Ладно, всем огромное спасибо
Пошел моделировать, сначала в софте, потом внатуре.
О трезультатах доложу, когда появяться.

Bludger, в том и дело, что оч. трудно определить, сколько в упомянутой выше сумме токов того, что нам пофиг, и сколько того, что не пофиг.

Справедливости ради, парни из TI не зря получают свои зарплаты в килобаксах- они таки напридумывали много разных вариантов измерения "истинного" тока нагрузки, например используя два ТТ вместо одного. Зная ток нагрузки, в принципе можно узнать и ток намагничивания, только зачем создавать проблему, чтобы потом ее героически преодолевать?

?? Тогда непонятно, отчего Вы здесь копья ломаете. Может быть, стоит обратиться к условию задачи, а досужие рассуждения перенести в другую тему?
Интересно, где Вы видели такие трансы? Учтите, что нагрузка линейная и симметричная относительно вторички.
Я же предполагаю, что автор темы не враг самому себе, и изготовление транса с гораздо менее экзотическими параметрами не вызовет у него труда. При этом "разделение" токов делать вовсе не обязательно, т.к. в "нормальном" трансе нагрузка будет симметричной также и относительно полуобмоток первички.

Это не страшно. "Там" измеряются пиковые значения тока, а параметры транса выбраны так, что сердечник не заходит в насыщение.

Ток намагничивания токового транса при правильном его изготовлении можно не принимать во внимание.
Об остальном - см. выше.

ЗЫ. Справедливости ради, нужно сказать, что для данных условий измерение тока с помощью резисторов может оказаться более практичным. Только, если в выходном каскаде применяются БТ, необходимо обеспечить равенство их базовых токов.

Проблема "автоматического" задания рабочей частоты для "головы" мне кажется более важной и интересной, чем схемотехника выходного каскада. Подобными вещами ранее заниматься не приходилось, но за прошедшие сутки появились некоторые мысли на сей счёт. Если интересно - могу поделиться.

По поводу этих схем предлагаю не слишком заморачиваться, хотя изучить их полезно. Мне, однако, они представляются не слишком удачными.

Да там относительно "просто"....
Обычно генератор имеет заданный диаппазон частот в котором ищется максимум тока нагрузки (соот-но последовательно с пъезовибратором-излучателем ставится токовый датчик).
Собственно задача для пид-регулятора.

Не маловажный вопрос изменение и учет резонансной частоты электро-механической системы от внешних воздействий - тут уход может составлять до 1кГц (из моего опыта- все зависит на какую среду работает вибратор - к примеру облучение жидкостей, соот-но зависимость от физических свойств жидкости-температура-вязкость-давление и т.п., либо к примеру ультразвуковоя сварка - тут сильную роль играет - с каким давление прижимается рабочая поверхность вибратора к материалу).

to Автар: вот передо мной лежит сертифицированная плата 2кВт размерами 300*160*80мм www.weber-ultrasonics.de - со всеми прибамбасами от сетевого фильтра, микроконтроллера и т.п. Это произведение не нашей фирмы
Просто мы у них брали для "тестов" их генераторы для наших вибраторов.

Думаю, тут всё же есть о чём подумать.
Во-первых, каким образом искать максимум тока нагрузки? В смысле алгоритма.
Во-вторых, критерий максимума тока мне не кажется самым хорошим. Мне представляется, что для такой сложной нагрузки более правильными будут фазовые методы согласования.

1. Генератор имеет уже предустановленные ворота по частотам для данного типа вибратора/излучателя, вот в этом диаппазоне и работает пид-регулятор - ищет максимум тока и поддерживает частоту по этому максимуму. автоматической регулировки мощности - ни разу не видел.... хотя белоруссы делают один приборчик, но это только для конктретного случая - узлучение вводу и регистрация уровня кавитации гидрофоном с последующей регулировкой еще и мощности. а так обычно выставляют мощность с запасом и все.

2. с фазовой регулировкой - сложно это т.к. электроника работает в около резонансной зоне (левее-правее) + играет роль какой резонанс имеется на вибраторе (последовательный-параллельный - довольно муторная теория) + любое добавление дросселя-кондера опять все фазы смещает.... и т.д.

