Jump to content

    

Какую топологию ВВ источника выбрать для двунаправленного питания?

Добрый день,

 

интересуюсь схемой двухполярного источника напряжения в диапазоне примерно от -5КВ до +5КВ, чтобы по внешнему, например, аналоговому сигналу (-5В до +5В) получать напряжение в 1000 раз больше. Точность выходного в с погрешностью 5% устроит. Ток - пусть 1мА, может даже 100мкА устроит по первости. Скорость нарастания 100В в миллисекунду, но если больше, то лучше.

 

Посоветуйте, пожалуйста, какую топологию выбрать, ума не приложу как сделать и в +5КВ и в -5КВ.

 

Спасибо!

 

ИИВ

Share this post


Link to post
Share on other sites
34 минуты назад, iiv сказал:

от -5КВ до +5КВ, чтобы по внешнему, например, аналоговому сигналу (-5В до +5В) получать напряжение в 1000 раз больше. Точность выходного в с погрешностью 5% устроит. Ток - пусть 1мА, может даже 100мкА устроит по первости. Скорость нарастания 100В в миллисекунду, но если больше, то лучше.

Вам надо усилитель или источник напряжения? Если все же источник напряжения, то проще выполнять переключение полярности или переключать два источника..

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, gte said:

Вам надо усилитель или источник напряжения? Если все же источник напряжения, то проще выполнять переключение полярности или переключать два источника..

Спасибо! Да, надо именно источник напряжения... А как источники переключать, скажите, пожалуйста? Если мне надо 100В в миллисекунду, то может оказаться, что за 10 миллисекунд мне надо будет переключать из -500 до +500 и обратно... Реле вроде не потянет, вакуумные - тоже. Каскодом как-то тоже не понятно как и чтоб надежно, а мосфетов вроде на 5КВ нет...

 

Пока в голову приходит только вариант поставить последовательно два разнонаправленных источника питания оба до 5КВ, но как обеспечить проводимость одного из них, когда он не работает, пока не понимаю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, iiv сказал:

интересуюсь схемой двухполярного источника напряжения в диапазоне примерно от -5КВ до +5КВ, чтобы по внешнему, например, аналоговому сигналу (-5В до +5В) получать напряжение в 1000 раз больше. Точность выходного в с погрешностью 5% устроит. Ток - пусть 1мА, может даже 100мкА устроит по первости. Скорость нарастания 100В в миллисекунду, но если больше, то лучше.

 

Высоковольтные линейные усилители на транзисторах.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, iiv сказал:

Да, надо именно источник напряжения... А как источники переключать, скажите, пожалуйста? Если мне надо 100В в миллисекунду, то может оказаться, что за 10 миллисекунд мне надо будет переключать из -500 до +500 и обратно... Реле вроде не потянет, вакуумные - тоже. Каскодом как-то тоже не понятно как и чтоб надежно, а мосфетов вроде на 5КВ нет...

Кроме того, что уже посоветовали, скажу, что есть и уже готовые и на напряжение гораздо больше 5 кВ, но дорогие.

Если надо изменять за 10 миллисекунд с 500 до -500 переключением это одно, а если формировать по определенному закону, то другое. Вы про нагрузку (емкость/индуктивность) ничего не сообщили.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Два источника и две оптопары от VMIhttp://www.voltagemultipliers.com/wp-content/uploads/2018/09/AN200-OC100HG-Push-Pull-driver.pdf

Просто. Дорого. 

 

И да, конечно, от нагрузки зависит, за сколько вы её перезарядите.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть и другой способ, используемый при малых токах - например у нас в ионизаторах коронного разряда и (иногда) в лазерных принтерах. Ваши 100мкА можн сделать. 1 мА надо смотреть по теплу.

Нужно два источника (+ и -) на примерно в два раза большее напряжение (несколько больше с учётом падения на резисторах). В примере 11кВ оба. Показанные стабилитроны - на самом деле цепочки из последовательно соединённых высоковольтных стабилитронов (вроде от Frontier Electronics), так чтобы набрать по 6кВ. 

Не показанные преобразователи - резонансные Ройеры (как в источниках для CCFL)  - включаются - выключаются в противофазе. То есть источники должны быть достаточно быстрые, чтобы не заваливать фронты. Но это не есть проблема при таких временах.

 

ionizer-2.jpg

ionizer-1.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 hours ago, gte said:

Если надо изменять за 10 миллисекунд с 500 до -500 переключением это одно, а если формировать по определенному закону, то другое. Вы про нагрузку (емкость/индуктивность) ничего не сообщили. 

нагрузка в обычном состоянии имеет примерно гигаОм (плюс-минус лапоть) сопротивления. Но иногда возникает пробой, и у нагрузки возникает сопротивление в единицы килоОм. Этот режим я хочу избегать, но не могу гарантировать, что я на него не попаду.

 

Надо конечно по определенному закону, который изначально рождается в памяти компьютера, и потом может быть преобразован в аналоговый сигнал. Прикидочно градиент в 100В на миллисекунду меня должен удовлетворить, хотя всегда хотелось бы больше.

