо источника питания. Таким образом - или доступ к клемме земли, или греться.

Покритикуйте идею, плиз.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
*(отвод от средней точки)

Как минимум (дальше вникать сразу лень), при старте будет [почти, пренебрегая ESR+ESL кондера] неограниченный импульс тока через C.

Последовательный (с конструкцией) дроссель+диод?

Кто с кем последовательный? Конденсатор параллелен всему остальному, а значит, в начале, весь ток пойдет через него, незаряженного, как через околонулевое сопротивление. А потом, по мере его заряда, будет спадать.


Как вариант, может быть, можно подумать на тему трансформатора с переключаемым конденсатором во вторичке - где он то заряжается, по мере возрастания тока в первичке, то разряжается в обратную, уменьшая там ток, чтобы ток "болтался" вокруг нужного вот в таком вот континусе.

типовой понижающий стабилизатор (степ даун который) с ОС от датчика тока

пс: аааа.... у Вас же земли нет

тогда наверное никак, ток ведь замкнуть надо куда-то

Накопленную энергию тока можно:
- передавать в нагрузку
- возвращать в источник
- рассеивать на активном R.
От третьего, собственно, уходим.
Возвращаем в источник по одному проводу - только "обратным ходом", но обратная полярность тока через нагрузку - это совсем уж худо.
Так что обратное включение конденсатора к трансформатору не катит - получающиеся импульсы как-то все равно надо сгладить - значит такой же конденсатор в линии неизбежен и тут, и с ним вместе приходит та же проблема.

Дроссель, находящийся последовательно, в той же питающей линии, последовательно нагрузке и двухполюснику, изображенному на схеме.
Такой дроссель должен ограничить бросок тока заряда конденсатора.


http://electronix.ru/forum/..........0919-1414655060 - ?

В общем, и целом - да, я был не прав, втупил капитально.
Имея два провода, можно лишь импульсно передавать ток, либо импульс-пауза, либо импульс вперед-импульс назад. Третьего не дано (не считая варианта рассеять лишнее на себе), ведь в два провода, что втекло, то и вытекло. То есть, значит, как ни крути, как я сразу и сказал, без земли невозможно.

PS
Не хотите греть, поставьте антенну и что-нить передавайте за счет лишнего тока... Ну или осветить что-то можно...

PPS
Конденсатором ток сгладить нельзя, а только напряжение. Он же не дроссель!

Мне кажется, теоретически, возможно. Тут вопрос: что представляет собой нагрузка, какие пульсации тока допустимы?
Самый простой путь - открывать на часть периода ключ, закачивая ток в дроссель, затем переключать его (реактор) на балласт, освобождая от энергии. Неэкономично, конечно. Тогда следует подумать о накоплении этой "сбрасываемой" энергии в некоем контуре и рекуперации. Сложно, наверное. Поэтому стоит ли?

Так доработайте подходящий трехвыводной TOPSwitch, под свою задачу. к примеру . На скидку- мост, выходная обмотка с обвесом. drain и source шунтируется диодом в обратной полярности. Светодиод оптопары, подключить к датчику тока.

Я наткнулся на NCP3065, правда, однополярный

Если балласт - то тогда и импульсное преобразование не нужно. Зачем его греть импульсно? Когда можно линейно.

А вот с рекуперацией не выйдет ничего. Так как существует два варианта рекуперации - лишнюю энергию сбросить в нагрузку, отключившись от источника, ну и лишнюю энергию сбросить в источник (разумеется, не через нагрузку). Но, у нас двухполюсник. Поэтому, энергию в нагрузку можно сбросить только через источник (а надо мимо него!), а в источник - только через нагрузку, из чего вытекает необходимость импульса тока через нагрузку в обратном направлении. Таким образом, сделать околопостоянный ток импульсным преобразованием в двухполюснике невозможно.

Ну еще третий вариант, описанный почти сразу - питать нагрузку ШИМом без сглаживания. Если она допускает это. Собственно, единственный вариант (так как импульсы тока в обратном направлении еще хуже, чем импульсы отсутствия тока.

TOPSwitch знаю, поработал с ним немножко. Если кто будет применять - имейте ввиду: при перегрузке или в случае нештатной какой-нибудь ситуации, горят как спички.
И вообще не есть задача изобрести ШИМ. Задача - как его сгладить? Ну хотя бы процентов до 20 пульсации, а самое главное - без резких спадов-фронтов, по которым могут образоваться выбросы. Сгладить по одному проводу. Шунтирующий диод включить как?..
Почему-то никто не хочет ничего сказать по существу предлагаемой мной схемы.
Замечание в принципе верное, я выше рассматривал его, но чисто из академического интереса, для полноты картины. Потому что на практике электролиты в питающем установку БП не зарядятся настолько быстро, чтобы получился заметный импульс через конденсатор, сглаживающий ШИМ (напр. TOPSwitch около 100кГц работает). Так что на этот счет можно вообще не заморачиваться.

