Появилась необходимость запитать светодиодную матрицу короткими, прямоугольными импульсами стабильного тока, порядка 1-2 ms. скважность переменная.
Матрица потребляет 22А при 42В. Комутировать думаю нижним n-Kanal мосфетом.
Хочу сварганить на степ-даун с завязкой по току. Только вот смущает быстродействие системы стабилизации.
Подскажите, по топологии, как сделать стаб максимально быстрым?

Линейный стабилизатор тока с контролем падения напряжения на ключе.

Безусловно. Но сколько тепла...

Как первичное питание буду использовать блок 48В 25А, излишков будет очень много

Что скажите по этой МС http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3791fb.pdf ? Кто нибудь имел с ней дело ?

стабилизатор отдельно, коммутатор отдельно, на импульсы коммутации отключать оос стабилизатора

В вашем случае мощность преобразователя больше 900 Вт. Может лучше разделить нагрузку на несколько каналов?

Интересно, на сколько быстро встановится ООС...

Oxygen Power, да, но физически не могу, монолитный блок со своей оптикой.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
M1 M2 L1 - источник тока
L1 дроссель с постоянным током
M3 M4 коммутатор перенаправляющий ток дросселя
?

M4 может и не нужен.

Первое и второе — пропасть между желаниями и возможностями. Вам бы хоть с чем-нибудь сперва определиться конкретно.

Задачу можно решить, например, гибридным источником тока — импульсный источник тока на триггере Шмитта, синхронном полумостовом драйвере и паре NMOS, импульсный рекуператор на синхронном повышающем контроллере и паре NMOS, переключатель на синхронном полумостовом драйвере и паре NMOS, и линейный стабилизатор тока на NPN.

Есть такой вариант: дискретно-непрерывный регулятор...
взять несколько источников, примерно 5-10 шт с разным выходным напряжением и это напряжение коммутировать на нагрузку через линейные регуляторы. Т.е. транзисторы с выходом по коллектору на общую нагрузку. Те, у которых питающее меньше автоматически будут запираться. Опора и ОС - общие...
Считаете мощность на регуляторе и делите весь диапазон на куски... Получаете уровни напряжений источников под нагрузкой...
Ну да, гроздь транзисторов, диодных мостов и конденсаторов. Радиатор - один на всех, через изолирующие прокладки...
Вот, быстродействие будет на уровне линейного, ОС коммутировать не надо. Ну а КПД можно сделать вполне приличным... И накаких помех и наводок...
Удачи!

так она ж никуда не уйдёт за время паузы

Забыли сказать, - ток в импульсе должен быть всегда одним и тем же?

Ещё задержка включения, время нарастания, допустимая пульсация тока, время спада.

Скважность, etc

Это будет только в том случае, если фронты будут в полосе пропускания тракта. А иначе ОС войдет в насыщение и потом долго будет "очухиваться"...

ООС на приготовленном для этого дела БП, сделанна на TL431 по стандартной схеме.
Есть такая идея, перековыряю ОС самого БП, завязав её на ток, задав превышение от нужного напряжения, скажем на 1В,
а сам источник тока сделаю на линейном регуляторе. Получу где то 20-25Вт импульсной рассееваемой мощности на транзисторах регулятора.
А это уже вполне удобоворимая мощность. Скважность думаю выше 20-30 % не поднимится, по факту скорее всего на много меньше будет.
Значит рассееть надо будет не больше десятка Ватт. Покумекаю, как будет себя вести в отсутствии нагрузки,
при паузах надо ограничить макс. напряжение.

Tanya да, ток один и тот же. Возможно будет изменятся длительность импульса. Пока мне надо её запитать с данными параметрами.

Фронты 200 - 300 µs, за это время должна сработать ОС по току.

Источник скорее всего прямоходовый, то есть, уже источник тока, если выкинуть выходные электролиты.
Выставить ток, переключать делитель задающий напряжение. - Светодиоды должны потухнуть от недостатка напряжения.
Без линейного стабилизатора, фронты допускают довольно дубовый фильтр.

типа устройства выборки-хранения или простой аналоговый коммутатор
на время паузы отключает конденсатор, с которого формируется заполнение шим ибп
т.е. во время паузы ибп работает без оос, с заполнением, установившимся перед паузой
да, во время паузы возможно изменение характеристик нагрузки, после паузы будет какое-то отклонение от уставки, но скорее всего явно не критичное, чтобы об этом заморачиваться
ёмкости выходного фильтра ибп придется либо убрать, либо увеличить настолько, чтобы за время паузы не происходил существенный рост напряжения
гхм, либо переводить ибп из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения
что м.б. даже более правильно

Я достаточно давно использую этот метод, для переделки БП в источник тока для светодиодов. На постоянную нагрузку работает отлично.
Но уже сталкивался с проблемой "тупости" такого метода при импульсной нагрузке. В частности при попытках управлять диодами ШИМом.
Нужен компромис, двойное управление, по макс. напряжения и по заданному току.
У меня дома есть такой же БП, но на ток 8А, там транс друой и мосфеты, топология в остальном идентична, сегодня-завтра займусь, попробую пока на эквиваленте нагрузки.

Может быть проще всего использовать чоппер? В управлении шаговыми двигателями широко применяют, там задачи схожие и более сложные. Т.е. обычный понижающий преобразователь, управляемый от компаратора тока + таймер на паузу, быстродействие в десятки микросекунд получить легко

такое даже китайцы умеют

К чему этот коментарий ?

