[_artem_ 0]

Да тут не только в трансформаторе Теслы дело. Это вообще исследование свойств магнитных полей с высоким градиентом...

 

Резюк на землю нельзя - через него и катушка протечет.

Ya nemnogo ne tak obyasnil :

 

Vyxod kljucha podsoedinen k diodu i rezistoru .

Rezistor vtorym koncom na zemlju

vtoroj konec dioda na katusku .

[Waso 1]

arttab если-б Вы еще название этого нового ключа дали, былоб здорово! Но всеравно если эта штучка новая, то скорей всего очень дорогая и редкая. А мне нужно простое решение, потомучто я не в лаборатории МО РФ работаю. Да даже еслиб и там - недумаю что денег бы дали. Государство бедное.

 

_artem_ у нас с Вами разные представления о природе возникновения потенциала ЭДС самоиндукции. Вот как я понимаю этот процесс (и уверен что правильно): Поле в катушке стремится поддержать ток, когда он идет на спад. Допустим катушка включена в коллекторную цепь транзистора NPN, катушка сверху, транз снизу - ток бежит сверху-вниз, когда транз открыт. Но вот мы закрыли его, а ток в катушке не может резко прекратиться - его поддерживает поле. Ток продолжает течь в том-же направлении - вниз, но стекать-то некуда и таким образом на нижней ноге катушки скапливается положительный заряд. Таким образом к коллектору транзистора оказывается приложен потенциал шины питания плюс потенциал скопившегося заряда. Если мы включим диод последовательно с катушкой - это ничего не изменит, поскольку ток стремится протеч в том-же направлении а не назад, как было-бы с конденсатором. И после диода через резистор он протечет уже куда угодно - хоть на землю, хоть на плюс питания.

 

Понимаете, то что Вы предлагаете предотвратит колебательный процесс в котуре, образованным разрядным конденсатором и катушкой, но в нем обратный ток пойдет только после полной перезарядки конденсатора за счет ЭДС СИ и там собственно проблемы с пробоем не возникает, потомучто ток в катушке уже прекратился в это время.

 

Моя же задача - прервать ток в катушке на его пике и оставить в живых ключ, который это сделает. :)

[_artem_ 0]

Xexe , vrode ya osibsja s polyarnostyu EDS v katuske )). niochego spisem na xronicheskuju ustalos )

 

Voti eti esli ne osibayus pretenduyut na vashi parametry :

http://www.behlke.de/

http://rsm.com/HVSolidStateSwtich.htm

http://www.appliedpulsedpower.com/prod/switches.htm

 

Vot zdes publikacija o tipax klyuchey :

http://home.earthlink.net/~jimlux/hv/pasley1.htm

pod

http://home.earthlink.net/~jimlux/hv/hvmain.htm

 

 

Vot zdes ,mozete posmotret naschet posledovatelnogo soedinenija tranzistorov (ot kotorogo vy otkazalis) ):

http://www.divtecs.com/papers/PDF/PES_2001_138switch.pdf

http://www-project.slac.stanford.edu/ilc/m...Marx24Mar05.ppt

 

ili vot eto toze interesno:

http://www.divtecs.com/papers/PDF/pmc2004_radar_print.pdf

[Stanislav 0]

Для справки: ток в катушке спадет быстрее всего, если ее замкнуть не "просто так", а через резистор или, лучше, высоковольтный стабилитрон (ограничитель напряжения).

 

А можно ли в качестве катушки L1 использовать трансформатор?

[TsAN 0]

ток в катушке спадет быстрее всего, если ее замкнуть не "просто так", а через резистор или, лучше, высоковольтный стабилитрон (ограничитель напряжения).

IMHO, постоянная времени разряда T=L/R, поэтому для уменьшения T лучше взять R по-возможности поболе. К сожалению, это в теории все так хорошо, а на практике всегда есть паразитные емкости - и поэтому пытаться уменьшать T до нужной величины посредством увеличения R не всегда получается: приходится заботиться и об уменьшении собственной емкости катушки и емкости монтажа.

 

Удачи!

 

Добавлено

Вообще-то стабилитрон может оказаться и весьма достойнай альтернативой уже упоминавшемуся разряднику.