Я уже сказал, по существу любой схемы, являющейся двухполюсником, включая и Вашу - это невозможно. Потому, что, см. выше. Возможно - или ШИМ (вкл-выкл), или ШИМ (туда-сюда), или что-то греть/излучать.

Затем, что меньше потерь должно получиться.

Ну почему же? Ток инвертировать не нужно, нужно его уменьшить. Для этого последовательно с источником питания периодически включаем встречно дополнительный источник напряжения. Конденсатор, к примеру, заряжаемый энергией дросселя. Которую тот, в свою очередь, накопил в своё время.
Вот как это регулировать - это вопрос...

Потому, что Кирхгоф так придумал... Придется его законы нарушать... А за это ответственность предусмотрена вплоть до увольнения.

Можно подключать дроссели, конденсаторы, что угодно вообще, это не важно. Следует рассматривать данный двухполюсник как черный ящик, в который втекает ток, и столько же вытекает (и никак иначе). А что там внутри - да хоть магическая субстанция с обратной связью. Именно из того, что сколько в него тока втекло, то ровно столько и вытекло (и в том же направлении, и в то же время), и следует, что ему придется либо греть балласт (или светить лампочкой, или излучать антенной), причем не важно, как его греть, импульсно, или нет, так как выделить надо вполне определенную энергию, ну либо прерывать ток, делая его меньше за счет усреднения периодов выключения и включения на максимум.

Рассматриваем вариант - выделить энергию, не грея что либо, не излучая. Для этого надо ее вернуть в источник. Для того, чтобы ее вернуть, надо ток пустить мимо нагрузки. А у нас двухполюсник. Следовательно, это невозможно.

Рассматриваем вариант - сгладить ток, полученный прерыванием входного тока, не прерывая выходной. Для этого надо (необходимо!) пустить ток в нагрузку мимо источника питания. Так как, исходя из тезиса выше - мы должны коммутировать ток от источника питания, отключаясь от него (иначе надо либо что-то греть, что мы не хотим, либо возвращать энергию в источник, что невозможно из-за двухполюсниковости). Ну а это, опять же невозможно, так как, в тот момент, когда мы отключены от источника, нет третьего вывода, через который этот ток пустить в обход источника.

Отсюда следствие - что бы там в "черном двухполюснике" не было, он должен либо греться/излучать, либо прерывать ток (ну либо, например, коммутировать полный/слабый, а в моменты, когда слабый, греться). Третьего не дано. Или прерывать, или греться, или третья нога

В общем, чтобы это понять, необходимо абстрагироваться от внутренностей "двухполюсника", индуктивностей, емкостей, и пр., а надо рассмотреть все возможные принципы его работы (как двухполюсника) в целом.

Да не надо на Кирхгофа сваливать. Нарушать не будем. Возьмём резистор - сколько втекло, столько и вытекло. Но сопротивление мы менять вправе, ничего не нарушается?
И не надо возвращать энергию в источник, нужно просто меньше отбирать. Для этого увеличивая эквивалентное сопротивление двухполюсника.
Опять же, ни к чему пускать ток в обход источника. Цепь одна. Мысль в том, чтобы, пользуясь энергией источника в одной части цикла, создавать дополнительный источник и включать его встречно-последовательно в другой части. Скажу честно: я пока не знаю, как это реализовать и какие можно получить пульсации.

Я скажу, тоже, честно - реализация этого не сложнее вечного двигателя, но и не проще.

Не прочитав всей переписки (возможно, уже ответили) - вы плохо представляете закон сохранения энергии. Если не в тепло, то куда?

конденсатор последовательно с нагрузкой сам по себе уменьшит ток до нуля после его заряда, так что регулирование состоит в том, чтобы поддерживать ток на необходимом уровне, разряжая конденсатор на себя, потери в этом случае будут исчисляться только от уровня пульсаций, а не от уровня входного напряжения... вот только может ли нагрузка выдержать первоначальный большой ток?

пс: а для ограничения первоначального тока использовать тот самый транзистор со стабилитроном и резистором, который есть у автора изначально... ну или термистор

Вы, стало быть, уже обладаете эзотерическими знаниями об этом? Снимаю шляпу.


Или тот же дроссель. Я принципиальных противоречий, нарушающих законы природы, не вижу. В отличие от SM...



Да в нагрузку, куда же ещё? Просто, мне кажется, ошибка наших рассуждений в том, что мы у источника хотим взять много энергии, а в нагрузку отдать мало.
Это как бы, если из моря мы наполняли озеро, прорыв канал. Только его пропускной способностью мы могли бы обеспечить нужную скорость наполнения. И рассеивали энергию воды впустую, сопротивляясь потоку со шлюзом в руках. Но можно дискретно носить воду в вёдрах.... Двухполюсника для этого достаточно, ИМХО.

