Добрый день,

хочу сделать полный мост со варьируемыми временами включения каждого плеча от 5нс до 500нс (более точно, надо от 6нс до 400нс). Токи и напряжения тоже играют роль, надо бы 10-50А, при 20-50В (а может и 100В). Нагрузка - катушка примерно 3-10нГн (идут эксперименты с разными такими катушками).

При 5нс переключении токи нужны не такие большие (так как все равно больше 10А при 24В не закачать), а при 100нс и выше переключении хочется всего по максимуму. Управление от 4-ого стратикса.

Собрал пробный вариант на двух DEIC420 вместо мосфетов (то, что сейчас IXRFD630 называется). Все бы все хорошо, и почти то, что мне надо, но, есть одна проблема. Мне надо формировать импульсы на моей катушке втечение 1-2мкс (несколько или несколько десятков импульсов), а потом эту катушку от мосфет-драйверов отключать, чтобы не было короткозамкнутых на мосфет-драйвер витков. Вгон обоих мосфет-драйверов в + и в - не приносит пользы - они или через землю, или через питание коротко замыкаются. Пробовал отключить питание, но проблема остается.

Из способов устранения вижу:

1. последовательно с катушкой поставить два противонаправленных н-мосфета, их включать перед началом пульсов, и после окончания пульсов их выключать,
2. поставить у мосфет-драйверов питание через диод, отказавшись вообще от конденсаторов по питанию.
3. таки сделать полный мост на мосфетах, а не на мосфет драйверах.

Скажите, пожалуйста, какой из наименее сложных способов таки реализуем?

Спасибо!

ИИВ

Не понятно, какие у Вас проблемы, потому что задача решается фазосдвигающим мостом на паре любых готовых стандартных синхронных полумостовых драйверов, у которых есть режим разрешения, т.е. либо вход разрешения, либо третье состояние входа, либо раздельные входы:

http://www.digikey.com/product-search/en?v...amp;pageSize=25

да, а по ссылке-то ни одного компонента с 5нс временем включения-то нету... поэтому я искренне удивлен видеть от Вас уже не первый раз советы совсем не по теме! Я очень прозрачно озвучил 5нс, причем не только время фронта, но и время задержки должно в эти 5нс, в крайнем случае 6нс уложиться.

Да, еще, на всякий случай, если у ucc27524, у которого таки есть вход разрешения, таки на этот вход нолик-то подать, то он выход просто к нулю притянет. Поэтому, даже если Вы про 5нс проморгали, то этот метод, к сожалению, не подходит. К сожалению, в даташитах об этом в явную не написано, но можно провести натурный эксперимент и убедиться. Но ucc27524 и иже с ними по таймингу не подходят, так как от 15нс хотят.

Погуглите не торопясь, что такое фазосдвигающий мост, потому что именно это словосочетание является моим ответом, и после этого Вам придёт понимание, что все позиции по моей ссылке безусловно решат Вашу задачу.

давайте вместе не торопясь разберемся

Фазосдвигающий мост по определению - мост, у которого управление одной и другой половинками полумоста идет со сдвигом фаз. Классно, сдвинем на 2нс, плиска потянет, но что получим в итоге... Каждая половинка должна махать своей конечностью, то есть иметь способность переключаться за 5нс. Сколько я потом наделаю сдвигов фаз, это даже не обсуждалось, 4-тый стратикс многое может, если его этому научить Теперь смотрим то, что по ссылкам. А особенно читаем такой немаловажный параметр, как длительность минимального состояния входа, после которого выход успеет изменить свое состояние... Вот оно-то, к сожалению, во всех приведенных Вами компонентах от 15нс, а обычно и серьезно выше.

Конечно, если мне надо пульс длинной 5нс и скважиностью 20нс получить, то фазосдвигом такое можно получить, но мне-то это не нужно, я бы тогда исходный вопрос по-другому формулировал бы! Я же писал, что надо:
1. иметь способность изменить состояние одного из полумостов за 5нс... так?
2. иметь возможность выдать Z-состояние на выходе обоих мостов.
А вот какое извращенное фазосдвигающее или фазораздвигающее управление я планировал заимплементировать с помощью этих характеристик, я не стал здесь обсуждать, чтобы не пугать-то народ.

