Имеется трансформатор 50кГц. Необходимо ограничить переменный ток во вторичке до уровня 3А.
Пока рассмотрел несколько вариантов решения, каждый из которых имеет свои трудности. Самым правильным мне кажется разорвать цепь после вторичной обмотки, поставить в разрыв диодный мост, а в диагональ моста поставить двухполюсный ограничитель тока. Но вот как этот ограничитель реализовать, я что-то придумать не могу.
1. полевик со встроенным каналом + резистор --> не нашел в каталоге таких полевиков на соответствующий ток, из мощных - одни mosfet`ы.
2. LM317+ резистор --> будет ли это работать на такой частоте???
3. нашел еще такой вариант

но, честно говоря, не понял, как он работает...

Если не секрет, проясните: характер нагрузки, диапазон, форма напряжения, какой ток надо ограничивать: постоянный/переменный, (для расширения кругозора - область применения, цель достигаемая ограничением тока, что из элементов мОжно менять, комплектующие, окружающие условия ...).
В противном случае вероятность полезных советов сомнительна.

По схеме: верхний и нижний транзисторы шунтируют переходы БЭ своих "соседей" при увеличении тока до порога открывания их переходов. Общий ток равен сумме верхнего и нижнего ограничителя. Для наглядности можно мысленно убрать верхний и нижний транзисторы. Затем поставить на место, наблюдать результат.

1. нагрузка - провод, на который будут одеты бесконтактные устройства по типу трансформаторов тока.
2. напряжение - 22...27В
3. ток на выходе переменный, должен быть ограничензначением 3А
4. цель, достигаемая ограничением тока - не перегрузить источник питания с одной стороны, и передать на нагрузку достаточную мощность с другой стороны. Одной из мыслей было сделать ограничение тока по первичке трансформатора, т.е. поставить в нижнее плечо ключевых транзисторов токоизмерительный резистор и завести с него сигнал на вход управляющей м/с. Но, поскольку выходная обмотка трансформатора будет нагружена фактически на короткозамкнутый провод, я решил, что форма тока в нагрузке при этом будет представлять собой короткие узкие пики, а основное время своей работы генератор будет находиться в "защите по току" и, соответственно, ток в выходном проводе будет отсутствовать. Т.е. не получится передать в нагрузку достаточную мощность. Хотя, возможно я не прав, т.к. мне никогда не приходилось включать импульсный преобразователь в таком режиме. Думаю, следовало бы приложить картинку, чтобы понятно было, что и как в схеме сделано, но это только на буднях...
5. менять можно что угодно, лишь бы достигнуть цель. Комплектующие - те, что можно купить по разумной цене. Работать система должна приблизительно секунду, поэтому на нагрев "токоограничивающего элемента" можно в принципе забить - не успеет он нагреться...
---------
По поводу нарисованной схемки... Как раз назначение и принцип работы верхнего и нижнего транзисторов абсолютно понятны. А вот что будет происходить в двух центральных транзисторах? Пусть транзисторы пронумированы сверху вниз как 1-2-3-4. Получается, что
Iк2 (ток коллектора второго транзистора)=Iб3 (ток базы третьего), и Iб2=Iк3??? Так? Т.е. если мне надо ограничить ток до 3А, то фактически через бызы 2го и 3го транзисторов потечет по 1.5А?

Щас, отвечу первое. Если правильно понимаю, для Вашей задачи нужен источник постоянного тока по первичной стороне транса. Транс по первичке - со средней точкой, через стабилизатор тока запитка от 27В. Коэффициент трансформации (для этой задачи - "тока")- в зависимости от стабилизатора (3А/Iст). Ключиками на землю коммутируем первичку. Получаем на выходе импульсы тока за вычетом тока намагничивания.

Транс по первичке - со средней точкой - именно так и есть: транс со средней точкой в первичке + два ключика на землю, только коэф.трансформации 1:2 - первичка 12В, вторичка 24В... Вторичка при этом фактически напрямую уходит на выход прибора. Т.е. если я поставлю ограничитель тока перед средней точкой первички, форма тока во вторичке будет в виде трапеции, где скорость нарастания тока обусловлена ключами, а максимальный ток - это ток первички помноженный на коэф.трансформации минус ток намагничивания, так?