Имелась в виду излишняя энергия, естественно.
Думаю, двухполюсником такого не сделать. Это противоречило бы постоянству тока в замкнутом контуре.

Не понял, почему? Когда Вы включаете последовательно с лампочкой конденсатор в цепь переменного тока, он же энергии не потребляет, верно? Но ток уменьшается и лампочка горит тусклее. Где противоречие?

Разыгрываете коллег? Вообще получилось неплохо
Касаемо попыток решения задачи "в лоб", думаю, увж. SM вполне внятно ответил.
Если речь идет о практическом приложении, извольте поделиться подробностями. Почти всегда можно найти разумное решение в обход поставленных условий. Например, поведайте- что за нагрузка такая недосягаемая?

А какие проблемы. Посмотрите на токовую петлю - датчик, включенный в неё, не только задает ток, но и питается от неё же.

Проблемы (опять двадцать пять) в том, что, чтобы сгладить пульсации тока, следует:

a) ток в паузе (когда потребления от источника нет) пускать в нагрузку мимо источника питания в моменты. Это невозможно, так как нет третьего провода.
или
б) ток в паузе пускать обратно в источник. Это не годится, так как, из-за отсутствия третьего провода, придется менять направление тока в нагрузке на противоположное, что противоречит условию.
или
в) ток пускать, отбирая его из схемы регулирования где-то, как-то, внутри себя, пусть даже импульсно, отправляя в некий балласт. При этом, исходя из закона сохранения энергии и требования непрерывности тока в контуре, и Кирхгофа, в части того, что сколько в узел втекло, столько и вытекло, будем либо греться, что не годится по условию задачи, либо надо будет накопить внутри себя неограниченное кол-во энергии, что есть упомянутый ранее вечный двигатель.

Все, четвертого варианта нет. (пока есть требование непрерывности и неизменной полярности тока)

Теперь насчет иллюзии возможности при непрерывном токе его импульсно ограничить. Допустим, у нас на входе имеется некоторое напряжение U, от идеального источника. Допустим, мы питаем некое R, через которое нам необходимо дат ток I, по условию задачи I*R < U. Для достижения цели нам надо, либо, добавить некий R1, чтобы стало I*(R+R1)=U, что есть линейный регулятор, который греется (но реализуем в виде двухполюсника), либо, сделать I*R=D*U, где D - отношение времени открытия ключа к времени закрытия. Исходя из определения самого D, того, что питаемся от источника напряжения (во время мертвого времени мы должны от него отключаться, или пускать ток обратно в него), и требования непрерывности и неизменности полярности тока в контуре, вытекают выше сказанные а) б) и в).

Если мы питаемся от источника тока (идеального), большего, чем требуется, а не от источника напряжения, то тут все вырождается в элементарщину - лишний ток пускать в паузе необходимо только мимо нагрузки, и никак иначе, иначе просто все взорвется от повышения напряжения на источнике, который будет стремиться вдуть туда в паузе полный ток.

ну так а если U-U1=I*R? т.е. последовательно с источником напряжения включен дополнительный источник (или конденсатор)

это если от идеального... а поскольку взять его негде, то вполне можно прерывать ток без взрыва

Да как ни крути. U-U1=I*R ==> U-(I*R1)=I*R ==> U=I*(R+R1) - без разницы. Все равно надо куда-то деть энергию, произрастающую из U1*I, или она же i^2*R1. В случае с конденсатором, он будет от протекания тока заряжаться, уменьшая ток, но увеличивая на себе напряжение. Далее его надо подразрядить, чтобы повторить цикл. А далее, те же три вышеуказанных а), б), и в), и опять нету четвертого.



Ну и опять по кругу заново. Если прервать - значит ток надо где-то еще пустить, так как ток через нагрузку нельзя прерывать по условию, а проводов то - два. Хоть зеленый отрежь, хоть красный - все равно взорвется

все три пункта не подходят, т.к. ток нагрузки прерываться не будет, он будет уменьшаться при заряде и увеличиваться при разряде

Ну вот разрядите его сначала как-то по четвертому, не как сказано в а), б), и в), и не изобретя вечный двигатель (вечно копить энергию внутри двухполюсника, например, переливая ее в дроссель, из дросселя еще куда-то, и т.п., запрещается). А потом продолжим обсуждение.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Спасибо за наглядное пособие по реализации пункта в) - греем балласт "R1".

