Собрал вот такую схему на трансформаторе от CCFL. Напряжение на выходе регулируется в желаемых пределах от -500В до -1500В. Нагрузка током 12мкА. Проблема в том что с течением времени напряжение на выходе медленно падает. За первый час просело на с -1252В до -1248В, за последующие 2 часа медленно сползло до -1246В. Если далее наблюдать, то тенденция сохраняется. Стабильность 5В питания и опорного проверял. Сначала думал про плохое качество подстроечника, заменил на фирменный, но не помогло. Я далеко не специалист в электронике, хотелось бы понять причину плохой стабилизации.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А насколько меняется температура устройства за эти 2часа? Попробуйте паяльником чуток подогреть каждый элемент по очереди, наблюдая за напряжением. Самый термозависимый элемент себя сразу сдаст..

Все холодное кроме двух транзисторов - они слегка теплые, совсем чуточку пальцем почти не отличить. Погрел воздух паяльником рядом с транзисторами напряжение изменилось с -1245В до -1247В

У вас критические элементы - резистор. подключенный к высокому напряжению, ОУ и компаратор.

Дрейф у Вас небольшой - порядка процента. Все элементы должны соответствовать, если Вам зачем-то нужна такая стабильность.

резистор обратной связи 100Mega ом 5% +-400ppm/C
ОУ rail-to-rail 0.3 V/µs 500khz
компаратор rail-to-rail 160khz со внутренним гистерезисом 6.5mV

Хотелось бы чтобы в идеале напряжение не плавало более 1 вольта. Поэтому мне следует подобрать ОУ и компаратор пошустрее и резистор 100М с +-100ppm/C?

А еще возможны утечки по плате или поверхности резистора. Он у Вас не в стекле? ОУ нужен с малым температурным дрейфом. И компаратор. Я бы вместо компаратора, который работает в релейном режиме использовала ОУ в линейном режиме. ПИД на нем сделать можно. Можно опорное напряжение подать через резистор на тот же вход, куда приходит высокое напряжение. Компаратор лишний теперь будет.. В обратную связь цепочка из резистора и конденсатора в первом приближении. Если почему-то хочется оставить релейный режим, то добавить положительную обратную связь через конденсатор.

Марка резистора?

Tanya спасибо за помощь. ПИД это наверное слишком сложно для меня. Для положительной обратной связи подпаять конденсатор малой емкости с выхода компаратора на его + вход? На что это должно повлиять?

Резистор 100М смд 1206, плату промыл, но утечки конечно не исключаю.

По случаю еще спрошу, для чего в схеме нужен дроссель L5? Я его временно сейчас отпаял и заменил перемычкой 1ом, схема работает так же как и раньше. На осциллографе разницы в форме сигнала на коллекторах транзисторов не вижу с L5 и без L5


https://www.digikey.com/product-detail/en/s...0MCT-ND/2683721

Еще заметил что если положить палец на трансформатор, то частота генерации уменьшается почти на килогерц и, соответсвенно, плывет напряжение на целых 12 вольт.

У этого резистора рабочее напряжение 200В, пиковое 400 - вот он и плывет от 1500В

Попробую сегодня поставить туда гигаомник 100ppm 1750V и отпишусь позже о результате.

Возможно еще проблема в том что плывет частота осциллятора при прогреве? 100нф X7R, более термостабильного у меня нету, да и сами транзисторы при прогреве все равно изменяют свои свойства.

Лучше сделать нормальную схему. Убираете компаратор. Задающий потенциометр заменить на низкоомный. От его движка резистор порядка 100 кОм к суммирующей точке ОУ. В обратную связь последовательная RC-цепочка. Выход ОУ на базу эмиттерного повторителя, питающего генератор. Или прямо на питание, если выходного тока хватит.
Такая схема должна выбрать все погрешности кроме тех, которые вызываются дрейфом ОУ и подключенных к нему резисторов.
Вы зачем все это делаете?

Как бы не изменялись параметры элементов, у вас есть для этого обратная связь, которая скомпенсирует изменения.
Должны быть стабильны суммирующе-вычитающие элементы обратной связи, т.е. опора, делитель, ОУ, компаратор.