[Waso 1]

_artem_ спасибо за ссылки! Некоторые оч полезные. :)

 

Stanislav Насчет трансформатора - ну это и так будет нечто вроде трансформатора, только геометрия его катушек будет необычной - это во-первых. А во вторых, не всякое влияние на поле катушки допустимо для минимизации ЭДС СИ, потомучто цель какраз и состоит в получении определенной структуры магнитного поля. Но мы в любом случае будем исследовать различные варианты намотки - увеличенный шаг, бифилярка Теслы, Купера и т.п.

 

Такчто если Вам известны способы уменьшения вредных выбросов в трансформаторах или что-то подобное - буду признателен если поделитесь. :)

 

TsAN Насчет разрядников и стабилитронов. Понимаете, в случае с катушкой они не закрываются как только напряжение падает ниже пробойного. Вернее какбы закрываются, но ЭДС СИ их снова пробивает. И внешне выглядит так, будто вообще не закрываются и катушка не только успевает перезарядить конденсатор, но и даже некоторое время успевает теч ток в обратную сторону! Видимо пока не рассосется ионизированный канал. По крайней мере в случае с газовым разрядником это установленный факт.

 

Насчет стабилитронов - надо пробовать. Там пробой туннельный. А вот условий возникновения туннельного эффекта (кроме высокого напряжения) я не припомню...

 

Совсем забыл про T=L/R. У меня что-то засело что катушка как и кондер быстрее разрядится через малое сопротивление...

 

Тогда можно включить параллельно с ключом резистор, сопротивление которого будет несколько меньше сопротивления закрытого ключа (в чем-то _artem_ был прав...;) ). Тогда условий для пробоя не возникнет. Вернее ЭДС СИ упадет, и ее можно будет варьировать величиной этого сопротивления. Тоесть играть с соотношением параметров "Фронт-Пробой".

 

...ЙО-МАЙО!!!..... Если верить симулятору, это мало помогает... Мягко говоря...

Изменено 19 ноября, 2005 пользователем Waso

[BWZ 0]

Самое простое решение для получения резкого спада тока через катушку - поставить сапрессор (импульсный стабилитрон), ограничивающий выброс напряжения на катушке. Его напряжение пробоя и определяет скорость спада. Более подробно: чтобы быстро отобрать запасенную в катушке энергию, нужно поддерживать на ней максимально допустимое для ключа напряжение, при этом ток в катушке падает очень быстро, т.к. отдаваемая ею мощность в единицу времени максимальна. Полевые транзисторы и сапрессоры на напряжение несколько сотен вольт сейчас не проблема. Начальный ток через сапрессор равен току через катушку в момент закрывания ключа, далее спадает примерно по экспоненте. Такие схемы используются в импульсных металлодетекторах достаточно давно. Сам делал, нормально работает в нескольких сотнях приборов. Схему лучше всего сначала смоделировать в PSPICE. Правда при непрерывной работе прибора используются другие схемы, без перевода отбираемой энергии в тепло, с возвратом ее в источник питания, но это значительно сложнее.

А вот получение быстрого нарастания тока в катушке задача очень непростая.

[Waso 1]

BWZ Вот это серьезно!

Только немного непонял:

нужно поддерживать на ней максимально допустимое для ключа напряжение

Как поддерживать? Кондер-то разряжается...

Начальный ток через сапрессор равен току через катушку в момент закрывания ключа, далее спадает примерно по экспоненте.

Запутался в схеме. Если сверху-вниз плюс питания - катушка - ключ - земля, стабилитрон параллельно ключу, катодом вверх. Так?

Такие схемы используются в импульсных металлодетекторах достаточно давно.

-попробую найти схемку...

[BWZ 0]

Как поддерживать? Кондер-то разряжается...

ЭДС на катушке возникает автоматически, сразу после выключения ключа, это физика, школьный курс, поддерживать - в смысле ограничивать на постоянном уровне. ЭДС может быть сколь угодно большой и не зависит от величины тока в катушке, а только от скорости закрывания ключа, если не учитывать паразитную емкость катушки и ряд неприятных эффектов с ней связанных.

Запутался в схеме. Если сверху-вниз плюс питания - катушка - ключ - земля, стабилитрон параллельно ключу, катодом вверх. Так?

