Здравствуйте!

Моя задача - обеспечить питание магнитной системы прибора 0-50В, 0-5А. В качестве предисточника для моего DC/DC хочу использовать AD/DC 50B - 7A например от MW - там защиты от к.з. и перегрева есть (или необходим AC/DC с другими параметрами?).

Выходной ток(напряжение) хочу регулировать с помощью микроконтроллера (например ATmega168). В смысле он упраляет ЦАП, PWM - контроллером и проч.....

Регулировать хочу с максимальной точностью - например задавать напряжение с точностью 1мВ-500мкВ (может можно точнее???).

Нагрузка постоянная - электромагнит.

И чтобы можно было менять напряжение на нагрузке линейно со скоростью 1В/с. Например от 30 до 31 В за секунду. Или весь диапазон за минуту (в принципе можно и за 10).

Сообственно все. Я так понимаю необходимо делать импульсный источник.

Должен состоять из МК, точного АЦП, ЦАП, PWM контроллера, драйверов моста MOSFET, самих MOSFET транзисторов, фильтров, бесконтактных датчиков тока и напряжения....

Вообщем как то много для меня....

Может можно реализовать это как-то проще или есть микросхемы, включающие несколько компонентов в комплексе...

Подскажите, пожалуйста, как быть.

Для начала: электромагнит будет питаться постоянным током? Что именно всё-таки регулировать надо - ток или напряжение? Если ток постоянный, то напряжение на ЭМ будет определятся активным сопротивлением обмотки. Если же "чтобы можно было менять напряжение на нагрузке линейно со скоростью 1В/с. Например от 30 до 31 В за секунду. Или весь диапазон за минуту (в принципе можно и за 10)", то требуется учитывать и индуктивность нагрузки, как Вы понимаете. Какие параметры у этого электромагнита?

Да, постоянным




Видимо ток, поскольку величина напряженности магнитного поля зависит все-таки от силы тока.



Сейчас питается устаревшим источником тока 50В, 5А, величина протекающего тока регилируется механическим потенциометром. Создает магнитное поле до 6000 Гаусс - при 5А. Я так понимаю необходимо знать активное сопротивление (померять мультиметром), и индуктивность - тоже померять. Плюс магнит обладает существенным гистерезисом.

Да, померять не помешает. А что до гистерезиса, Вы и индукцию с напряжённостью поля контролировать хотите? На индуктивности, а тем более на активном сопротивлении гистерезис сильно не скажется.

Хотелось бы попадать в определенную напряженность, задавая силу тока. Точность попадания в нужную величину поля не так критична - но чем точнее - тем лучше - но это уже будет решаться позже программными методами. Скажем так - хотелось бы для начала (например) попасть в 1000 Гаусс +-10 Гаусс.


А сопритивление померяю. Скорее всего активное составит 10 Ом. Т.к. в постоянном токе при 50В протекает ток 5А.

Хотя мне кажется принципиальноот учета индуктивности компоненты не изменятся - изменения тока нужны довольно медленные

Всё верно, но вы ведь хотите ШИМом ток менять? Индуктивность в расчёте понадобится, естественно.

Да, но ШИМ мне кажется надо сделать высокочастотный - 1МHz, чтобы скачки тока/напряжения сделать минимальными. Соотвественно даже изменение 0.1 А/c не даст чего-то критичного в плане увеличения импеданса за счет индуктивности. Но надо мерять - согласен. А чем посоветуете индуктивность померять?

И вообще я так понимаю надо отталкиваться от схемы. Может здесь чоппер сойдет? Или вообще на чем делаются такие источники тока?

Не думаю, что имеет смысл ориентироваться на такие высокие частоты. Скорее всего, индуктивность вашего ЭМ порядка нескольких миллигенри. Ток в индуктивности, как Вы помните из электротехники, не может нарасти мгновенно, поэтому никаких таких "скачков" можно не опасаться. Вас же именно ток интересует в первую очередь. То, что он будет иметь переменную составляющую, следует иметь в виду, но определите сначала, на что это влияет. Ну, а без "скачков напряжения" ИБП не построить, с ШИМом или без.
И, надеюсь, мне лишне Вам напоминать, чем меряется индуктивность. Иначе не стоит Вам браться за эту задачу.