Немножко ошиблась. Нужен еще инвертор на ОУ.

Дроссель как раз и нужен для стабилизации выходного напряжения. Сейчас Вы вместо него используете индуктивность рассеяния трансформатора. Это очень по-радиолюбительски - убирать из схемы все, что непонятно как работает.
P.S. Похоже на источник питания ФЭУ, а?

Да источник питания для ФЭУ.
Дроссель я уже вернул Но хотелось бы поставить туда не первый попавшийся, а правильный. Частота осциллятора 60кгц, как рассчитать параметры дросселя L5? Какая нужна индуктивность и ток?

Если глубина обратной связи недостаточна, то не скомпенсирует. А потерпевшему нужна точность 1В/1кВ. Т.е. обратная связь должна "учуять", к примеру, изменение напряжения питания на 5 мВ.


С током все сравнительно просто - средний ток дросселя равен входному току. Iin=(Po/КПД)/Uin. С индуктивностью сложнее - это регулятор релейного типа, которые никто толком не умеет рассчитывать. И вообще, за источник питания с долговременной стабильностью 0,1 % разработчики берут немалые деньги - не факт, что у Вас он получится. Можно застабилизировать напряжение питания - это уменьшит один из источников погрешности.

Понятно дело, но так мы можем совсем запугать потерпевшего. Там еще можно вспомнить и реакцию всей системы на релейное регулирование. А так он измеряет напряжение тестером и доволен

Думаю что всетаки "глубина обратной связи недостаточна", это подтвердилось установкой пары 1G+1M с результатом еще более выраженной нестабильности напряжения. Поэтому поставил обратно резистор 90М, но в этот раз сделал его ввиде цепочки из 10М 100ppm чтобы избежать максимально разрешенной нагрузки на одни резистор по напряжению. Запустил тест, мониторю как изменится выходное напряжение через час.

Я понимаю что ввиду моей радиолюбительской безграмотности вероятность сделать стабильность напряжения = 0.1% практически стремится к нулю, но процесс порой интересен так же как и результат

Tanya, я постораюсь сначала изобразить на бумаге вашу схему чтобы быть уверенным что правильно Вас понял.

Судя по заявленной точности, потерпевший готовится к открытию в области гамма-спектрометрии. Имея в перспективе сталинскую нобелевскую премию, пока можно потерпеть и просто подкручивать потенциометр.

Подбором номиналов R4 R5 удалось получить хорошую на мой взгляд стабильность, за посление 2 часа напряжение не сдвинулось ни на вольт. Спасибо за помощь. Возможно вы правы что броски тока в так называемом релейном режиме могут мешать снятию сигнала с ФЭУ, но я попробую и если результат не устроит буду делать по другому.

Вот для начала попробуйте последовательно с резистором обратной связи ОУ поставить конденсатор. Получится ПИ-регулятор - увеличится усиление на постоянном токе.

Вы научите Уверен, вы сами сообразите, почему это нельзя делать. Можно добавить RC-цепочку параллельно R5. В идеале ещё и частотно скомпенсировать делитель обратной связи.

можно- можно. Естественно, еще один резистор, подающий положительный ток на инвертирующий вход. Забыла, да.

У этого релейного регулятора не может быть ни ПИ-, ни частотной коррекции. Потому что в петлю ООС входит пороговый элемент (компаратор), для которого не существует непрерывной функции управления.
Для релейного регулятора даже критерий устойчивости не так просто сформулировать. Например, для непрерывной системы с ООС работа по предельному циклу считается одним из видов неустойчивости. А работа релейного регулятора, наоборот, основана на предельном цикле.
Это одна из причин, почему от релейных регуляторов отказались в пользу регуляторов с ШИМ.

Если уже делать ШИМ, то брать готовый ШИМ-контроллер и не морочить голову, в нем уже все встроено как надо включая опорник и драйвер мосфета Тут же делалось по типу из того что было в наличии.