Хотя я в своей разработке использую фазовую подстройку, а не токовую, но это в первую очередь было заложено в саму конструкцию пъезовибратора (кстати защищено патентом - не моим
Позволяет до 20% экономить на потребляемом токе, но повторюсь это конкретно в моем случае - излучение в жидкость.

В случае же автора я думаю имеется стандартный пакет из пъезошайб и там кроме регистрации тока ничего не выцепишь.

Простите, но я не совсем понимаю, каким образом ПИД-регулятор может "искать" максимум тока?
А если вытащить из воды излучатель, с ним ничего не произойдёт? Ведь мощность ему будет "сбрасывать" некуда?

Дык, для этого автоматическая регулировка и нужна. Я предлагаю воспользоваться тем фактом, что при правильно выбранной частоте сигнала возбуждения нагрузка будет представлять для его основной гармоники чисто активное сопротивление, т.е. фазы напряжений и токов на/в нагрузке будут совпадать. По этому критерию и нужно подстраивать частоту задающего генератора.

Думаю, что всё-таки можно "выцепить" всё необходимое и из обычных пьезошайб...

пид реализованый на микроконтроллере - решает все.



Как куда на нагрев шайб и в воздух тут же две составляющие - излучение ультразвука и механические перемещения.



В зависимости в каком резонансе "последовательном" или "параллельном" находится резонатор, он представляет из себя либо индуктивную либо емкостную нагрузку, где ну ни как фазы тока и напряжения не совпадают.

Простите, но это не так.
На частоте параллельного резонанса излучатель будет представлять собой активное сопротивление, хотя и большое по величине. По этой причине, мне кажется, вблизи этой частоты его возбуждать не следует - потребуется очень большое напряжение возбуждения.
На частоте последовательного резонанса излучатель будет представлять собой также активное сопротивление, только значительно меньшей величины. Для возбуждения колебаний вблизи этой частоты, вследствие этого, потребуется гораздо меньшее напряжение.
Всё это следует из предполагаемой экв. схемы излучателя (чёрным цветом):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если она не точна - поправьте, пожалуйста.
Далее, максимум тока в Rэ при заданном напряжении на излучателе будет достигнут при наступлении резонанса в цепи LэCэRэ. Для компенсации ёмкостной составляющей тока через ёмкость C0 предлагается включить последовательно с излучателем индуктивность L0, причём L0 ~= Lэ*Cэ/C0. При наступлении резонанса в цепи L0-излучатель она (цепь) также будет иметь активное сопротивление для основной гармоники сигнала возбуждения.
Таким образом, выбрав должным образом L0 и, измеряя сдвиг фаз между напряжением и током для основной гармоники, можно определить величину и знак расстройки генератора относительно частоты резонанса цепи, и скорректировать его частоту надлежащим образом.

Сам по себе МК не решает ничего. Регулирование же по максимуму тока может оказаться вовсе не такой простой задачей, как кажется на первый взгляд.

А от нагрева и от этих перемещений он не "здохнет"? Я именно это и имел в виду. Воздух ведь почти в 1000 раз менее плотный, чем вода...

А можно посмотреть? Очень интересно...

Stanislavу: поделитесь интересно, у меня тоже кое какие мысли есть.
Во первых, все головы идут с паспортом, в котором точно указана частота.
Во вторых, голова может только нагреваться, отсюда уход будет всегда в заведомо известную сторону.
В третьих: уход не мгновенный, не скачкообразный, а плавный, посему, впринципе ПИД регулятор вполне применим.

Кстати, вот какая наблюдается закономерность, когда генератор точно настроен на частоту головки, транзисторы, которые раскачивают транс перестают грется, ну не совсем конечно, но рассеивание заметно уменьшается


Не сдохнет, проверено на практике, по крайней мере на 160 ваттной голове, все ок, она даже почти не греется на воздухе.