Озаботиться Вам нужно только одним - чтобы ток без перехлеста выходил на нужный уровень.
Проще всего управлять напряжением на магните, подстраивая его по току... Медленно. Есть небольшая засада - обмотка магнита нагревается, а ток уменьшаться захочет, но тут Вы с регулятором начеку...
Осторожнее с интегральной компонентой - источником перехлестов...
Еще не забывайте. что выключать надо тоже медленно...

Осмелюсь предложить вариант ШИМ + линейный регулятор. Обратную связь на ШИМ заводим с дифференциального усилителя, которым измеряем падение напряжения на линейном регулирующем элементе. Ток устанавливаем уже на линейном регуляторе. Такой вариант будет иметь меньшие пульсации на выходе.

Т.е. вполне можно ориетироваться на частоту ШИМ 100-500kHz?

Да с током удобно получается - будет меняться в любом случае плавно - что очень хорошо. Физика на моей стороне



Мультиметром, поддерживающим соответсвующую функцию или, каким-нибудь RLC-метром. Просто мой дешевый мультиметр не поддерживает соотв. функции. Придется покупать что-то другое. Вот думаю на какой RLC-метр раззоряться.




Да, в моем случае медленная подстройка -то что нужно. И в принципе реализовывать управление по току или управление по напряжению при помощи МК - разница небольшая.



Извиняюсь, а что за компоненту Вы имеете ввиду?




А можно это где-то посмотреть? В смысле примерную схему.

Т.е. я так понял на ШИМ-контроллер подается некое напряжение, величина которого зависит от разницы между тем, что у нас на выходе источника, и тем, что у нас на линейном регулирующем элементе. А что подразумевается под линейным регулирующим элементом? Например ЦАП? Или допустим потенциометр?

Лучше бы написали, для чего используется магнит (его магнитное поле). Индуктивность Вашего устройства с помощью мультиметра Вы не сможете измерить... Там будет порядка Генри, думается... Калибровка ток-поле неизбежна...

Линейный регулирующий элемент - например, биполярный транзистор. С него снимается дифференциальное падение напряжения КЭ и заводится на ОС ШИМа. Т.е. источник тока построен по стандартной схеме основаной на регулировки падения напряжения на силовом транзисторе, только питание этого источника определяет ШИМ и доводит его до минимального необходимого значения, тем самым уменьшая рассеиваемую мощность на линеной силовом транзисторе.
Схема есть - чоппер с выпрямленных ~36в (т.е. в вашем случае наверное (полу)мостовой инвертор придётся использовать) + линейный источник тока.
тока отсканить надо - завтра постараюсь выложить.

Даже ещё ниже. Пока следует понять, на что влияет частота и амплитуда пульсаций тока в обмотке. Определить, каковы их допустимые величины. То есть, прежде, чем решать задачу, чётко поставить её условие.

Не всякий мультиметр может подойти. Иметь приборы - это, конечно, правильно, но хороший будет стоить немало, а если померять нужно всего лишь раз, то может взять в прокат?

Это магнитная система масс-спектрометра. В магнитное поле направляет в детектор масс ионы с нужным соотношением Масса/Заряд. Поэтому нужна высокая точность и низкие флуктуации магнитного поля.



Датчик на 2500 Гаусс я уже прикупил, сейчас мучаюсь с АЦП ADS1256 для точного измерения поля. Так что, когда разберусь с АЦП - проблемой померить поле, думаю, не будет.




Буду ждать



Просто - для меня важно получить поле с максимально маленькими шумами/скачками/флуктуациями - от этого будет зависить разрешающая способность прибора. Соответсвенно, я так понимаю, чем больше частота ШИМ - тем меньше конечные колебания напряжения. Соответсвенно - тем меньше подвержено колебаниям магнитное поле.

И с Вами я абсолютно согласен - что нужно знать, какие частоты ШИМ допустимы для нужной точности. И принцип больше не меньше -, возможно, не совсем правилен. Вопрос в том - как это узнать?




Не подскажите как и где это можно сделать?

Не забывайте, индуктивность и индукция - разные вещи.
Задать вопрос заказчику. И посчитать.
Нет, в этом я Вам не помогу. Попробуйте обратиться в ближайшую метрологическую лабораторию, etc.

Ж)) Это в ответ на калибровку поле магнита - ток магнита ))))))))))




Заказчик я и похоже заказываю у себя.




