Полная версия этой страницы:
DC/DC 350V для лавинного ФП
YuriyMatveev
Jan 23 2018, 14:14
Подскажите в какую сторону смотреть ,
нужен DC/DC для лавинного фотоприемника
по требованиям:
Vinp=+5V
Vout+350V
по остальному как у AH025P-5
http://www.xppower.com/Portals/0/pdfs/SF_A_Series.pdfно уж больно не нравится его потребление по сути на холостом ходу почти 300мА на 5V!!! (желательно не выше 50мА)
хотелось бы найти подобное компактное модульное SMD решение
MegaVolt
Jan 23 2018, 14:36
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 23 2018, 17:14)

Подскажите в какую сторону смотреть ,
нужен DC/DC для лавинного фотоприемника
по требованиям:
Vinp=+5V
Vout+350V
по остальному как у AH025P-5
http://www.xppower.com/Portals/0/pdfs/SF_A_Series.pdfно уж больно не нравится его потребление по сути на холостом ходу почти 300мА на 5V!!! (желательно не выше 50мА)
хотелось бы найти подобное компактное модульное SMD решение
Вот вариант
https://www.advanced-energy.com/en/USSeries.htmlно он не SMD. Зато потребление 60ма. И заточены как раз под лавинники.
Можно ещё в сторону ANALOG MODULES посмотреть модель например 522. Но как по мне первые покачественней будут. Зато тут потребление на холостом ходу 15ма.
Есть ещё
https://www.xppower.com/Applications/High-V...-Power-Supplies там на странице как раз есть для лавинников раздел
www.ampowersystems.net что то делает для этих же целей.
У hamamatsu.com есть чего то.... например серия С10940
Ну и само собой дижикей никто не отменял вот как раз SMD
https://www.digikey.com/product-detail/en/x...3220-ND/5873530
Ydaloj
Jan 23 2018, 19:24
если в схеме есть МК, можно 1 вывод выделить под повышающий двух-трёхступенчатый boost. Если вых.ток небольшой, можно даже без обратной связи; стабилитроном ограничивать
YuriyMatveev
Jan 23 2018, 19:58
Сейчас используется AH025P-5 и габариты в принципе устраивают,
но вот потребляемый ток 300мА при входном 5В , нет!!!
хотелось бы заменить без изменения конструктива всего устройства (модуль лавинного ФП)
как вариант сделать свою плату в тех же габаритах
ну и доставабельность тоже важна !
питаем APD и ток там ни какой (судя по картинкам темновой ток порядка 10нА, т.е. единиц мкА будет вполне достаточно)
Ydaloj а можете посоветовать контроллер ? МК в модуле есть
основной критерий остаться в габаритах AH025P-5!!!
Спасибо за ответы!!!
domowoj
Jan 24 2018, 00:57
https://habrahabr.ru/post/327642/А вот как сделано у китайцев.
Или вот так, наверняка не 300мА будет потреблять.
blackfin
Jan 24 2018, 02:35
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 23 2018, 17:14)

Подскажите в какую сторону смотреть ,
нужен DC/DC для лавинного фотоприемника
по требованиям:
Vinp=+5V
Vout=+350V
Можно сделать умножитель напряжения на обычном DC/DC:
LT8331 +
Increase Output Voltage With A Voltage Multiplier.
PS.
Design Note 545, Figure 1.
YuriyMatveev
Jan 24 2018, 06:40
Трансформатор не очень хочется использовать,
размеры, да и мотать для серийных изделий как то не очень,
ну и токи не те здесь
Цитата(blackfin @ Jan 24 2018, 05:35)

Можно сделать умножитель напряжения на обычном DC/DC
почти то что надо !!!
(вчера тоже стал смотреть в сторону умножителей)
насколько понимаю для получения требуемых 350В надо добавить еще каскад умножения
т.е. х3
blackfin
Jan 24 2018, 06:59
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 24 2018, 09:40)

насколько понимаю для получения требуемых 350В надо добавить еще каскад умножения
т.е. х3
Если нужен хороший КПД, то лучше умножать на пять. Иначе, получится очень большая скважность импульсов в DC/DC и, соотв., низкий КПД.
PS. Вообще, лучше промоделировать схему в LTSPICE.
YuriyMatveev
Jan 24 2018, 07:01
Не совсем понял чем ограничена нижняя граница питания LT8331 от +10В
(надо +5В)
нашел еще вот такое решение, вроде Vin от +5В
но тогда надо добавлять каскады умножения
blackfin
Jan 24 2018, 07:08
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 24 2018, 10:01)

