[iiv 18]

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

[gte 6]

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..

[iiv 18]

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.

[HardEgor 66]

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

[gte 6]

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.

[Yuri7751 19]

Два источника и две оптопары от VMI. http://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.

[Yuri7751 19]

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.

 

[iiv 18]

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!!!

[gte 6]

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

[iiv 18]

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!

[yamantau 15]

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

Спойлер

 

[alexvu 5]

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

[Yuri7751 19]

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.

[iiv 18]

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!

[Yuri7751 19]

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.