Скорее куплю какой-нибудь недорогой LC-метр. Например UT603.


Вот нашел пока MAX15020. Это примерно то?

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/5455

Ищу что-то похожее только ампер на 5...

Тогда у себя и спросите.

Не стоит. Силовой ключ лучше применить внешний, а контроллеров ШИМ для построения ИБП - пруд пруди. Будет легче и выбрать, и достать.

Напишите уж тогда требуемое разрешение масс-спектрометра... Вот бывают до миллиона... У Вас же не квадруполь....
А зачем там что-то модернизировать?
Масс-спектрометр - не карманный прибор какой-нибудь - никакой миниатюризации не требуется, наверное... И электричество экономить не экономно будет...
По положению и ширине линии Вы легко определите флуктуации и воспроизводимость (гистерезис) поля... И измерять электрические и магнитные параметры не нужно... Кажется мне еще, что задуманный Вами ШИМ не понравится электрометрическому усилителю детектора... Хотите попробовать их подружить... А я бы не стала....

+1.
Вводить собственными руками шумы от ШИМа?
Я бы тоже не стал.

Спросил. Ответ получился примерно такой:

Секторный масс-анализатор описывается формулой H = (1/R)*sqrt(2(M/e)U), где, например, H - поле в Гаусс, R - радиус масс-анализатора в см R=30, U - ускоряющее напряжение 1500В, M/e - 4.79^10-5 см^2*Гаусс^2/В.

Разрешение прибора - 1000 M/e (предназначен для несколько специфичных исследований поэтому по нынешним временам немного). Допустим зависимость напряженности магнитного поля от тока - линейная в районе 5000 Гаусс, и ток в магните составялет 5А.

Если прикинуть - получается что в идеальном случае ток должен задаваться с точностью +/- 1 мкА, +/-10 мкА - удовлетворительно. Разрешение источника тока, к которому хочется стремиться 19 бит на диапазоне 0-5А, удовлетворительно - 16 бит.






Например контроллер ШИМ можно выбрать такой - IR3651S:

https://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=...ctID=IR3651SPBF

А силовой ключ какой-нибудь транзистор серии IRF?



Тут вопрос в приведении всех модулей прибора к единому интерфейсу и единой среде управления. Прибор был предназначен для узкоспециализированных исследований - и его некоторые компоненты - в том числе источник питания магнита хочется привести к современному состоянию



Да - миниатюризации и высокого КПД не требуется.



Ну сейчас с этим сложновато - все приборы аналоговые - стыдно признаться Ж). И параметры от съемки к съемки двигаются в неизвестных направлениях - поэтому и хочется добиться контроля.




А как сделать не используя ШИМ? А не понравится потому что ток - будет скакать в любом случае? Я вот и хочу использовать шим высокой частоты 400-500 kHz. Чтобы перепады были как можно ниже.



А на чем тогда собрать простому человеку источник питания с требуемой точностью ?

Ну, что ж с разрешением более-менее понятно, а точности даже в 10 мкА для 5А будет добиться непросто.
Кроме того, на что влияет переменная составляющая тока в конечном итоге? на ширину линии? К примеру, получите Вы ток порядка 3А, с точно застабилизированной средней величиной, но с пульсацией, например, 20 мА на частоте 100 кГц (или 500 кГц), какие качества прибора при этом пострадают? Возможно, частоту выгоднее снижать, а не повышать, чтобы уменьшить наводки.
В любом случае, Ваш источник, ИМХО, должен выглядеть двухкаскадным: программируемый линейный стабилизатор тока, как выходной каскад, и предварительный понижающий конвертер со следящей связью, чтобы минимизировать мощность, рассеиваемую регулирующим элементом собственно источника тока.

Схема как и обещал:
чоппер с +40в (в вашем случае будет (полу)мостовая схема ) понижает напряжение до заданного уровня падения на линейном регулирующем элементе.
схема
Эта схема используется для создания магнитного поля в катушках корекции.
Да, если не разу не имели дело с построением ИБП, то могу вас огорчить, что сразу вряд-ли что получится. Советую, изначально, построить ИБП с регулировкой аналоговым сигналом на ваши характеристики (Uвых + 5в).