Не совсем понял чем ограничена нижняя граница питания LT8331 от +10В
Желанием получить на выходе нужный ток. Внутри LT8331 стоит ключ на 500 mA. Поэтому из пяти вольт эта схема может сделать максимум:
Iвых = 5*0.5/(2*350) = 0.0036 A.
YuriyMatveev
Jan 24 2018, 07:16
тогда для меня этот контроллер самое то!!
попробую прикинуть в LTspice...
еще вопрос ,
а зачем диоды в умножителе включают последовательно с резисторами 10 Ом (или 100 Ом для схемы с LT8331) ?
уменьшить ripple выходного тока ?
и нужна ли такой схеме с умножителем хоть какая то нагрузка ? все таки APD для нее почти холостой ход
Ydaloj
Jan 24 2018, 09:10
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 23 2018, 22:58)

Ydaloj а можете посоветовать контроллер ? МК в модуле есть
основной критерий остаться в габаритах AH025P-5!!!
Если есть в модуле МК, то что вам советовать? его и используйте
просто дёргайте ногой с какой-то частотой и длительностью. Надо повысить 5 в 350, т.е. повышение в 70 раз. 2 ступени, первая повышает в корень(70) раз, т.е. до 42В, вторая с 42В до 350. Частота у обоих ступеней равная, длительность цикла тоже. Индуктивности, частоты и время открытого состояния транзисторов посчитайте на сайте coilcraft.com есть онлайн калькулятор для DCDC.
2 дросселя гантельки, 2 диода, 2 конденсатора, 2 транзистора.
alexunder
Jan 24 2018, 09:30
Посмотрите что-то типа такого:
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файлаЦитата(Ydaloj @ Jan 24 2018, 10:10)

Если есть в модуле МК, то что вам советовать? его и используйте
просто дёргайте ногой с какой-то частотой и длительностью.
автору явно нужен малощумящий источник.
Ydaloj
Jan 24 2018, 12:22
Цитата(alexunder @ Jan 24 2018, 12:30)

автору явно нужен малощумящий источник.
От прямоты рук зависит
Но надо не забывать, что сделать круче AH025P-5, а тем более, если "Трансформатор не очень хочется использовать", совершенно нереально.
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаЕсли МК тупой и не способен выдать для второго ключа инверсный ШИМ, требуется внешний инвертор. Заход схемы в ограничение — следствие начала работы диодов в качестве стабилитронов. Вариантов выходного фильтра и линейного стабилизатора множество, поэтому на усмотрение автора.
YuriyMatveev
Jan 24 2018, 16:16
Цитата(Ydaloj @ Jan 24 2018, 15:22)

Но надо не забывать, что сделать круче AH025P-5, а тем более, если "Трансформатор не очень хочется использовать", совершенно нереально.
Так а мне и не надо круче,
мне не нужен такой выходной ток как у AH025P-5 - это главное,
мне надо чтобы она не потребляла 300мА при входных 5В!!!
поэтому пока попробую действительно поиграться с умножением + LT8831
На входе APD все равно стоит хороший фильтр,
По результатам моделирования и измерений (если до них дойдет ) сообщу!
Всем Спасибо за советы !!!
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 24 2018, 19:16)

надо чтобы она не потребляла
При нагрузке 1 мВт у моей схемы КПД 16%.
Ydaloj
Jan 25 2018, 06:46
Цитата(YuriyMatveev @ Jan 24 2018, 19:16)

мне надо чтобы она не потребляла 300мА при входных 5В!!!
если на выходе стабилитрон для ограничения Uвых, то любая схема прилично кушает на хх
Yuri7751
Jan 25 2018, 07:30
Цитата(Ydaloj @ Jan 25 2018, 15:46)

если на выходе стабилитрон для ограничения Uвых, то любая схема прилично кушает на хх
Да нет там никаких стабилитронов. Обычный резонансный ройер (два транзистора, два резистора, конденсатор, дроссель,трансформатор, умножитель) - хорошая, но не самая экономичная по понятным причинам топология. Ну можно взять Q-серию. Будет не 300, а 100мА мах. Или сваять что-то своё, как советовали. Один знакомый когда-то ваял источник для бортового фотоумножителя. Перепробовал всё. Нужно было минимально возможное потребление. В итоге остановился на флайбеке, управляемом от МК, с очень редкими импульсами.
С флайбеком что хорошо - можно обойтись без делителя ОС, а информацию о выходном напряжении снимать (в нужный момент) с коллектора транзистора. Мелочь, а экономия - каждый микроампер был на счету.
Цитата(Yuri7751 @ Jan 25 2018, 10:30)