Как что разряжается непонятно, если ключ разомкнут. Сапрессор включают параллельно катушке, чаще всего через диод, учитывая что ЭДС всегда противоположна приложенному до выключения напряжению. А вообще-то схема очень неудачнно нарисована, "плюс питания - катушка - ключ - земля" более правильно.

[asdf 0]

Ух, как тяжко быть глупым (это я о себе). До меня только сегодня дошло чего Вы хотите и, частично, что же Вам нужно.

В этом плане , как говорится, у меня для Вас есть две новости - одна плохая, а другая -очень плохая :) .

Сначала по технике.

Далее - мое видение проблемы и путей ее решения, могу, и даже имею право, ошибаться.

1. В области напряжений до 1000В Вам нужна схема эквивалентная однотактному мостовому преобразователю. В качестве нагрузки - Ваша катушка.

При включении транзисторной диагонали, напряжение питания с фронтами определяемыми скоростью включения транзисторов будет приложено к катушке. На ранее предложенных транзисторах можно получить 2-5наносек. Далее все зависит от самой катушки. Одновременность открытия транзисторов вполне достижима. Используя для управления верхним транзистором ажилентовскую лазерную пару типа HFBR (точные номера сейчас не помню) со скоростью 155Мбит при соответствующей калибровке можно получить разброспри переключении между верхним и нижним плечами 0.5 нсек и менее (реальные данные).

По достижении нужного тока транзисторная диагональ закрывается с такими же фронтами. А скорость переполюсовки будет определяться емкостями транзисторов, диодов и самой катушки. Далее катушка через диоды разряжается на блокировочные емкости источника питания, а значит и стем же напряжением. В качестве диодов в диодную диагональ рекомендую последовательно соединенные 300 вольтовые арсенид-галиевые шотки диоды типа DGS-3-03. Емкость получите меньше пики на диодах и несколько десятков пик на транзисторах.

Такая конструкция Вам обойдется порядка 0.5 килобакса.

2. В области до 10000 нужно использовать эффект сжатия импульса на последовательной LC цепочке

с плавно уменьшаюшейся постоянной времени, например, от 1 мксек до 10 наносек (в волновой технике это эквивалентно сжатию ГВЗ).

Индуктивности соеденены последовательно, емкости паралельно. На вход цепочки подается ипульс U=1000В T=1мксек., на выходе получаем 10000В, 10наносек в качестве нагрузки и конечной реактивности - Ваша катушка.

Цепочка реверсивная, отраженный импульс (по моему обратной полярности) нужно слить обратно в источник питания. Требования к ИП минимальные, к реактивностям - добротность, точность, напряжения.

Стоимость, естественно, будет выше килобакса.

3. В Питере есть контора делающая управляемые разрядники на напряжение до 80кВ и токи десятки А. Скорость развития пробоя - несколько наносек. Правда частота повторения не более 10 кГц.

Стоимость можно ожидать до десятка килобаксов. Если есть интерес могу загрузить знакомых, которые в конце 90-х с ними работали, чтобы нашли концы.

 

Ко 2 области можно отнести несколько экзотический ключ, использующий управляемую индуктивность на скрещенных полях и нелинейную индуктивность на скин-эффекте. Нуууу очень много мороки расчетной.

 

Теперь по теории.

<<Да тут не только в трансформаторе Теслы дело. Это вообще исследование свойств магнитных полей с высоким градиентом...>>

<< Мне фронт нужен - сотые-десятые доли микросекунды. >>

 

Хочу напомнить, что в радиотехнике понятие одновременности прцессов тесно связано с их длительностью. При длительности процесса 10 наносек Вы получаете широполосный процесс с центральной частотой в 100МГц и длинной волны ~3м. Те в данном случае можно пользоваться общебытовым понятием одновременности при линейных размера обекта меньше 1.5м.

И если длина провода намотки Вашей катушки будет больше, то Вы можете получить смесь бегущей волны и ударно возбужденных колебаний сильносвязанных осцилляторов (за счет индуктивности витка и межвитковой емкости). В этом случае катушку нужно рассматривать не как сосредоточенную реактивность, а как распределенную со всеми вытекающими последствиями.