Для простых людей есть хорошая книжка, написанная Титце и Шенком. Там в одной главе 16.3.7-8 описан примерно такой, как Вам нужен блок. А я бы еще добавила источник "отрицательного" тока, если нужно работать вблизи нуля...
Также Вам надо решить, куда девать энергию при сбросе поля... Можно греть обмотку, но это не есть очень хорошо...
А зачем Вам ШИМ. Это модно? Или современно?
Вот к вопросу о современности.
Некоторые богатенькие буратины приобрели суперсовременную установку для измерения чего-то в магнитном поле... И ходили гордые собой и чужими деньгами... Пока не увидели самодельную аналогичную установку... В этой самой суперсовременной установке здоровущий блок питания магнита.
Там, наверное, все то о чем Вы (автор темы) мечтаете и сделано - ШИМ, супер-пупер стабилизация, защиты, компьютерное управление, программирование и др навороты. И водяное охлаждение со всемы вытекающими оттуда рисками вытекания... Все бы хорошо, да только одно НО.
Для набора-сброса поля требуется в этой суперпуперсовременной установке в десятки раз больше времени, чем в самодельной. Соответственно, и время измерений во столько же раз...
А в самодельной - магнит запитывается от генератора с независимым возбуждением, которое было разработано и сделано еще при царе Горохе на лампах! И работает исправно с тех самых пор. В две смены...
Вот вам и прогресс....

Согласен с Tanya, при таких дискретах в десятки мкА лучше применять аналоговые блоки питания, с линейным регулированием. Конечно сам магнит с индуктивностью в единицы Генри хорошо отфильтрует помехи с частотами выше десятка-двух Гц, но с ШИМ-ом сложно получить ДД в 5А/50мкА...

Рассеять 100Вт на регулирующем транзисторе не вызывает особых проблем - радиатор и вентилятор от процесстора.

Плавный выход на режим, плавное выключение необходимы, но диод ампер на 50 и последовательно небольшой резистор параллельно обмотке не помешают.

Господа, и милая дама!

Все несколько менее печально, чем предполагалось (присутвуют некоторые разлиция с тех. описанием прибора и реальностью, несколько снижающие требования). Купил мультиметр с измерением индуктивности и к тому же на выходных провел серию тестовых испытаний. Оказалось:

Обмотки магнита соединены последовательно.
Сопротивление первой до нагрева током R1=3Ом, второй R2=3Ом. Общее соответсвенно Ro=6Ом.
Сопротивление после окончания работы Ro примерно 8Ом
Индуктивность L1=83,5мГн, L2=84,3мГн
Минимальное напряжение Umin=5В
Максимальное напряжение Umax=31В
Максимальный ток по закону Ома 5А.
При 100M/e изменение на 1М/e вызывется изменением напряжения на 0.05В или по току примерно 8мА.
При 500M/e изменение на 1М/e вызывется изменением напряжения на 0.025В или по току примерно 4мА.

Соответсвенно по новым данным разведки 1мА - это то что надо на певое время пока я не получу знаний, чтобы сделать лучше и точнее. И, конечно, хотелось бы делать с прицелом на улучшение свойств прибора.

Поэтому по многочисленным советам выбор падает на аналоговый блок с линейным регулированием с предварительным понижением напряжения на биполярном транзисторе с помошью ШИМ.

А ухватился я за ШИМ потому, что мне на первый взгляд контроллеры ШИМ и MOSFET транзисторы кажутся попроще в использовании, чем биполярные. И я пока очень плохо в аналоговой технике разбираюсь - на это ведь не один год нужен - думаю даже десяток.

И еще нашел вот в сети такую упрощенную схему

http://www.inp.nsk.su/~kozak/papers/2007_014.pdf

Нажмите для просмотра прикрепленного файла




В качестве ЦАП используется 20-битный dac1220, а АЦП 24-битный ads1210. Насколько это применимо в моих условиях? И улучшения характеристик можно достич только аналоговым блоком питания с линейным регулированием?




Вопрос очень любопытный. Если пульсация тока будет в 20мА - соответсвенно будет и пропорциональная пульсация напряженности магнитного поля. А вот если будет пульсация напряжения в 50мВ - то ток по идее должен пульсировать меньшепри возрастании частоты пульсации.

Вопрос в том - как оценить перепады, которые могут быть. Что мне почитать?



А наводки на что могут быть?



Видимо так и буду делать.




Спасибо большое, за то что выложили. Попробую разобраться - другого выхода нет. Но с первого взгляда понял, что ничего не понимаю...