Вот, без обид.

Спасибо за понимание!

С уважением

ИИВ

Думаю, реален только этот вариант.
Причем мост на p и n канальных парах, так что бы при переводе моста в 3-е состояние катушки были подвешены примерно на середине питания. В противном случае они будут зашунтированы большими сток-истоковыми емкостями (при низком напряжении), что по переменке будет близко к КЗ.
В качестве ключей до 60 В лучше паралелить десяток транзисторов типа irlml2060 (p-канальные есть такие же, точно не помню название), управление на них же, а развязка верхнего плеча на изоляторах si2410BB (150 Мбит) + шунтирующий низкоскоростной драйвер.. При правильной топологии можно будет получить фронты 3-4 нс и минимальные задержки. Меньше чем от DEIC и DE.
Ключ из десятка irlml2060 на 25В (полное питание 50В) даст около 200пф, а DEIC и DE в этих условиях дают более 1-2нФ шунтирующей емкости (да и габариты у сборки будут на порядок меньше). При коротком импульсе ток на один транзистор может быть более 5А (всего 50А).

спасибо большое, asdf, за совет, я думал, что там так все плохо, но не ожидал, что на столько!

По ходу возникло несколько вопросов, вдруг Вас, или кто также в теме, не затруднит помочь:

1. Правильно ли я понимаю, что в качестве драйвера десяти irlml2060 штук надо поставить еще один такой же irlml2060, вернее пару его и p канального мосфета? (я просто никогда так не делал, используя специализированные драйверы для этого).

2. У меня возникли сложности с поиском p канального мосфета с низким 5-6нс временем включения-выключения (6нс всего на включение, и распространение сигнала). Все, что находится, идет от 10нс. Вдруг Вам будет не сложно, посоветовать что-то подходящее, буду очень-очень благодарен!

3. Вдруг Вам будет не сложно разжевать Вашу фразу "si2410BB (150 Мбит) + шунтирующий низкоскоростной драйвер", во-первых, si2410BB не нашел, а во-вторых, почему низкоскоростной? Я так понимаю, что время срабатывания верхней и нижней половинок моста должны быть примерно одинаковы?

Спасибо!

ИИВ

Интересно, для чего может понадобиться такая скорость переключения?
При таких токах любой проводник обладает ощутимой индуктивностью, которая затянет фронт импульса и уничтожит искусство схемотехники.
Может следует пересмотреть задачу под более реальные времена переключения?

Это чисто академические задачи и к реальности отношения не имеют. Такое вот ИМХО.

ТСерг, меня очень удивляют Ваши удивительные комментарии, adsf с высоты своего многолетнего опыта в смежной и очень схожей области посоветовал, и вроде очень по существу, я тут уже месяц нормальныые p-мосфеты ищу вопрошаю, вроде вот-вот непосильным трудом еще на один нейчер накропаю, а Вы, тут своими комментариями опять волну гоните. Если Вы в академической области не смогли или не захотели, так пройдите мимо, Вас чего, завидки берут? Если есть по делу чего, аль идея какая, я не против и Вас в соавторы взять, только вот пока от Ваших комментариев на мои темы пока ни разу по существу ничего не видел, а Ваши слова типа "элементарно" на уровне школьного курса ну просто умиляют, если элементарно, так и делайте, или пройдите мимо, или на этом "элементарном" статейку в сайнс или нейчер тисните. Если не получается, то, ИМХО, своим флеймом форум, пожалуйста, не засоряйте.