 

Yuri7751

 

, а чем эта схема лучше обычного последовательного включения двух блоков с последовательным сопротивлением?

 

Спасибо всем за классные советы!!!

sense.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 часов назад, iiv сказал:

нагрузка в обычном состоянии имеет примерно гигаОм (плюс-минус лапоть) сопротивления. Но иногда возникает пробой, и у нагрузки возникает сопротивление в единицы килоОм. Этот режим я хочу избегать, но не могу гарантировать, что я на него не попаду.

Т.е. емкостная и индуктивные составляющие нагрузки небольшие

Цитата

Надо конечно по определенному закону, который изначально рождается в памяти компьютера, и потом может быть преобразован в аналоговый сигнал. Прикидочно градиент в 100В на миллисекунду меня должен удовлетворить, хотя всегда хотелось бы больше. 

Вам надо усилитель. И Вам придется позаботится о спадании выходного напряжения источников . Поэтому Ваш последний вариант, на мой взгляд, вполне приемлем, но можно добавить два реле для быстрого реверса. Например у HM24-1A69-15 переключение до 3 ms

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо большое, gte и всем советовавшим и сочувствующим!

 

Про реле даже для быстрого реверса - я всячески его хочу избежать и, по возможности поставить что-то полупроводниковое.

 

По сути скорей всего у меня будет такой режим работы, что напряжение будет изменяться примерно как sinc(t) = sin(t)/t, на интервале [1,100],  причем значения первых максимальных колебаний напряжения будут определяться тем пробило ли или нет, а потом величина максимального по модулю напряжения будет спадать. Если реле для реверса использовать, то я его буду включать сотни раз в секунду и оно быстренько исчерпает свой ресурс. Этот режим - это просто один из вариантов, надо полностью контроллерное управление напряжения и обратную связь от пробоя.

 

Для реверса вроде можно каскод попользовать, но не нашел вариант, без нескольких дополнительных питаний. Мосфеты на 4.5кВ нашел, то есть в две секции каскод на мои 5КВ должен работать.

 

Скажите, пожалуйста, есть ли альтернативы каскоду (не реле понятно) как-то на тиристорах, или еще как, или может есть какой-то вариант простого каскода с одним питанием (я  имею ввиду что-то только для быстрого реверса)?

 

Спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Топология многоуровневого преобразователя на H-мостах, применяемая в высоковольтных преобразователях, правда понадобится соответствующее количество источников питания.

Спойлер

Cascaded-Multilevel-Inverter-configuration.thumb.png.f2d3b00d376ce9ac88a65e92ec49d180.png

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

А не думали над схемой: усилитель с вых. трансформатором + медленный источник постоянной составляющей?

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 4/25/2020 at 3:55 AM, iiv said:

а чем эта схема лучше обычного последовательного включения двух блоков с последовательным сопротивлением?

Ну вы же не говорили, что нагрузка незаземлённая . Кроме того "эта" схема не требует принудительной разрядки емкостей. Там кстати у VMI есть схема ВВ усилителя на оптопарах. Впрочем вам вряд ли легко будет их купить.

image.thumb.png.e46eefa2634a8a4659eff9087534d024.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо большое всем за интересные советы!

Последовательно несколько источников поставить - думал, но пока ИМХО, очень громоздко будет...

 

24 minutes ago, Yuri7751 said:

Ну вы же не говорили, что нагрузка незаземлённая . Кроме того "эта" схема не требует принудительной разрядки емкостей. Там кстати у VMI есть схема ВВ усилителя на оптопарах. Впрочем вам вряд ли легко будет их купить. 

почему не заземленная? У меня даже на схеме резистор есть, который R459, примерно на гигаом. Хотя сама нагрузка, как я писал имеет гигаомное сопротивление, но в неудачный момент может иметь сопротивление близкое к нулю.

 

А как в Вашей схеме работать в районе 0В, то есть в моем варианте включаешь оба на маленькую мощность и имеешь любое напряжение близкое к нулю, а Вашем случае из-за гирлянды стабилитронов может возникнуть область напряжений в районе нуля, которые нельзя получить.

А кто или что такое VMI? Если Вы имели ввиду Voltage Multiplier Inc, то где конкретно, подскажите, пожалуйста!

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 minutes ago, iiv said:

Если Вы имели ввиду Voltage Multiplier Inc, то где конкретно, подскажите, пожалуйста!

Support - Design - App Notes

24 minutes ago, iiv said:

А как в Вашей схеме работать в районе 0В, то есть в моем варианте включаешь оба на маленькую мощность и имеешь любое напряжение близкое к нулю, а Вашем случае из-за гирлянды стабилитронов может возникнуть область напряжений в районе нуля, которые нельзя получить.

Чтобы получить правильный ответ, надо задать правильный вопрос. Найдите в вашем стартовом посте намёк на то, что вам нужен усилитель. Работать вблизи нуля вполне можно - просто регулируете напряжения источников так, чтобы они превышали напряжения стабилитронов на столько, на сколько нужно. Т.е. нужна ОС и всё присущее усилителю. Это вполне работающая на практике схема.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now