Подозреваю, что делалось по первой странице поиска в гугле.
Если интересно, вот одна из негодных схем с ШИМ - радиолюбители обожают ее репостить:
Stable Power Supply for High Voltage -100V to -1000V

Будет устойчиво работать. В релейном режиме. Шим получится сам собой. Можно еще добавить "шум" или периодический сигнальчик с амплитудой, равной примерно половинке от ширины гистерезиса.

Не угадали, гуглом не пользовался, срисовал схему со своего CCFL модуля и решил попробовать добавить ему обратную связь.
А вполне годная ШИМ схема для ФЭУ лежит тут http://radiokot.ru/circuit/analog/measure/24/02.gif
только боюсь намотку трансформатора не осилю, а найти подходящий и готовый трансформатор по параметрам затрудняюсь изза безграмотности в этой сфере.

ШИМ не получится. Потому что ключевой элемент T3 включается и выключается по сигналу компаратора и нет ничего, что задавало бы постоянную частоту импульсов коммутации T3. Если мы говорим об одном и том же, то ШИМ - это регулирование коэффициентом заполнения импульсов при постоянной частоте коммутации.
А подключением "цепочечек" и "сигнальчиков" можно получить один из трех вариантов релейных регуляторов - с постоянной длительностью импульса, с постоянной длительностью паузы и с переменной длительностью импульса и паузы.
Настоящий ШИМ отличается от всяких псевдо-ШИМ тем, что пульсации сигнала на нагрузке можно уменьшить до любой приемлемой величины. В релейном регуляторе пульсации не ниже определенной величине необходимы для его работы.


ПМСМ, можно попробовать трансформаторы для сетевого обратноходового источника питания, например, PNY-05015 + диодно-емкостный умножитель напряжения.
Выходную обмотку использовать как первичную, а входную - как вторичную. Можно соединить по выходу последовательно несколько штук.

Схема "CCFL inverter" называется каскадный преобразователь "питаемый током резонансный пуш-пул" — в количествах сотен миллионов штук прекрасно зарекомендовал себя в ЖКИ-мониторах, но там первым каскадом всегда ставили честный понижающий стабилизатор — здесь же какой-то писарь при переписке в Paint затерял где-то в средних веках подхватывающий диод, так что первый каскад стал линейным, а двухтактный выход с умножением упразднил до однотактного и без оного, в результате чего D1 оказался крайним и тянет на себе аж 3 кВ, а C2, C3, C4, D2 и D3 бесполезны, но может придают схеме недостающей внушительности. В этой истории вообще много странного — какие-никакие схемы с радиокотов, оказывается, имелись в наличии, но зачем-то понадобилось скалывать свою и собственноручно, критически важный резистор категорически не тот, но аж с Digi-key, и т.д.

В это трудно поверить, но однотактный умножитель ведет себя в этой схеме вполне прилично. Видимо, он не осознает своей однотактности.

Не будем спорить о терминологии. Если, например, подмешать пилу, то получите желанный Вам ШИМ с постоянной частотой. Интегратор медленно подвинет эту пилу в нужное место. Пилу можно побольше сделать, или гистерезис уменьшить. Но и так будет нормально работать. При изменении нагрузки всегда будет запаздывание. Тут ничего не сделать.

При всём уважении, Вы невнимательны — схема у автора другая, присмотритесь.

Я всего лишь показал, что к двухтактному преобразователю с ШИМ можно подключить "однотактный" умножитель и он работает ничуть не хуже "двухтактного" умножителя.
Не вижу причин, почему бы он не работал с двухтактным резонансным преобразователем.


Кое-что можно сделать. Например, в импульсном регуляторе с ШИМ при работе в режиме непрерывных токов дросселя запаздывание по фазе в силовой части с LC-фильтром может достигать 180 град.
В той же топологии, но в режиме разрывных токов дросселя оно не превышает 90 град. Правда, для этого нужно знать, в каком режиме работает дроссель, а для этого надо зафиксировать частоту коммутации.