Поскольку мне нужно все-таки 30В - можно ведь и без полумоста обойтись?




Начал читать книжку Семенова - Силовая эленктроника от простого к сложному. Я так понял по Вашей схем, что ключ - это транзистор Q1 IRF5110. Его затвором управляют 2 биполярных транзистора. Но как я понял из книжки - полевые транзисторы предназначены для работы в режиме переключения. И не совсем понятно зачем там второй полевой транзистор IRL530. Чувствую себя жутким ламером.



Допустим потенциометром?





Уже посмотрел. Попробую собрать и разобраться.




А как сделать, чтобы не греть?



Да вроде попроще казалось. Ведь аналоговые блоки питания - это вещь непростая.



В целом согласен. Просто все кричат о новой элементной базе - и что все можно делать левой ногой и все будет хорошо. А я как новичок и верю.




Т.е. попробовать схему без понижения питания на регулирующем транзисторе с помошью ШИМ до минимально необходимой величины?




Учту!

Хотя 1 мА я, конечно, погорячился - а так бы хотелось Ж). Ведь пик должен иметь определенную ширину. Поэтому, я думаю, необходимо разрешение в 100 мкА для более менее комфортной работы. Но начать может действительно стоит с 1мА.

Вам еще неплохо было бы узнать спектральную ширину щели. И от нее плясать дальше.
И все это (конструкция) зависит от задачи.
Мне кажется, что Вы не видите основной проблемы, которую Вам предстоит решить - система управления.
Вот в приведенной Вами ссылке об этом говорится намного больше (хотя и вскользь...), чем о КПД. Им там нужно много таких систем, поэтому их волнует КПД не в последнюю очередь. А для Вас, кажется, КПД на последнем месте... А ШИМ при не очень грамотном (и при грамотном тоже) исполнении создаст Вам помехи по земле и эфиру....
Непонятно, зачем Вам АЦП... Только для контроля, или Вы собираетесь его включить в цепь регулировки?
Есть ли у Вас достойный шунт?
Мне видится система регулирования примерно такая (двухконтурная). Быстрая обратная связь по напряжению и медленная по току, которая будет задатчиком для первой. Она будет компенсировать нагрев обмоток и осуществлять медленную развертку. Это грубо так... на пальцах...
По поводу сброса поля, если это нужно... Первый вариант - обмотка закорачивается, поле сбрасывается медленно, вся энергия рассеивается в ней. Второй - источник обратного тока (и напряжения...) - поле сбрасывается быстро, энергия рассеивается преимущественно в источнике.
В качестве защиты и/или системы сброса лучше (можно) использовать не диод, а искусственный мощный стабилитрон. Диод будет съедать отрицательное напряжение слишком рано...

Чуток по своей схеме.
Силовая часть схемы питается от +40в. Следовательно если ваша будет питаться от такого же напряжения или немного больше-меньше, то рационально использовать чопперное понижение (Q1, D4, L2, C3..C5). Транзистор Q1 - работает в ключевом режиме, т.к. им управляет компаратор LM393 через драйвер на Q2, Q3. Т.е. либо открыт, либо закрыт. Если вы планируете питать всю схему от ~220в, то чоппер на 5А - будет очень не рационально. Тут нужен мост или полумост.
Линейная регулировка осуществляется транзистором Q4. Преимущество этой схемы от которой вам предлагают - это высокий КПД и малое рассеивание мощности на регулирующем транзисторе (тут Q4).
Но если действительно не было опыта работы с ИБП, то наверное лучше использовать вариант который вам тут предлагают - линейный стабилизатор тока.