С флайбеком что хорошо - можно обойтись без делителя ОС, а информацию о выходном напряжении снимать (в нужный момент) с коллектора транзистора. Мелочь, а экономия - каждый микроампер был на счету.
Скажем, не так-то это просто сделать в заявленном режиме на флае.
далее по принципу минимализма
https://yadi.sk/i/DcbLJRhN3RqBsA
Егоров
Jan 27 2018, 13:39
Резонансная схема - выход из ситуации. Из моточных - один стандартный дроссель.
Посмотрите старинные схемы генератора подмагничивания для магнитофонов. порядка 30-40% КПД достигается легко.
у него какая-то своя задача по выходным импульсам, резонансник не по теме, насколько понял.
Егоров
Jan 27 2018, 15:50
Так вроде и прототипы - просто повышающие преобразователи. Автора не устраивает только КПД.
Если нужно что-то там по выходу - отдельный ключ высоковольтный может подключать нагрузку. И в прототипе тоже без этого не обойтись.
Цитата(Plain @ Jan 25 2018, 09:10)

При нагрузке 1 мВт у моей схемы КПД 16%.
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаДля полной схемы ободряющая поправка — при работе на указанный собственный делитель КПД=30%, а если в качестве компаратора ОС не логический вход, а отдельная ИС, то КПД=50%.
надо смотреть что за АПД у ТС и есть ли термостабилизация, т.к. все разговоры о исчезающих токах могут оказаться только разговорами.
Цитата(Егоров @ Jan 27 2018, 18:50)

Так вроде и прототипы - просто повышающие преобразователи. Автора не устраивает только КПД.
сорри, эт я темы перепутал
rudy_b
Jan 28 2018, 16:54
В свое время делали питатель гейгеровских счетчиков для карманного дозиметра. При питании от 3 В он давал напряжение на выходе 400 В, при этом потреблял порядка 1 мА (практически на холостом ходу, гейгеры тока почти не потребляют). В нем использовался трансформатор на КВ-5 + умножитель.
Егоров
Jan 28 2018, 17:28
Цитата(rudy_b @ Jan 28 2018, 19:54)

В свое время делали питатель гейгеровских счетчиков.... В нем использовался трансформатор на КВ-5 + умножитель.
Это слишком сложно. Резонансник - вне конкуренции.
rudy_b
Jan 29 2018, 11:21
Резонансные колебания транса как раз и используются в умножителе. А вот классический резонансник будет жрать в десяток раз больше.
Егоров
Jan 29 2018, 12:04
Цитата(rudy_b @ Jan 29 2018, 14:21)

Резонансные колебания транса как раз и используются в умножителе. А вот классический резонансник будет жрать в десяток раз больше.
Мы, похоже, читали разных классиков

Резонанс последовательного контура прекрасно обходится без умножителей и потреблять там практически нечему.
Правда, на практике собирал 250В, но , думаю и 350 получится без проблем.
rudy_b
Jan 29 2018, 20:12
Приведите пожалуйста параметры, в т.ч. потребляемый ток, для сравнения с 1 мА от 3 В столь неэффективного (по вашему) нерезонансного преобразователя.
Егоров
Jan 29 2018, 20:43
Помилуйте, ну не побегу я сейчас лудить паяльник и высылать тестовый образец чтобы только убедить вас. Спаяйте или промоделируйте и увидите сами.
Несколько лет назад тут такая тема уже обсуждалась. Тогда я выслал стартеру схему и у него все получилось. Правда, на 250 вольт.
Главное достоинство - не нужен трансформатор, достаточно стандартного дросселя. 30-40% КПД получается если в обратной связи стоит цепочка стабилитронов. Если намудрить что-то с микромощным ОУ - может и лучше стабильность будет. Хотя предложенные где-то выше 38 МОм в делителе я воспринимаю как шутку.
Цитата(Егоров @ Jan 29 2018, 23:43)

Хотя предложенные где-то выше 38 МОм в делителе я воспринимаю как шутку.
т.е. надо думать. что гигаомные резисторы вам и вовсе применять не доводилось
serglg
Jan 30 2018, 03:35
Цитата(_gari @ Jan 30 2018, 06:21)