МРТ. Величины скорости переключения совсем не военные, и, н-мосфетов или драйверов ну ни как грязи, но бывают, и я, и adsf приводили номиналы. Ищется то, что ищется, все выше, и, думаю, что не только существует, но и давно производится, только хочется малой кровью. А тот факт, что ножки плиски могут дрыгаться на 10 ГГц и выше, что на два порядка выше обсуждаемых номиналов Вас не удивлял? Да, конечно у плиски токи маленькие, но два порядка по скорости... А то, что есть ключи на 100ГГц? Много есть где чего, особенно если повнимательнее по сторонам посмотреть, и, на удивление обнаружится, что это уже давненько в повседневной жизни уже используется.

iiv, не надо определять, что здесь флейм и кто засоряет Форум. Есть претензии - обращайтесь с жалобой. И кому здесь высказываться и кому проходить мимо - не Вам решать. Это публичная дискуссия. Не усмотрели для себя полезного - последуйте своему же совету - пройдите мимо, имейте уважение к обществу, к которому обращаетесь за советом. По меньшей мере, это невежливо: раздавать оценки ответам. И Ваши намёки на "нейчер" никакого отношения к делу не имеют, мы тут не меряемся достоинствами.

TSerg, Вас попрошу конструктивнее высказываться. Какова бы ни была задача, её решение интересует автора. Есть чем помочь - помогите. Ежели она, на Ваш взгляд, не имеет практического решения, было бы уместно объяснить - почему.

мне хочется видеть порядок на форуме, потому, что я люблю использовать кнопку поиск. Когда видишь интересную тему, а за ней кучу таких удивительных комментариев, то это, и время отнимает, и раздражает. К сожалению, модераторы не справляются вычищать флейм и комментарии не по сути, поэтому я так это и сформулировал. За ТСергом видел аналогичное высказывание совсем недавно, поэтому, в сердцах тут написал. С радостью восприму, если модератор удалит все не по сути комментарии и ТСерга, и мое, и свое, ибо радею за истину, а не тыканье носом друг друга, у меня, к сожалению, права удалять чужой флейм из своей ветки нет.

Вы снова поторопились, потому что у PSFB два выхода в Вашей терминологии, и таким образом этот Ваш немаловажный параметр у него попросту отсутствует, ну и задача, соответственно, по-прежнему решается данным узлом, а именно, последовательным соединением N-го количества оных до достижения требуемого кольцевого быстродействия.


Исходный вопрос сейчас является средним арифметическим из нескольких Ваших кросстем, которые Вы наплодили по форуму на одну тему, а именно, закачивать в фитюльку размером с хобот комара несколько периодов синуса 100 МГц 100 В 100 А, после чего слушать из неё на десяток порядков меньше реликтовый шум с 16-разрядным разрешением и полосой 1 ГГц. Так вот, как минимум первая половина решается обыкновенным усилителем на обыкновенных биполярных транзисторах.

Не забывайте, что скоростные ножки ПЛИС нагружены на согласованную микрополосковую линию. Те мощности это позволяют сделать. Да и соотношение фронта к длительности импульса совсем не прямоугольники. В случае с мощным источником питания такое осуществить чрезвычайно сложно, поэтому простого решения здесь не будет.

думал, думал, но так и не осилил, пожалуйста, если не сложно, объясните чуток более разжевано, а то не понимаю.


да, именно эта задача у меня и стоит, единственно, мне туда нужно закачивать не синус, а немного сложнее сигнал, который в первом приближении похож на сумму нескольких синусов, к примеру, 100МГц, 25.14МГц, 7.22МГц, причем частоты друг другу не кратны. Длина закачки, около 1мкс. Более того, хочется закачивать это каждую милисекунду, но и каждую милисекунду менять форму сигнала, например, вес в сумме синусов, их фазы относительно друг друга, или даже частоты, а может вообще поиграться этой формой сигнала, добавляя туда кратные гармоники. У меня есть с десяток статей в ЯМРе, где физический эксперимент ставили за меня, а мне доставались только уже снятые данные для математической обработки, но сейчас мне хочется самому иметь полное управление этим экспериментом, чтобы получить те данные, которые мне нужны, поэтому и вопрошаю.