если бы мы просто включили этот балласт (5Ом) последовательно с нагрузкой (10Ом), то ток от источника 100В составил бы 6,6А, а в этой схемке он составляет 2,3А

или давайте по-другому сравним... допустим, нам нужно получить ток в нагрузке 10Ом от источника 100В в размере 2,3А, тогда просто балласт будет равен 100/2,3-10=33,5Ом, на котором выделится 177Вт... в этой схеме на балласте 5Ом выделится 26Вт

собственно говоря, всем известен простой сетевой источник питания с балластным конденсатором, только там перезаряд конденсатора обеспечивается переменным током сети, здесь же мы его перезаряжаем сами

А я и не спорил с тем, что за счет увеличения пульсаций тока в нагрузке можно увеличить КПД - если пульсации тока - ноль, то КПД = КПД линейного преобразования, то есть, греем по максимуму. Если пульсации = 100% (ШИМ без сглаживания), то КПД приближается к 100% за исключением потерь на ключе. Я об этом писал в одном из первых постов. И, даже, конденсатора тут не надо по большому счету для примера - можно сравнить коммутацию тока 0/max и коммутацию тока I/2 / max (где I/2 получается линейным преобразованием), и линейное преобразование. Там все это наглядно видно.

А вот пытаться сглаживать пульсации внутри двухполюсника, не теряя в КПД, бессмысленно, ибо это невозможно.

Точно в токовой петле ток регулирует резистор - значит лишнее в тепло, а вам это принципиально.

Тогда по третьему варианту - поставить или аккумулятор или суперконденсатор. Главное что-бы прерыватель был, а то внешний ток выключат, а стабилизатор тока будет его удерживать

Куда его поставить то? Провода то два, какой не оторви, чтобы ток входной выключить, выходной тоже выключится.

Я повторил эту схему, чтобы понять, почему вместо 177 Вт на R1 падает лишь 26 Вт. Оказалось всё просто — на "ключевом" транзисторе M1 BSS145 рассеивается более 100 Вт.

я не рассматривал схему глубоко, она для примера, на ключевом транзисторе, если он действительно ключевой, не может рассеиваться 100Вт

меняем транзистор, меньше ватта:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

подкорректировал скважность... напряжение на нагрузке примерно 13В, ток 1,3А, мощность на транзисторе в пределах 1Вт, ток через резистор R2 примерно 1А, мощность на нем соответственно 20Вт
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

1) По транзистору вопрос снят, теперь он ключевой.
2) В установившемся режиме постоянное напряжение на нагрузке 13V, пульсациями можно пренебречь или увеличить ёмкость конденсатора в 10...100 раз, верно?
Постоянное напряжение на конденсаторе 100-13 =87V.
Импульсный ток R2 = 87V / 20R = 4.35A (без учёта падения напряжения на открытом ключе)
Импульсная мощность R2 = 87V * 4.35A = 378 W
Средняя мощность R2 = 378W * (3µs/10µs) = 113W
Средний ток R2 = 4.35A*(3µs/10µs) = 1.3A = току нагрузки
Мощность линейного(не импульсного) балласта 87V * 1.3A = 113W = мощности R2 в импульсном режиме.
Всю схему балласта можно заменить 1 резистором 67 Ом.

интересно Вы считаете... можно я попроще? Вы правильно посчитали средний ток через R2 - 1,3А, тогда рассеиваемая мощность составит 1,3*20*1,3=33,8Вт
а у себя ошибку сами ищите, я ее вижу, но Вам не скажу

Я рад, что развеселил Вас.
Будет ли нагреватель, рассчитанный на 110V работать с той же мощностью, если его включить в сеть ~220V через диод? Следуя Вашей логике — да. В реальности будет 2х кратная мощность.
Постоянное напряжение 87V, нагрузка 20R, рассеиваемая мощность 378W, здесь всё правильно?
Если да, то включая нагрузку на 0.3 от всего времени, на ней рассеется мощность 113W.

еще думайте

Что тут думать? Средний (усредненный) квадрат всегда больше или равен квадрату среднего. Вот для тока из розетки средний ток может быть равен нулю...

Сделал наглядно в MicroCap9, с LTspice я мало знаком.
Зелёный - мгновенная рассеиваемая мощность (PD), красный - средняя AVG(PD) = 113W
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
upd: Нашёл, как сделать в LTspice:
Строим график мощности, Ctrl+Click на названии графика, появляется окно со средним значением параметра за интервал =113W
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

наверное я был не прав, потому что нельзя так считать мощность на резисторе под меандром, это для постоянного тока:

и объяснение того, что я не прав есть проще: если через нагрузку течет постоянный ток 1,3А, то он же течет и через источник питания, тогда если в нагрузке рассеивается 1,3*10*1,3=16,9Вт, а от источника потребляется 100*1,3=130Вт, то остальные 113,1Вт нужно искать в схеме... по этой же причине без прерывания тока нагрузки или использования земляной шины никакие другие двухполюсные устройства не помогут