Соглашусь с tntsasha и Tanya. И добавлю.: истина по середине.
Для обеспечения пристойного КПД (что не главное, главное - стабильный температурный режим, который ухудшается с уменьшением КПД) следует применить любой ШИМ источник напряжения. А для обеспечения минимума пульсаций - параметрический (линейный) регулятор, как вторая ступень.
На выходе ШИМ - напряжение ~ на 5-7 вольт больше, чем нужно на выходе устройства в целом. Эти 5-7 вольт нужны для обеспечения комфортной работы линейника.
В первом плече - MOFSET, управляемый камнем (168 Мега - явный перебор, вполне хватит и 8-ки), с частотой преобразования 20-100 кГц (как пойдет), затем хороший LC фильтр, и с него уже на параметрику. Контроль тока - шунтом в цепи электромагнита.
Алгоритм примерно такой:
1) Задаем ток в цепи магнита (наборной панелью, кнопиками с ЖК-дисплеем, не важно...).
2) В зависимости от требуемого тока выставляем ШИМ (вполне хватит 8-10-разрядного, стандартного ШИМа на любом таймере любой Меги, главное, обеспечить на выходе ШИМа напругу не 5-7 вольт больше, чем требуется на выходе) и опорное в управляющей цепи параметрики (здесь потребуется ЦАП, не менее, чем 12 разрядов, какой, с ходу не подскажу, не спец, но для разрешения порядка 10-50 мВ, при 50 вольтовом диапазоне выходных напряжений не менее того).
3) Штатным АЦП Меги измеряем напругу на токовом шунте (не исключено, что потребуется усилиться, при этом использовать внутренний операционник-компаратор камня не рекомендую). По его данным корректируем параметры ШИМ и опорного ЦАП, придерживаясь требуемой разницы напряжений на выходе первой и второй ступени источника.
4) При необходимости, включаем собственные мозги и пишем ветку кода, управляющую скоростью нарастания/снижения напряжения в рабочей цепи.

Задача не тривиальная, но вполне решаемая. На таком принципе лет 10 назад делал лабораторный ИП с очень низкими пульсациями на выходе. Правда, там задача стояла немного другая - требовалось задавать на выходе и напряжение, и ток. В диапазоне 0-3 А (дискрет 10 мА) и 0-30 В (дискрет 10 мВ).
Значения ШИМ и ЦАП прошивались в РФ-ку, но это значения не имеет.
Пульсации на выходе были менее 100 мкВ, и 100 мкА. И это не предел...

Пока задумывается управление через Ethernet. Например - изменить силу тока с 1 до 1.1А равномерно за 10 секунд. Плюс сбор данных с датчика магнитного поля, электронного умножителя, термопары, датчика положения задавижки посредством ADS1255 и отправка их по UDP на PC.



Т.е. они используют ШИМ только из-за КПД? А почему не используют такую двухкаскадную схему, которую Вы предлагаете?



Ацп - чтобы точно знать напряжение и силу тока. Включать в систему контроля. А как еще понять, что сейчас нужные выходные характеристики?



Что понимать под достойным шунтом?



Это как написано в описании: петля по току с коэф. усиления 1000, и бустрая пертя по напряжению с с петлевым коэф. усиления 10?

А как реализовать эти петли. Хотя бы примерно...





Спасибо, примерно понял




Понял



Т.е. вместо 2 биполярников поставить полумостовой ШИМ-контроллер и соответвенно 2 транзистора? А насколько это усложнит дело? Нерационально только по КПД или по другим причинам?



Вроде начинаю немного понимать... Дифференциальное падение напряжения до Q4 и после подается на LM343 (КР1408УД1) - высоковольтный ОУ, усиливается на нем и подается на вход компаратора LM393. Если разница большая - это приводит к уменьшению скважности на чоппере.

А можно вопрос? А каим образом происходит управление от ЭВМ? В каком виде?




И еще такой вопрос. Тут наткнулся на простой блок питания...

http://linuxfocus.org/common/src2/article3...supply_upd3.gif

Может из него что-нибудь получиться если, например, заменить ЦАП на 16-битный? Может ли мне в чем-то помочь такой вариант?

На мой взгляд, неправильная у Вас идеология - централизованное управление...
Лучше (я так думаю) - аналоговое управление, которое легче и быстрее настроить. А задатчик цифровой - Ваш 20-разрядный ЦАП. И продуманные защиты от сбоев программы и проч.
Почему у них шим? Нравится им... А можно сделать и трех-четырех каскадную, если трансформатор с отводами... Можно и ШИМ, следящий за напряжением на проходном транзисторе (ах). Можно и тиристорный выпрямитель... Что хотите...
Для контороля поставьте стрелочный прибор в точку рассогласования тока... Не шучу...
Судя по тем фразам, которые Вы пишете про управление...
Вот такой совет...
Соберите сначала ту часть, которая стабилизирует напряжение...
Возьмите хороший стрелочный (на худой конец - цифровой) амперметр и, глядя на стрелочку, покрутите ручками подстройку (задатчик напряжения - fine) - поработайте системой управления - прочувствуйте все это спинным мозгом - почти все вопросы отпадут...
Может и ethernet расхочется.... сам собой.