Получается, что с точностью до токов базы равны токи коллекторов 1=3, 2=4. Чтобы проще представить, можно "разрезать" по А-В, верхнюю часть через резисторы посадить на "-", нижнюю через резисторы - на "+". Мысленно меняем номинал резитора, подключенного к базе - в соседней коллекторной ветке - постоянный ток. Токи КЭ 2,3 стабилизированы "действием" 1,4.

Поставьте достаточно большой дроссель в первичку - и регулируйте ШИМ так, что-бы держать через него заданный ток, соответствующий Вашим 3А во вторичке. Возиться с линейными источниками - не советую, КПД упадет. Есть еще вариант - phase-shift также обладает свойством внутреннего ограничения по fold типу - опять же, из-за последовательного дросселя.

Повышать-то вроде бы не надо, Вы же сказали , что нагрузка - практически КЗ? Если оставить с повышением, тогда по первичке ток надо ограничивать 6А."Немного косая" трапеция, т.к.из Iвх. не все будет передано на вых., часть будет "потрачена" на поддержание изменения магнитного потока. Впрочем, погрешность тем меньше, чем меньше напряжения на обмотках.

rod
Вы же сказали , что нагрузка - практически КЗ - имелся ввиду наихудший случай. Может быть и далеко не КЗ.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Еще по поводу этой самой нарисованной схемки... Я так понимаю, что красные токи будут велики и практически равны между собой, а синие малы и будут только закрывать 2-3 транзисторы. Т.е. все тепло будет выделяться на 2-3 транзисторе. Чувствую, придется макетку паять и смотреть... :)))


Lonesome Wolf
Насчет дросселя - интересная идея. Но это дополнительный моточный элемент. А КПД мне в данном случае не важен.

Надо определиться, сколько максимально "не КЗ".


Вот, набросал. Токи определяются Uбэ/Rбэ. Греться будут Q2,Q3. На Q1 и Q4 падение 2*Uбэ. Стабильность в температуре соответствующая (в смысле низкая).

Правильно было сказано о дросселе в том плане, что в регуляторе должен быть фильтр на 50 кГц. Т.Е. регулирование Вам нужно выполнять по постоянному току на первичной или на вторичной стороне. (Что и достигается введением диодного моста по вторичной стороне.) Мощности при этом выделится практически одинаково. Просто Ваш регулятор не должен работать на частотах выше сотен герц. Иначе Вы начнете "хлебать" переходные процессы на фронтах импульсов. А сама Ваша нагрузка - трансформатор тока имеет полосу пропускания сигналов - не выше сотни Герц. Поэтому полоса регулятора не "имеет права" работать в полосе измеряемых частот.
Удачи.

rod
По поводу токов на картинке наступило просветление... Кстати, а в чем это Вы нарисовали такую замечательную картинку?
Насчет коэффициента трансформации я обманул - там коэффициент 1:1, выход ~ 12В, "не КЗ" максимально настолько, чтобы хватило запаса 12В для обеспечения тока 3А, т.е. диапазон нагрузок от нуля до четырех Ом.

Ну зачем Вам возиться с дополнительным токовым стабилизатором - можно ведь ввести дополнительную петлю обратной связи по среднему току нагрузки.

Да - а как у Вас вообще транзисторы на "не совсем КЗ" работает?

MicroSim Schematics v.8.0 -1997Мы могли сократить потери времени, если бы Вы в самом начале написали: обеспечить переменный ток величиной 3А частотой 50кГц прямоугольной формы в гальванически развязанной нагрузке 0...4 Ом, питание 12В, имеется трансформатор 1:1, время работы 1сек, температура - комнатная. Все правильно?
Если так, и предложенная Вами схема устраивает, берем мостик, среднечастотные транзисторы ватт на 30(№2,3 - лучше посадить на к-н. радиаторик), два резистора 0.7Ом/1.5А и o'k.
Только при 4 омах ток будет меньше 3А - напряжения не хватит - ограничитель зайдет в насыщение.