И еще, предлагаю разделить вопрос на два:
1. Раскачка выходного каскада и вопросы связанные с ней(то с чего собственно начинали)
2. Вопрос управления, т.е. поиска резонансной частоты и ее подстройка(то чем собственно закончили)

Работать надо в режиме последовательного резонанса со стабилизацией фазы в 0 и стабилизацией тока. При этом автоматически при вынимании головы на воздух ее активное сопротивление падает и мощность рассеяния тоже. Ток однозначно связан с амплитудой колебаний, поэтому если не разрушается в воде то не разрушится и в воздухе. Для режима последовательного резонанса параллельной емкостью можно принебречь, ее сопротивление намного больше сопротивления потерь.

Фазу можно хоть по детектору на D триггере подстраивать, можно перемножитель поставить и умножать на сдвинутый на 90 град сигнал напряжения.

Дык по ссылке ткните и увидите или вам схему?

Хе, конечно в идеале схему, но я так понимаю она под большим секретом.
А раз так , то хотя бы нормальную фотку обеих сторон платы.

Основную мысль - фазо-разностный способ регулирования частоты генератора - я уже высказал. Детали ещё нужно обдумать.
Измеритель разности фаз наиболее просто можно представить себе в виде:
- датчика напряжения на цепи L0-излучатель;
- датчика тока через эту цепь (токовый транс или резистор);
- фазовый детектор (можно перемножитель, но сойдёт и логический элемент "исключающее ИЛИ");
- простейший ФНЧ на его выходе.

По поводу точных значений - не обольщайтесь: учесть все изменения в зависимости от условий невозможно. Радикально изменить ситуацию может только ОС.
По поводу ПИД-регулятора: да бог с ним. Главное - определить, что именно нужно регулировать.

Ну, правильная закономерность. Отражает факт наступления резонанса в цепи.


Простите, но, по-моему, здесь ошибка. Мне кажется, что с амплитудой колебаний однозначно связано напряжение на излучателе. Вот его и нужно стабилизировать.
Нельзя пренебрегать. Не забывайте, что генератор выдаёт напряжение прямоугольной формы.

Да, верно, а я про фазовращатель-то и забыл.

Нет, Stanislav, напряжение связано с силой, с которой смещается керамика. В зависимости от внешних условий (нагрузки, добротности, отстройки), амплитуда смещений будет разной.
Ток задает скорость перемещения керамики, поэтому при заданной частоте амплитуда вибраций также оказывается заданной (а нпряжение получается таким, какое чтобы создать нужную силу смещения). Опять же при стабильном напряжении и уменьшении внутреннего сопротивление (вынутие из воды) мощность вместо того, чтобы снизиться, многократно вырастет.
Просто обычно рассматривают параметры пьезоэффекта, когда все фиксировано, тогда можно оперировать напряжением, током, зарядом - все пропорционально смещению. Но при приложении к керамике внешних сил такое рассмотрение не правильно.
Для регулировки достаточно интегратора, т.к. скорость перестройки фазы определяется добротностью и не очень велика. Главное предусмотреть защиту от попадания в параллельный резонанс, иначе перенапряжение вынесет всю схему.
Лучше качать в квазирезонансном режиме, чтобы снизить потери. Прмоугольник на керамике будет вызывать броски тока, что не есть хорошо.

Ну вот, вытряс с китайцев полную теорию о головах на 269 страницах, далось не легко.
закачал на фтп upload\ultrasonic.

А как насчет для других посмотреть - измените права на папку.....

Присоединяюсь к просьбе - скачать невозможно.

Народ, сорри, с работы не могу на ФТП попасть, вечером буду дома- решу вопрос с открытием доступа, просто честно говоря, не предполагал, что другие не смогут посмотреть.

При достаточно большой добротности (внешние воздействия гораздо меньше внутренних напряжений) амплитуда смещения будет как раз величиной практически постоянной, если напряжение на "голове" не меняется.

Эквивалентная схема, приведённая мной, говорит совершенно об обратном. При вытаскивании из воды на воздух выделяемая головкой мощность резко упадёт при фиксированном напряжении (что и требуется), и резко возрастёт при фиксированном токе (что крайне нежелательно).
Всё это верно, естественно, при соблюдении условий резонанса.
Если эта схема не верна, поправьте, пожалуйста.