ADOWWW, если уже есть БП работающий как источник тока, то ваша задача решается просто.
Сначала осознать факт что для источника тока режим работы на КЗ самый легкий.
А потом применить схему:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
ключ постоянно замкнут по нему течет стабильный ток, в светодиодах тока нет.
на время импульса размыкаем ключ, ток продолжает течь но уже через светодиоды.
Для идеального источника тока дроссель L1 не нужен.
В вашем же случае величина индуктивности дросселя зависит от скорости отработки ОС по току.
чем ОС медленнее тем больше нужна индуктивность.
фронты тока и напряжения < 1 uS получите без проблем. ИМХО.

22 A ? Ну-ну..



Посмотрите:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А в чем проблема? Если переключение в область безопастной работы укладывается, то мощность рассеиваемая при открытом транзисторе будет квадрат тока на Rdson, а это для современных полевиков менее ватта.

Некоторые интегральные драйверы допускают официально параллельное соединение.
Но если подумать, то и неофициально можно. Там уже все есть - рекуперация, защиты... разные. Дроссели еще раздельные можно... Или с несколькими обмотками для выравнивания токов.

Может всё-таки готовый источник напряжения не ломатьусовершенствовать, пусть живёт ...
Вот простенький чопперный стабилизатор тока:

извиняюсь что не в своей теме. А что это за литература такая интересная. Вы не могли бы все главы выложить, пожалуйста..

ZVA, У такого использования стандартного БП есть много ограничений. Это все же компромис.
При КЗ в нагрузке, напряжение стремится к нулю и управлять оптроном ОС становится невозможно, по этому стабилизировать ток через шунтирующий транзистор нереально.

GSV0, Использовать готовый БП и аналоговый линейный стабилизатор тока очень заманчиво с точки зрения простоты реализации.
Потому пока импульсные варианты оставлю на крайний случай.

Сейчас слепил мелкую приблуду, усилитель сигнала с шунта 0,066Ом( К=10 ) на LM358 и подал через диод на вход REF TL431, тем самым перевел БП в стабилизатор тока. Нагрузил светодиодной люстрой 22В , 4А.
Конденсаторы с выхода убрал, оставил один 470мкФ.
Без нагрузки напругу отрегулировал в 23В, но работает нестабильно. При попытке коммутировать нагрузку иногда срывается в генерацию на частоте примерно 2-3 Гц.
Сейчас разбераюсь почему. Но все равно, виден бросок тока и провал при подключении нагрузки. Длится около 5-8 миллисекунд. Скорее всего эта задержка отработки связанна со схемной реализацией горячей стороны.
Конденсатор по выходу ставлю маленький, появляется пила на выходе, причем с амплитудой около вольта. Частота пилы где то 200Гц. БП работает на 67 / 134 кГц.
470мкФ компромис между броском и пилой. Думаю, что все же надо будет линейный стаб. тока поставить.


посмотрите http://podelise.ru/docs/index-637520-1.html?page=5

а не проще купить готовый источник для питания лазеров с диодной накачкой, там есть все что требуется и ничего изобретать не стоит. Подобные источники можно глянуть на сайте www.fedal.spb.ru, надеюсь что нибудь для себя найдете )))

Вижу, есть некоторое недопонимание, то, что предлагалось в посте #26 ни разу не аналоговый, а вполне импульсный стабилизатор
Поясню - чоппер(англ. chopper) - в электронике это переключающее устройство/схема, в кругах близких к схемотехнике управления шаговыми двигателями это слэнговое название чопперного стабилизатора/коммутатора тока, полностью chopper current regulator.
Теперь о предлагаемой схеме:
D2 - симулятор нагрузки, стабилитрон на 42 В;
S3 - силовой ключ;
R2 + S1 - симулируют токовый компаратор, S1 размыкается при достижении тока 22 А;
X3 - одновибратор, задаёт время(фиксированное) выключенного состояния силового ключа;
При подаче питания S3 открыт, ток через нагрузку линейно растёт, ограниченный по скорости L1, при достижении 22 А срабатывает S1 и запускается X3, S3 закрывается на заданное время и ток нагрузки перебрасывается на D1, линейно спадая. Далее замыкается S3 и процесс повторяется. Вместо D1 можно поставить ключ для увеличения к.п.д., но в этой схеме не очень надо, т.к. скважность тока через диод будет небольшая(определяется соотношением входного/выходного напряжений - (48-42)/48=0.125).
Видно, что схема обеспечивает требуемые параметры - время нарастания тока ~90 мкс, пульсации тока ~2.5%, если надо, можно и улучшить. К.п.д. будет в основном определяться конструкцией L1, думаю ~95% достичь легко. На всякий случай пристёгиваю проект в формате MicroCap9, можно прорабатывать его дальше на выбранной элементной базе

я прекрасно понял, что Вы предложили, благодарю, но поскольку надеюсь получить результат "малой кровью" пока с импульсниками подожду.


Я немного похимичил со следящей схемой, чтоб напруга на выходе БП привышала необходимую для получения заданного тока на 1В,
на схеме выглядит неплохо. Может вечером сегодня соберу, проверю. Потом в Альтиуме набросаю, выложу.

Вобщем собрал, проверил, вроде работает нормально. Пошел еще дальше. Втюхал и возможность управлением установки тока.
Получился регулируемый источник тока, который можно и как драйвер лазера использовать.
Наблюдается небольшая нелинейность управлением холостого напряжения. Но буквально в несколько десятков милливольт.
Осциллограммы не снимал, но ни выбросов, ни провалов не видно. Передние фронты около 10микросекунд получились.
Но управлял ключевым мосфетом без драйвера, думаю если по уму сделать, еще уменьшится. Скорость отработки аналоговой части вообще не заметна.
Транзистор регулятора тока - здоровенный ИГБТ, но по факту будут стоять два в ТО-247 корпусе. Греются вполне терпимо.
Ключевой транзистор МОСФЕТ.

Аттачу схему, чисто для ознакомления, накидал её чисто "для себя", номиналы и марки примененных деталей не соответствуют.