rod
Все правильно? - температурный диапазон чуть шире, но в принципе все верно... На самом деле, время не потеряно (мое во всяком случае), т.к. найден один их приемлимых для меня вариантов решения, даже два, если считать вариант ограничения тока по первичке. Да к тому же стало понятно как эти четыре транзистора в куче работают, просто я сразу не сообразил, что Q1, Q4 тоже должны быть достаточно мощными, если ток велик, хотелось туда КТ3102 и КТ3107 влепить.... :)))
Только при 4 омах ток будет меньше 3А - напряжения не хватит - это понятно, причем, теперь даже понятно на сколько сильно его не хватит... Спасибо еще раз за моделирование, надо будет освоить эту замечательную программку...

Lonesome Wolf
можно ведь ввести дополнительную петлю обратной связи по среднему току нагрузки. - тут два момента, почему я так не стал делать. Во-первых, все разы, когда мне приходилось делать импульсные преобразователи, с этой самой петлей обратной связи обычно приходилось посидеть и повозиться, постоянно какие-то глючки появлялись - сейчас просто время не хочу тратить. Во-вторых, не очень себе представляю, как в данном случае такая обратная связь будет выглядеть. Получится ли такая связь по седнему току, если в цепь между ключами и землей поставить токоизмерительный резистор и конденсатор в параллель, а с них уже и завести на шим-контроллер обратную связь? Или Вы что-то другое имели ввиду?

Есть несколько способов, они зависят от конкретной схемотехники. Но Вы не ответили на вопрос о том как же все-таки обеспечивается безопасная работа переключательных транзисторов - неужели только индуктивностью рассеяния транса?

Lonesome Wolf
Не понял, а в чем сложность с транзисторами? Запас по мощности, току и напряжению имеется. Работа в ключевом режиме. Ток через ключ будет ограничен. Откуда тут взяться опасности (может быть я просто вопрос не понял)??? Безопасность токоограничивающего транзистора обеспечивается путем установки его на радиатор.

Чем у Вас ток ограничен через транзисторы во время этого самого "почти КЗ",

Lonesome Wolf
Так я как раз и пытаюсь тут выяснить, чем его лучше ограничить. В данный момент ток ограничен цепью из двух дополнительных транзисторов, стоящих перед ключами.

Читаю ответы. И тут вот такое соображение ... Если останавливаться на активном ограничителе, то в принципе, его роль могут выполнять сами ключи в первичной обмотке. Скорости переключения, видимо не так важны (греться будет в любом случае). Датчик тока в истоки, обратную связь в затвор.

rod
Мне кажется, что дополнительные функции для ключевых транзисторов - это лишнее, но можно и так... :)

Да в импульсных источниках питания все функции должны быть реализованы через ШИМ (если по другому то будет через .... )

Коль коэффициент трансформации 1:1, на кой ляд лезть в гальванически развязанную вторичку?
Полумост на двухтактном мульте с источником тока в питании.
А можно, как правильно было отмечено выше, вогнать ключи в активный режим. При этом исключается третий элемент, активные потери делятся на два. Кстати, температурная стабильность при этом может быть получена весьма приличная.

В этом случае транзисторы будут рассеивать избыточную мощность не только в режиме ограничения - это раз, а второе - из-за невозможности достичь идентичного ограничения будет несимметричный цикл перемагничивания.

Да, вроде, не должно. Подразумевается линейная зона только при подходе к уровню ограничения. А уж если держать ключи в активной зоне в любом случае, тогда можно выбрать достаточно малое падение напряжения.
Можно взять общий датчик тока для обоих ключей.

Впрочем, автор темы, кажется, для себя вопрос уже решил.

Решить-то решил (ограничение тока по первичке на доп.транзисторе), но все равно мысли на данную тему интересны, на будущее... :))
Насчет "убрать транс нафиг" - в схеме у транса есть еще функции, не убрать его.

[/quote]

В этом случае транзисторы будут рассеивать избыточную мощность не только в режиме ограничения - это раз, а второе - из-за невозможности достичь идентичного ограничения будет несимметричный цикл перемагничивания.
[/quote]


Весьма забавно.
Транзистор в источнике тока при токах меньших значения стабилизации будет в глухом насыщении
(по определению)