Простите, а что подразумевается под квазирезонансным режимом?
Прямоугольник прямо на керамику нельзя подавать ни в коем случае: если транс имеет малую индукцию рассеяния, это может привести к выходу из строя силовых транзисторов. Для "отделения" токов неосновных гармоник и служит дроссель L0 (на экв. схеме).
Теоретически, эту индуктивность можно создать путём специфической намотки транса (большая индуктивность рассеяния). Однако, при этом мы лишаемся возможности одновременно измерять фазы напряжений и токов непосредственно на системе дроссель-излучатель. Правда, вместо измерения фазы напряжения на вторичке, можно измерять её на первичке, но это может быть конструктивно неудобно.

Я не прочел внимательно предыдущие посты, конечно внешний дроссель нужен. Тут мы имеем в виду одно и то же.

Теперь по поводу напряжения - представьте себе систему с очень маленькими потерями. Напряжение на ней в резонансе будет нулевой, а амплитуда отнюдь не нулевой. Легко заметить, что ток при этом соответствует амплитуде колебаний.
Теперь замыкаем электроды и прикладываем внешнюю силу - напряжения опять нет, а пьезоэффект никуда не делся.
Если хотимте, вот точная формула амплитуды колебаний в резонансе с потерями:
X=U/(2*Pi*f*r*sqrt(2*k*c)), где f - частота, r - сопротивление потерь, k - приведенная жесткость, с - эквивалентная емкость в контуре. U/r - это и есть ток.

Ошибку при рассуждениях не только Вы делаете, эта ошибка 10 лет назад не позволила неким немцам правильно применить придуманное имени усовершенствование прибора.

Если голову вынимать при фиксированном напряжении, ток через нее сильно вырастет, соответственно вырастет и мощность.

Всё верно, не обращайте внимание на предыдущие мои посты. Я почему-то подумал о параллельном резонансе...
Действительно, при работе вблизи частоты последовательного резонанса стабилизировать надо ток.

Итак, критерии регулирования определились:
- нулевой сдвиг фаз между напряжением и током в цепи L0-головка. Регулируется частотой ЗГ;
- стабилизация тока в головке на заданном уровне с помощью ШИМ.
Думаю, реализовать датчики и регулятор будет несложно.

Недопонял про ШИМ:
Т.е. выход ЗГ ШИМом формировать? Так частота до 40 Кгц, ШИМ тогда надо делать примерно 200 Кгц, мосфиты на такой частоте качать сложновато будет, да и дороговаты они получаться.
Или я опять чего то недопонял...

Секрета особо нет - вот собстно силовая часть (думаю все понятно), основное это номиналы элементов - как никак, а квазирезонанс обеспечивать должны.
В итоге уже в первичке синусоида.

Нет, частота ШИМ в каждом плече моста должна быть равна резонансной частоте системы головка-дроссель. Средняя по плечам моста скважность ШИМ должна определяться датчиком тока головки, а относительная скважность в плечах - датчиками токов плеч (дабы обеспечить симметричность намагничивания сердечника).

Можно использовать пояс Роговского, или вот интересное решение.. http://www.fips.ru/cdfi/reestr_rupat.htm
описание к патенту 2035833.
http://www.fips.ru/cdfi/fips.dll[/url]? http://e.foto.radikal.ru/0608/a4a3decc3d86.jpg
Тут она обсуждается: http://www.set.ru/srs/board/read.cgi?user=...mp;message=6394
http://infoseti.ru/cgi-bin/forum/YaBB.cgi?...4305465;start=0
Не очень технологично, зато надёжно... Для единичных экземпляров вполне применимо...