т.е. надо думать. что гигаомные резисторы вам и вовсе применять не доводилось

Когда я делал микромощный источник на 700 вольт из 3В, то для меня 1 ГОм в делителе был серьезной нагрузкой. :-)
Делал кстати на дросселе 1,5 мкГн, МОСФЕТе и небольшом умножителе (3 каскада). Умножитель потому, что МОСФЕТов в корпусе SOT-23 не было с напряжением больше 250В.
Умножитель - на диодах BAS21S.
Егоров
Jan 30 2018, 06:34
38 МОм сопоставимо с сопротивлением изоляции, утечек на плате. Потому такое конструктивно в одном резисторе неприемлемо.
Если уж очень нужно, то можно набрать длиннющую линейку из точных резисторов меньшего номинала плюс тщательная защита многослойным лаковым покрытием, герметизация прибора и т.п.
Короче, довольно хлопотно все это.
serglg
Jan 30 2018, 15:20
Цитата(Егоров @ Jan 30 2018, 12:34)

38 МОм сопоставимо с сопротивлением изоляции, утечек на плате. Потому такое конструктивно в одном резисторе неприемлемо.
Если уж очень нужно, то можно набрать длиннющую линейку из точных резисторов меньшего номинала плюс тщательная защита многослойным лаковым покрытием, герметизация прибора и т.п.
Короче, довольно хлопотно все это.
Странно, да вот же он перед глазами. 1 ГОм. Размером с МЛТ-0,25.
Нормальный резистор.
Если потребление по 700В меньше микроампера, то какой я должен резистор в делитель ставить?
Ну понятно, что там всё отмыто, высушено.
Кстати, само напряжение 700В измерял не тестером. Есть такой хитрый приборец с поворотным зеркалом.
И кстати еще раз, факт подключения 1 ГОм прибор видел. Но не более факта подключения нагрузки - МКП от прибора ночного видения.
Егоров
Jan 30 2018, 17:13
Цитата(serglg @ Jan 30 2018, 19:20)

Ну понятно, что там всё отмыто, высушено.
Кстати, само напряжение 700В измерял не тестером. Есть такой хитрый приборец с поворотным зеркалом.
Тут есть модератор Таня. Она работает в конторе "Физики шутят". Если поколдует месяц, то запросто может сделать нехитрый приборец с поворотным атомом.

А если без шуток, то да, наверное через разные технологические ухищрения можно и гигаомные делители реализовать. Я говорю об относительно простой и надежной реализации доступной для серии.
Стартеру не нравятся 1.5 ватта потребления и достаточно дорогой покупной узел. Относительно просто можно уменьшить потребление в 2-3 раза и удешевить решение на порядок.
Но если хочется обязательно рекордов, то да, может стоит покопаться и в гигаомах, и фторопластовых платах и еще в десятке направлений полгодика-год.
blackfin
Jan 30 2018, 17:38
Цитата(Егоров @ Jan 30 2018, 20:13)

А если без шуток, то да, наверное через разные технологические ухищрения можно и гигаомные делители реализовать. Я говорю об относительно простой и надежной реализации доступной для серии.
Зачем же тогда серийно выпускаются
резисторы на 8 ГОм для поверхностного монтажа?
PS. Кстати, для уменьшения тока по поверхности ПП вместо фторопласта часто в ПП делают просто поперечный сквозной вырез под резистором.
Я такое видел в копировальном аппарате Canon FC-330.. И там, как ни странно, тоже стоял умножитель напряжения на диодах..
Давайте уточним, что вопрос тут не в том, чтобы оспорить конкретное мнение, а в том,
что электроника чертовки широка и каждый и нас , как правило, знает в ней только совсем небольшой кусочек.
Собственно для того форумы и существуют - расширять наш кругозор.
Вот почти сопряженная задача, как задать рабочую точку АПД диода при токе, скажем, в 10 нА?
Какие будут утечки, как их можно учесть или скомпенсировать?
Ydaloj
Jan 30 2018, 20:00
Цитата(blackfin @ Jan 30 2018, 20:38)

Зачем же тогда серийно выпускаются
резисторы на 8 ГОм для поверхностного монтажа?
PS. Кстати, для уменьшения тока по поверхности ПП вместо фторопласта часто в ПП делают просто поперечный сквозной вырез под резистором.
Я такое видел в копировальном аппарате Canon FC-330.. И там, как ни странно, тоже стоял умножитель напряжения на диодах..