Без разницы. Задача всё равно простая, потому что требуется создать нужный сигнал на выходе неизвестной схемы, при возможности его неограниченного повторения, т.е. допилить матобработкой фрагмент, проигрываемый ЦАП на входе и снимаемый АЦП с выхода схемы, до требуемого. Как попроще найти фактически обратную функцию — я не в курсе, это Вы математик.


Это называется многоуровневый преобразователь — этажерка из плавающих управляемых источников напряжения, в данном случае прямоугольного переменного. Но с учётом вышесказанного, способ решения первоначальной задачи Вами выбран неверный.

правильно ли я понимаю, что надо взять два ЦАПа (от 100МГц), их выходы чем-то усилить, чтобы получить десятки ампер, и послать это все на катушку? Понятно, что сами ЦАПы я с легкостью как мне надо запрограммирую. Существуют ли номиналы, которые выход ЦАПа (до +/- 1В, 20мА) переведут в +/- 100В, 100А (или хотя бы +/- 20В, 20А), и правильно ли я уловил ход Ваших мыслей?

Преогромнейшее Вам спасибо за идею!

ИИВ

Например, классический усилитель с разомкнутой ОС и буфер на комплементарном эмиттерном повторителе на параллельно паре десятков NPN/PNP с выравнивающими резисторами, т.е. всё можно собрать на заурядной россыпи. Я погонял в симуляторе пару относительно тугих транзисторов — конечно, они прогнулись, но выдали чуть покосившийся синус 100 МГц 100 В 10 А.

Относительно быстрого ЦАП — вроде где-то должны быть DDS с загружаемыми фрагментами.

автор, вам все таки нужен мост или уже распИшите задачу в том виде, в котором ее нужно решить???

с мостом советую вам все таки определиться с величиной токов для каждого диапазона скоростей.
например 5 нс и 10А при индуктивности нагрузки 10 нГн потребуют 20В, при 100нГн - 200В ровно прямоугольного напряжения от источника с нулевым сопротивлением. если нагрузка не согласована с источником и длина соединения больше некоторой величины получите стоячие волны и прочие пакости, в итоге даже соорудив генератор импульсов в нагрузке не получите нужных форм токов или напряжений, т.е.тут и не только схемотехника но и способ подачи такого сигнала к нагрузке определяют многое.

вдувать куда бы то ни было сумму гармоник да еще каждую с нужной фазой как минимум нужен линейный сверхширокополосный усилитель а не ключевой мост...
насчет ЦАПа - можно заранее залитый в FPGA сигнал выдавать на быстрый ЦАП, ибо диапазонные DDS не всегда обладают широкой полосой сигнала, хотя имеют широкий диапазон настройки несущей.

идейно, спасибо большое!!! И действительно и компоненты попроще!

C ЦАПом проблемы не ожидаю, готовая DAC3174EVM на раз соединяется с моей плисобордой, и, так как для моста я планировал на той же борде эту последовательность генерить, то и для ЦАПа я тоже хоть что выплюну. Сама последовательность на 1мкс будет от силы 2 блока по М9К занимать, и это - не ресурсы для хорошей плиски.

После этой идеи маловероятно, что я мост буду использовать... Я таки не нашел быстрых p- мосфетов, а без них с мостом действительно или паровозиком с кучей плечей, или никак, но паровозик-то тоже сделать надо.

2 shf_05: задачу я описывал в сообщении #15 этой ветки, единственно хочу добавить, что если на 100МГц меня устроят токи около 5-10А, то на 14 МГц мне надобно 30-50А, а на 5МГц и все 100А хочется. Вроде бы все это хорошо согласуется с тем, что при 5-7нГн я буду работать на напряжениях не выше 30В.

будте внимательны при подводке тока-напряжения (правильнее сказать мощности, коль речь о 100 МГц и выше) к такой нагрузке.

М-да, интересно, как все это будет работать в магнитных полях реальной МРТ.

а что вас смущает?
отсутствие обратных связей лишь упрощает задачу при цифровой калибровке, тем более что форма токов остальных градиентных полей известна.