 

Замечание общего плана:

Если Вы считаете что современная физика точно описывает электромагнитные явления, то может быть имеет смысл Ваши исследования перенести в расчетную область. Использовать готовые или написать самому расчетные программы.

Если же Вы обнаружили или хотите обнаружить в этой области новые эффекты, то Вам лучше найти серьезное финансирование. В принципе задача решаема даже для более коротких импульсов, но требует серьезного подхода.

 

И еще более общего...

При определенных условиях Вы можете нарваться на искажаюшее влияние других эффектов.

В частности - ионизационные в газах и магнито-гидродинамические (взаимодействие магнитного поля с поляризационным током и сопровождающиеся букетом эффектов холла) в непроводящих жидкостях.

 

Ну вот так, в кратце.

DGS3_03.pdf

[Waso 1]

BWZ

поддерживать - в смысле ограничивать на постоянном уровне.

Вот теперь понятно :)

Сапрессор включают параллельно катушке, чаще всего через диод

Тут тоже.

А вообще-то схема очень неудачнно нарисована, "плюс питания - катушка - ключ - земля" более правильно

А Вы представьте что нарисован эмиттерный повторитель! ;)

 

asdf

До меня только сегодня дошло чего Вы хотите и, частично, что же Вам нужно.

Ну возможно я плохо обьяснил... Надо еще добавить что переполюсовка ненужна. Импульсы должны быть однополярные. Это такое-же важное условие как и резкие фронты, но проблем не вызывает. И даже уменьшает их количество. :)

 

За технические и теоретические выкладки спасибо! Интересные.

могу загрузить знакомых, которые в конце 90-х с ними работали, чтобы нашли концы.

Спасибо, ненадо.

Если же Вы обнаружили или хотите обнаружить в этой области новые эффекты, то Вам лучше найти серьезное финансирование. В принципе задача решаема даже для более коротких импульсов, но требует серьезного подхода.

В том-то и дело, что серьезное финансирование нам удастся найти только когда мы получим доказательства существования нового эффека. Но сейчас у нас есть возможность исследований только на сравнительно дешевой элементной базе. Мы надеемся, что тех параметров которые на ней можно достичь, вполне хватит хотябы для слабого проявления нужного эффекта. И у нас есть основания на это рассчитывать...

[TsAN 0]

Понимаете, в случае с катушкой они не закрываются как только напряжение падает ниже пробойного. Вернее какбы закрываются, но ЭДС СИ их снова пробивает. И внешне выглядит так, будто вообще не закрываются и катушка не только успевает перезарядить конденсатор, но и даже некоторое время успевает теч ток в обратную сторону! Видимо пока не рассосется ионизированный канал. По крайней мере в случае с газовым разрядником это установленный факт.

Так ведь имеющиеся емкости совместно с катушкой контур образуют - с начальными условиями в виде тока через катушку на момент коммутации. И дальнейший ход процесса в контуре зависит от эквивалентых потерь, которые гасятся стабилитроном или разрядником в момент пробоя. Как уже указал BWZ, для их увеличения надо максимально увеличивать напряжение на катушке, т.е. напряжение пробоя при использовании разрядника, напряжение стабилизации при использовании стабилитрона. IMHO, имеет смысл предварительно просто разряд катушки с параметрами Вашего контура в Spice'е прикинуть, - на предмет оценки величины ограничения напряжения на катушке, при которой характеристика спада тока Вас устраивает. Ибо, имея хотя бы ориентировочные цифры, Вам будет легче ориентироваться в предлагаемых вариантах аппаратной реализации Вашей схемы.

 

Удачи!

[Dmitron 0]

Просто резкий градиент получить можно просто - берёшь катушку, в послед с ней плавкий предохранитель - и в разетку. предохранитель взрывается - разрыв тока - резкий скачёк напряжения и тока. Такие схемы используются в ОЧЕНЬ мощных схемах.

[Waso 1]

С автоматической сверхскоростной перезарядкой предохранителей?

[Dmitron 0]

С автоматической сверхскоростной перезарядкой предохранителей?

 

Не спорю, сверхскоростную перезарядку транзисторов сделать проще - транзюки сразу в пулемётных лентах продаются. А предохранители надо в магазин заряжать. Зато они дешевле и надёжнее .