Не сочетаемы вырез в плате под резистором и резистор SMD. Лопнет, треснет и отвалится.
И если надо ставить гигаомы, то выводной даст сопоставимое расстояние пути утечки, чем смд с прорезью, но надёжнее. А зачем 8ГОм для поверхностного монтажа - а не знаю. Но даже если залить плату лаком, то он затекает под компонент и начинает там термоциклировать. Отвал компонента неизбежен, будет чисто вопрос времени и диапазона термоцикла.
Yuri7751
Jan 31 2018, 00:45
Цитата(Ydaloj @ Jan 31 2018, 05:00)

Не сочетаемы вырез в плате под резистором и резистор SMD. Лопнет, треснет и отвалится.
Боюсь порушить кому-нибудь картину мира, но на картинке беленькое в прорезях - СМД резисторы (2512 от Vishay) ОС 10х1ГОм

Всё заливается силиконовым компаундом. Никаких проблем ни со стабильностью (главное отгонять желающих потрогать ручонками шаловливыми) , ни тем более с "лопнет, треснет". Рентгеновский источник на 50кВ, 80мкА. Мелкая серия. Поставить выводной не позволяли размеры по высоте. Выводной плоский делитель был бы (ещё) лучше, но это custom - дико дорого и главное долго.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Егоров
Jan 31 2018, 08:37
О сколько нам открытий чудных.
Готовит просвещенья дух.
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель...
Ydaloj
Jan 31 2018, 10:45
Цитата(Yuri7751 @ Jan 31 2018, 03:45)

Боюсь порушить кому-нибудь картину мира, но...
И вы наивно полагаете, что мелкой серией порушите кому-то картину мира? Соберите 100.000 штук, дайте пятилетнюю гарантию и эксплуатацию -20...+60, через два года будете искать оправдания, почему источники даже близко не проходят заявленные 5 лет.
А пока она у вас на столе лежит - она будет вечна, я согласен 100%. Но стоит её начать монтировать в корпус - тот длинный лепесток платы с прорезями даст неизбежную деформацию, и ваши хвалёные резисторы полетят коту под хвост
Цитата(Ydaloj @ Jan 30 2018, 23:00)

Но даже если залить плату лаком, то он затекает под компонент и начинает там термоциклировать.
Там, где вырез, не затечет.
Ydaloj
Jan 31 2018, 10:56
Цитата(Tanya @ Jan 31 2018, 13:50)

Там, где вырез, не затечет.
А там, где нет выреза, затечёт, насосёт влаги своей гигроскопичностью и на морозе разбухнет. Последствия, думаю, ясны.
Известен процесс, когда во время пайки припой на двух контактных площадках у смд компонента застывает неравномерно, и растягивает компонент в разные стороны. Даже такая мелочь приводит к отказу оборудования.
А тут про вырезы под керамическими деталями говорят, ага.
Цитата(Ydaloj @ Jan 31 2018, 13:56)

А там, где нет выреза, затечёт, насосёт влаги своей гигроскопичностью и на морозе разбухнет. Последствия, думаю, ясны.
Чью гигроскопичность Вы так боитесь - керамики? А о чем и чем думал производитель этих высокоомных резисторов?
Ydaloj
Jan 31 2018, 11:22
Цитата(Tanya @ Jan 31 2018, 14:04)

Чью гигроскопичность Вы так боитесь - керамики? А о чем и чем думал производитель этих высокоомных резисторов?
Эмм, думаю не требуется объяснять, чью гигроскопичность я имею ввиду.
О чём думал - не знаю, не экстрасенс, но уверен, что на компонент имеется даташит с описанием определённых условий эксплуатации. А посему не следует полагать, что компонент в любом удобном разработчику виде пройдёт огонь, воду и медные трубы.
Цитата(Ydaloj @ Jan 31 2018, 14:22)

Эмм, думаю не требуется объяснять, чью гигроскопичность я имею ввиду.
Сделайте для меня исключение, пожалуйста.
Ydaloj
Jan 31 2018, 11:55
гигроскопичность лаков, клеев, компаундов.
Все силиконы, полиуретаны--полиолы-изоцианаты и иже с ними.
Цитата(Ydaloj @ Jan 31 2018, 14:55)

гигроскопичность лаков, клеев, компаундов.
Все силиконы, полиуретаны--полиолы-изоцианаты и иже с ними.
Ну, не знаю. Есть опыт работы с субфемтоамперными токами. Если все хорошо отмыто, - нет ионов металлов или кислот, то все хорошо даже без лака. Адсориброванная на поверхности пленка воды достаточно быстро превращается в водород и кислород и улетает...
Т.е. сама по себе вода не пугает.
Цитата(blackfin @ Jan 30 2018, 20:38)

Зачем же тогда серийно выпускаются
резисторы на 8 ГОм для поверхностного монтажа?
Так для поверхностного монтажа и выпускаются.

Только вот плату из стеклотекстолита с такими резисторами перед заливкой компаундом нужно хорошо высушить. Сушить нужно при не очень высокой температуре, но долго - сутками. Чтобы все, что там накопилось в микропорах, вышло наружу. Если все по-честному делать, штука получается очень недешевая.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста,
пройдите по ссылке.