Вот так правильно умножать?
И где надо ставить "подхватывающий диод"?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вам wim привёл схему. Правда, полагаю, вам и двух диодов хватит - обходитесь же вы одним . Я даже не обратил внимание на умножитель, не думал, что и в нём накосячить можно. Диод же возникает тогда, когда вы рвёте ток через дроссель. В данном случае он включается между точкой соединения полевика с дросселем и землёй.
Для примера - фрагмент схемки ионизатора. Роер здесь работает в эдаком "линейном режиме", ключи не открываются обычно полностью. В нашем случае это допустимо. Какой у вас ток нагрузки, не знаю.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Yuri7751 спасибо! Да накосячил с умножителем изначально.
Ток нагрузки 15uA - 150uA
То есть в моем случае использование двухтактного умножителя не даст какие либо преимущества перед однотактым как на схеме wim и у вас?

Каскадный преобразователь с линейными первой и третьей секциями:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Абсолютно никаких практических преимуществ на таких токах.

1. Какое ФЭУ собираетесь использовать?
2. По-хорошему источник питания нужно совмещать с активным делителем у последних динодов, потому как линейность по другому не вытянуть.
3. Желательно использовать двухполупериодное выпрямление для снижения пульсаций.
4. ФЭУ нужно ОЧЕНЬ тщательно экранировать от магнитных полей.
5. На выходе можно использовать схему активной фильтрации шумов.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Отчитаюсь по результатам с регулятором релейного типа. Сам регулятор работает отлично, но компаратор дергает затвор полевика с частотой в звуковом диапазоне 200Гц-1500Гц что делает этот блок питания проблематичным для снятия сигнала с ФЭУ. Как в принципе меня и предупреждали в самом начале этого топика

Поэтому смакетировал схему управления выложенную Yuri7751 на ОУ OPA348. Как я понял это и есть ПИ-регулятор? Он током плавно водит осциллятор? Пришлось поставить 10К потенциометр с линии питания и пока так подавать управляющее напряжение на вход ОУ(+) так как мой опорник 2.5В оказался каким то слаботочным и на (+) входе ОУ напряжение становилось почему то выше! чем 2.5В, хотя подавалось туда 2.5В от опорного через резистор.

iliusmaster,
1. ФЭУ есть от hamamatsu R9779, R6095
2. делитель использую обычный с высоким сопротивлением
3. двухполупериодное выпрямление использую сейчас
4. от магнитных полей экранирую
5. для фильтрации ставил RC фильтр, полезный сигнал по амплитуде обычно в несколько раз выше чем шум поэтому пока проблем не возникало. Но верю что ваш вариант намного лучше.

Извините за банальность, но я бы посоветовал вам почитать Хоровица и Хилла (Искусство схемотехники). Читается легко, снимет многие вопросы и вообще полезно.

Yuri7751 как раз скачиваю эту книжку, надеюсь освою.

Еще можно посоветовать А.П. Цитович Ядерная электроника. М., Энергоатомиздат, 1984.

Если в сети не найдете, закину *.djvu f (15Mb) а то модераторы иногда ругаются за лишний трафик.
Там много полезного по режимам питания ФЭУ с заземленным катодом, анодом, выбором потенциалов динодов и т.п.

Понимаю, что обсуждается не конечный вариант высоковольтного питателя, тем не менее бросилось в глаза отсутствие батареи конденсаторов на выходе умножителя. Когда умножитель нагрузится на делитель ФЭУ, появится пила на частоте преобразователя, а ОС будет отслеживать только среднее значение. По моему опыту без батареи конденсаторов суммарной емкостью 0.1-0.2 мкФ никак не обойтись. Правда, у меня всегда был режим заземленного фотокатода, т.е. переменка с высокого сразу попадала на вход усилителя.

AndreyVN спасибо за хорошую книжку, скачал без проблем.

На выходе конечно же используется RC фильтр 100К-470нФ-100К.

Как показала практика, для питания 1-2 ФЭУ либо счетчиков нейтронов (до 1800 В) вполне достаточно обратноходового преобразователя на ширпотребном UC284X или аналогах. И нагромождения из низковольтного регулятора, роера и умножителя не очень то и нужны. Для спектрометрического режима пришлось добавить внешний усилитель ошибки с более стабильным ИОН (ADR02). Думаю, и здесь такой подход оправдается, только придется поколдовать с обратной связью из-за отрицательного выходного напряжения.