Вот цитата из описания изобретения: "В способе ограничения одностороннего насыщения тpансформатора импульсного преобразователя напряжения путем выявления сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора, сравнения его с заданным сигналом, пропорциональным максимально допустимому току намагничивания, и формирования управляющего воздействия, корректирующего режим перемагничивания трансформатора для расширения функциональных возможностей и повышения надежности за счет непрерывного контрольного тока намагничивания, охватывают часть магнитопровода трансформатора короткозамкнутым витком и используют величину тока в нем в качестве сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора."
Вот картинка к описанию, поясняющая принцип работы.. http://foto.radikal.ru/f.aspx?g0611136e9ca261cejpg

Только чур не забывать, что для источиника питания регулируемой величиной явлется таки не ток намагничивания, а выходное напряжение, и непрерывно контролировать более желательно именно его. А то ведь, насколько знаю, до сих пор так и не научились решать одно уравнение с двумя неизвестными.
И потом, на проблему надо смотреть шырше. Если афтар обеспокоен динамическим подмагничиванием до такой степени, что готов пуститься в такие нелёгкие, то мож стоит реализовать свой дэвайс на однотактном прямоходе? ведь там жуткий оскал этой беды отсутствует в принципе как явление, без всех этих хлопот.

Напоминание оченно ценное.
Однако, в Current Mode источниках питания имеется, как правило, трансформатор тока.
Если первичку оного "дэвайса" дополнить витком из радиального (а не как на смешной картинке в описании, которая только поясняет процесс выделения сигнала пропорционального току намагничивания) отверстия в сердечнике, то ток, пропорциональный току намагничивания будет суммироваться в трансе с током нагрузки и любое его увеличение скомпенсируется цепью ОС по току. Если подмагничивания нет, то величина сигнала от тока намагничивания постоянна и не влияет на режим стабилизации напряжения.
Вот и все решение проблемы подмагничивания.

Сдаюсь. Ниасилил. Можно ещё раз, но медленно и как-нить... другими словами, что-ли?

"Сильная" фраза: "Если первичку оного "дэвайса" дополнить витком из радиального отверстия в сердечнике ..."

Лучше раз увидеть, чем.. и далее по тексту.
Вариант радиальной дырки для Ш-образника.
http://e.foto.radikal.ru/0608/a4a3decc3d86.jpg
Вариант для кольца

На проволочке висит тот самый Т.Т.

gyrator, редкая по силе вещь! спасибо! как сто грам хряпнул.
Это ж короткозамкнутый виток. Отличие в том, что он охватил только часть сердечника. Интересный ребус. И так понял, что этот же токовый трансик используется в контуре регулирования с каррент мод?

Вы сами этот пазл пробовали? действительно решает?
А то ведь ещё надо учесть, что ТТ показывает не весь ток своей первички, а за вычетом из него своего личного тока намагничивания, который тоже в динамике пляшет...

Решает. И для двухтактников и для однотактников.
Например, в однотактнике можно использовать контроллер
без внутреннего триггера. Примочка ограничит Кз на макс. допустимом
уровне. На самовозбудниках с коммутацией по заданному току намагничивания
(4 ячейки в параллель на 2Т834) сделал сварочник лет 15 назад.
Если подумать, то много фокусов можно делать.
Эта примочка позволяет при минимальных доработках существенно повысить
надежность сетевых двухтактников, особенно работающих на динамическую нагрузку и при прыгающей сети. Да и в однотактном мосте можно работать при максимальном Кз.
Кстати, при использовании чашек и сверлить ничего не нужно.
Просто поворачиваешь половинки вокруг оси для получения сигнала
нужной величины. А проводок вставляется в отверстия для выводов,
т.е. охватывает часть магнитопровода. Радиальных дырок, как и витков,
может быть несколько, в зависимости от величины тока ХХ.
Ведь ток в витке в Wпервички раз больше тока ХХ первичной обмотки. Поэтому, при большом токе, один виток может перегреваться.
По своей сути, это дифференциальный транс. тока, который вычитает из тока первички токи всех вторичек. В результате получаем ток намагничивания, а точнее-переменную составляющую этого тока. Постоянную с помощью трансформатора не выделишь.

Привет, Гиратор!
И тут встретились.. Господа, это и есть Автор этой пипы.. Так что лучше никто и не объяснит сущность работы этой штуковины..