В принципе atmega в FastPWM может выдать и тактовой частоте 12MHz может выдать ШИМ c частотой 12000/256=50kHz при использовании восьмибитного таймера-счетчика. Этого насколько я понимаю должно быть достаточно.



Т.е. фактически усиление мощности напрмер на биполярном каскаде с ЦАП?



Думаю стоит поставить внешний АЦП - внутренний мне кажется точнее 8 бит с трудом...




Я думаю можно подсмотреть у кого-то. Главное из кучи всего выбрать то что нужно. А самое главное не изобретать велосипед - тем более с таким уровнем подготовки как у меня




Буду надеяться....




Иначе похоже никак. Те алгоритмы, которые требуются, можно реализовать только на PC. А от конечных модулей - систем управления механикой, источниками питания, системами сбора данных требуется выполнять лишь простейшие действия. Иначе очень сложно.



Т.е. фактически ЦАП управляет не полумостом или мостом а каскадом биполярников?




Вот... Сложно выбрать и понять суть.




Не понял - что за точка рассогласования тока?



Т.е. собрать линейную часть на биполярниках и поуправлять ей например потенциометриком?



Сложно сказать - надо попробовать как Вы советуете...

Более чем... Ведь задача первого звена лишь одна - обеспечить минимально-необходимое напряжение на входе параметрики. И исключить лишние потери (электрические и тепловые, которые в данном случае не превысят 25 Вт).
Да, примерно так. Посмотрите, как работает параметрический стабилизатор напряжения. Хотя бы у тех же Титце-Шенка, или у Хоровица. В тривиальном случае это обычный эмиттерный повторитель, на базу которого подается опорное напряжение + 0,7 В падения на переходе база-эмиттер. Это для кремния. Для германия будет почти в 3 раза меньше. Но на коллекторе, при этом, все равно нужно вольт на 5 больше опорного.
Пожалуй. Хотя, у камушков серии 430 аппаратные 12-разрядные ЦАП/АЦП молотят довольно стабильно.
А вот это вряд ли... Вам ведь задачу "в одном флаконе" решить нужно, а это однозначно свой код писать придется. Попытки компиляции таких вещей, как правило, заканчиваются отрицательно. Если компилировать не из собственных наработок, конечно.
Кстати, подобный подход (с микропроцессором) позволит довольно легко организовать управлением девайса по любому из имеющихся аппаратных интерфейсов (УАРТ, УСАРТ, и т.д.). Правда, это не совсем интернет...

т.е. примерно так?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну да... Все равно эта часть останется... в спинном мозге (или мозгу - у кого как...)........
Надо у Природы учиться - если бы при каждом шаге Ваш головной мозг стал бы учитывать все неровности дороги, а потом высчитывал сигнал управления мышцами, - Вы бы двигались со скоростью черепахи... в лучшем случае... А спинной помогает - головной отдыхает... думает над Глобальными Проблемами.... Биомиметика, иными словами...

Примерно...
Но не вижу большого смысла в использовании полумоста. Достаточно обычного мощного ключа на MOSFET'е.

Если питание действительно будет + 40в. Т.е. будет использоваться предварительно понижающий трансформатор, то полумост здесь не нужен, достаточно поставить чопер. Если напряжение предварительно не будет понижено до +40в, а сразу выпрямляться с сетевого, то нужно ставить полумост. Либо как советуют чоппер на мощном транзисторе, но это не выход, т.к. увеличатся высокочастотные пульсации (ширина импульса-то маленькая станет), которые линейный источник сгладить не сможет.
В общем сначала советую сделать ШИМ-источник, а линейный регулятор тока - достаточно простая вещь.

Скажите, пожалуйста IR2127, IR2128 - это оптимальный драйвер для транзистора чоппера?