Здравствуйте перечитал весь топик - интересно так как сами делаем такой генератор на 22 кГц - пережгли уйму полевиков - результат нулевой. Сейчас я более-менее подкован. Может вопрос не по теме немного.
Короче принесли нам образец дохлого генератора там BU508 выжженны с потрохами - российская разработка. (говорят при каждом новом включении выгорает один генератор из 60. Излучатель для экспериментов есть (в ведре с водой стоит). В схеме НЕ БЫЛО ДРОССЕЛЯ, который последовательно то ли с излучателем или с трансом должен стоять (его нет по тех документации и в плате и к голове он не прилагался). Не подскажете какова примерно его индуктивность должна быть и если можно какова его конструкция - очень нужно сроки - ещё "вчера" должен готов быть. Мы делаем полный мост на IRF840 с разделительным конденсатором допустимо ли это на примерно 200Вт-ый излучатель. Уже сожгли 20 транзисторов (причём по четыре за раз - горят при включении с изучателем). Где лучше этот дроссель ставить во вторичке или первичке. Большое спасибо.

Из моего опыта - дроссель нужен и там и там. В первичке для того что бы "притормозить" транзисторы - иначе будет как у вас..... Индуктивностью 50-100 микро.
А второй дроссель выбирается из условия обеспечения квазирезонансного режима (грубо говоря в первичке должна получаться синусоида), что на это влияет:
1. на первом месте конечно сам УЗ (причем под нагрузкой т.е. "в воде" - т.к. его механическая рез. частота довольно прилично съезжает)
2. какое напряжение на вторичке необходимо? (главное не переборщить иначе пробой или разрушение шайб - зависит от толщины шайб) От выходного напряжения зависит и к-нт трансформации и соответственно емкость УЗ и инуктивность второго дросселя будут пересчитываться к первичке через квадрат к-та трансформации.
3. Теперь - оба дросселя, емкость УЗ, индуктивнойть первички, межобмоточная емкость транса и выходные емкости транзисторов - образуют различные резонансные контуры......
Нас в первую очередь интересует контур образованный обоими дросселями и емкостью УЗ. Его резонансная частота должна "почти совпадать" с электро-механическим резонансом УЗ под нагрузкой.
И добротность этого контура не должна превышать 4 иначе АЧХ будет очень крутой и будет практически не возможно добиться стабильной частоты генератора (если конечно предусматривается автоподстройка частоты). Короче резонанс должен быть "пологим" и частота возбуждения генератора должна находиться на спадающей части резонансной кривой ( почему уже не помню ).
Резонанс контролировать по максимуму тока во вторичке ( у меня по другому, но это из-за особенностей конструкции самого УЗ). Часто бывает что из-за малой собственной емкости УЗ - крутизна резонанса получается маленькой (тут принцип простой - чем больше дроссель при одинаковой резонансной частоте, тем меньше добротность) - поэтому ставят параллельно УЗ доп. высоковольтные кондеры (советут от wima типа FKP или MKP) - что позазано ранее мною на схеме генератора.

4. Как это сделать практически - для начала снизить напругу на первички до 50-70 вольт.
поставить в первичку дроссель в пределах 100-200 микро, подсчитать резонансную частоту на первичке (обычно быдет выше требуемого резонанса) и добавить дроссель во вторичку.
Снять АЧХ всего этого - интересует напряжение на вторичке и ток, да не забыть посмотреть форму сигнала в первичке - должна быть близка к синусу. Оценить где получился резонанс ( обычно их несколько т.к. много всяких контуров и какая крутизна/добротность нужного нам ).
После этого подбирается уже более точно. Желательно в первичке иметь не большой дроссель в районе 50микро...
Конструкция дросселей - ш-образник от эпкоса - ЕТД49.53 там есть сердечники уже с зазором - лекго все мотается-перематывается. Желательно мотать лицендратом - как первичку так и по крайней мере первый дроссель - казалось бы 20кГц ан нет...

Ну собстно и все так в кратости.....

Да на последок - по моему использование моста на такой мощности явный перебор - полумост нормально и на 2киловаттах работает.....

Спасибо PHASE будем пробвать о результатах может быть отпишу.

Дискуссия о "дырке" в магнитопроводе вынесена в отдельную тему.