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/IR/contr...2127-28_271.htm

Ну, наверное, что-нибудь по электротехнике. Давайте прикинем. Как известно, ток в цепи с индуктивностью изменяется по закону: dI=(U/L)dt.
Среднее активное сопротивление обмоток - 7 Ом, следовательно при 5А постоянного тока требуется подать на зажимы 35В постоянного напряжения. Допустим, мы формируем ток при помощи ШИМа и тогда 5А - это средний ток в обмотках и 35В - это среднее напряжение на них. Для простоты положим, что частота ШИМа 100 кГц и исходное напряжения БП - 70 В. Тогда коэффициент заполнения ШИМа - 50% и, соответственно, длительность полупериода - 5 мкс. По приведенной формуле, полагая общую индуктивность равной 0,17 Гн, получаем на фоне 5 А постоянного тока модуляцию треугольником двойной амплитуды 2 мА. Много это или мало? По-моему, совсем немного. Кроме того, не знаю, как у вас расположены магниты, но если поле одного влияет на другое, то суммарную индуктивность так считать нельзя.
На измерительную часть естественно (у Вас же электромагнит не для извлечения гвоздей из мусора предназначен?). Полагаю, она содержит весьма чувствительную электронику.
А цифровые, как минимум, не проще, уж поверьте!

Наверное, самое разумное решение, как подсказывала Таня, полностью аналоговая схема с секционированной вторичкой трансформатора... Если б не было задачи с программируемым изменением тока во времени.
P.S. А чертёж ускорителя это Вы не из ДСП документации случаем выложили?

Спасибо, что пояснили. Получается даже если не ставить фильтр перед магнитом пульсации будут почти что допустимыми



Да - там стоит электронный умножитель и электрометры. Измеряемые токи до 10^-18A. А наводки могут быть существенными и передаваться каким способом?



Вот - а это самое главное - изменять ток по программе. Я пока попробую посторить что-то и того, схему чего привел. А потом плавно попробую перейти к схеме, которую любезно предоставил tntsasha.

А потом попробую- что то без ШИМ, когда опыту наберусь.



Это не моя документация Просто лежит в интернете.

---------------------------------
Спасибо всем за советы!

Наводки, к сожалению, всегда находят (самый неподходящий) способ проникновения... Очень проникновенно так...
Никаких проблем с коммутацией обмоток трансформатора (первичных или вторичных) у Вас нет - развертка медленная... по крайней мере на линии... - во время регистрации.

Естественно у меня плата сбора отделена от источника питания. Плату сбора даже планирую от батареи питать. От умножителя кабель экранированный. Сам умножитель в стальной трубе находится. Правда питается он от сети.



А не подскажите где можно посмотреть примерно как это будет выглядеть (аналоговая схема с секционированной вторичкой трансформатора)?

Батарейки... это хорошо... лучше... У Вас там еще компьютер. С развязкой?
Но еще лучше самому не производить проблем, с которыми потом бороться самому же придется...
А посмотреть... выше было... про электронное переключение. Первичку еще проще - можно релюшками. Вторичку тоже можно... На линии только не стоит переключать...
Вы еще мощность рассеиваемую посчитайте - может и так сойдет - без коммутации?
Вы не в ту сторону, мне кажется, думаете... Самое основное - это правильное управление, а экономия электроэнергии - второстепенное дело для Вас... Я так думаю. Я бы начала с 10 -20 вольт и малых токов.
Многое бы стало на свои места... в голове...
А ведь у Вас уже (еще) старое изделие имеется? Может не надо все кардинально рубить...

Плата сбора с ethernet. Там гальваническая развязка от витой пары есть.



Т.е линейный стабилизатор без предварительного понижения с помошью ШИМ?



Тут мне говорили - что предварительное понижение необходимо для соблюдения температурного режима линейного регулирующего элемента. А правильное управление в моем сегодняшнем представлении - это когда я, регулируя значение на выходе ЦАП от 0 до 5 В - получаю ток от 0 до 5 А.



Это вы имеете вв виду линейник сделать по схеме из Титце и Шенка?



Схему того что там стоит сегодня попробую выложить.

Развязка развязке рознь... У Вас с обеих сторон развязка? На витую пару синфазно...
А правильное управление - это когда переходный процесс правильный (для Вас и Вашего магнитного поля), - чтобы гистерезис убрать надо с одной стороны (от меньшего к большему току) без пульсаций двигаться, чтобы была воспроизводимость калибровки ток-поле... Потом может выясниться, что еще и температура магнита влияет... Может такое быть... Даже обязательно есть...
Температурный режим - что это такое? Радиатор хороший, можно с водой... Все равно, на регулирующий транзистор(ы) надо вольт 5+ оставить...
Да, можно и из Титце с Шенком.