Импульсный свет в фотографии

о накамерных вспышках, студийных моноблоках, генераторах и т.п..
Текущее время: 10 дек 2018, 07:22




Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 13 ] 
Автор Сообщение
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 ноя 2015, 12:38 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Оглавление...
1) Вступление
2) Однотактные преобразователи, обеспечивающие высокий КПД
3) Схема однотактного преобразователя с ограничением максимального выходного напряжения в холостом ходу
4) Пояснения от автора Waldemar Szymanski
5) Комментарий от MrHot
6) Комментарий от tro
6) Комментарий от fd8734
7) Комментарий А. Горбатова
8) Из форума Радиокот
9) Комментарий от Евгения Васильева
...
n) FAQ. Вопросы и ответы.
...

В Личных темах строителей:
Dark446: Импульсный преобразователь 12V -> 310В
kumbr: Преобразователь сделан по схеме Вальдемара
Granin_Ilya: Преобразователь 12 - 310 вольт
A-Gugu: Высокоэффективный бустер за небольшую цену
Юра: Для тех, кто будет повторять данную схему...
QuickWitted: IrizlaStroboGun стробоскоп+Flash=4штИФК120,18-343Дж,DMX,LED
A-Gugu: Я тут схемку собрал, 3000мкф 330в за 1 секунду, от батареек

Бортовые аэронавигационные огни для модели самолета
Моделирование преобразователя 3->300 Вольт
Преобразователь из одноразового фотика
Вспышка, для сети 220В и преобразователя 24V-600V 200Вт
Преобразователи напряжения 6v - 330v

Список внешних ссылок по теме:
Преобразователь на 3845 (схема Вальдемара)
Преобразователь для начинающих
http://www.gauss2k.narod.ru/
osipoff.ru: 12 -310v Waldemar Szymanski (Poland)
Switch-Mode Power Supply. Reference Manual


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 ноя 2015, 12:47 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
...


Вернуться к началу
  Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Схема Шиманского и её вариации
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 ноя 2015, 12:55 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Перепечатка из http://www.radiomaster.ru/shemi/i_p/4_10.php. По материалам книги "Полезные схемы" И.П. Шелестова.

Однотактные преобразователи, обеспечивающие высокий КПД.

Изображение

Некоторые привычные бытовые электроприборы, такие как лампа дневного света, фотовспышка и ряд других, иногда бывает удобно использовать в автомобиле.

Так как большинство устройств рассчитаны на питание от сети с действующим напряжением 220 В, нужен повышающий преобразователь. Электробритва или же небольшая лампа дневного света потребляют мощность не более 6...25 Вт. При этом от такого преобразователя часто не требуется переменное напряжение на выходе. Указанные выше бытовые электроприборы нормально работают при питании постоянным или однополярным пульсирующим током.

Первый вариант однотактного (обратноходового) импульсного преобразователя постоянного напряжения 12 В - 220 В выполнен на импортной микросхеме ШИМ-контроллера UC3845N и мощном N-канальном полевом транзисторе BUZ11. Эти элементы более доступны чем отечественные аналоги, и позволяют добиться высокого КПД от устройства, в том числе и за счет малого падения напряжения исток-сток на открытом полевом транзисторе (КПД преобразователя зависит и от соотношения ширины импульсов, передающих энергию в трансформатор к паузе). Указанная микросхема специально предназначена для выполнения однотактных преобразователей и имеет внутри все необходимые узлы, что позволяет сократить число внешних элементов. У нее имеется сильноточный квазикомплементарный выходной каскад, специально предназначенный для непосредственного управления мощным N-канальным полевым транзистором с изолированным затвором. Рабочая частота импульсов на выходе микросхемы может достигать 500 кГц. Частота определяется номиналами элементов R4-C4 и в приведенной схеме составляет около 33 кГц (Т=50 мкс).

Микросхема также содержит схему защиты для отключения работы преобразователя при снижении напряжения питания ниже 7,6 В, что полезно при питании устройств от аккумулятора

Рассмотрим более подробно работу преобразователя. На рисунке 2 приведены диаграммы напряжений, поясняющие проходящие процессы. При появлении положительных импульсов на затворе полевого транзистора (рисунок 2, а) он открывается и на резисторах R7-R8 будут импульсы, показанные на рисунке 2, в. Наклон вершины импульса зависит от индуктивности обмотки трансформатора и если на вершине имеется резкое увеличение амплитуды напряжения, как это показано пунктиром, это говорит о насыщении магнитопровода. При этом резко увеличиваются потери преобразования, что приводит к нагреву элементов и ухудшает работу устройства. Чтобы устранить насыщение, потребуется уменьшить ширину импульса или увеличить зазор в центре магнитопровода. Обычно бывает достаточно зазора 0,1...0,5 мм.
В момент выключения силового транзистора индуктивность обмоток трансформатора вызывает появление выбросов напряжения, как это показано на рисунках. При правильном изготовлении трансформатора Т1 (секционировании вторичной обмотки) и низковольтном питании амплитуда выброса не достигает опасного для транзистора значения и поэтому в данной схеме специальных мер, в виде демпфирующих цепей в первичной обмотке Т1, не используется. А чтобы подавить выбросы в сигнале токовой обратной связи, приходящем на вход микросхемы DA1/3, установлен простой RC-фильтр из элементов R6-C5.

Диаграммы напряжения в контрольных точках схемы
Напряжение на входе преобразователя, в зависимости от состояния аккумулятора, может меняться от 9 до 15 В (что составляет 40%). Чтобы ограничить изменение выходного напряжения, обратная связь по входу снимается с делителя из резисторов R1-R2. При этом выходное напряжение на нагрузке будет поддерживаться в диапазоне 210...230 В (Rнaгp=2200 Ом), см. табл. 1, т. е. меняется не более чем на 10%, что вполне допустимо.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет автоматического изменения ширины открывающего транзистор VT1 импульса от 20 мкс при Uпит=9 В до 15 мкс (Uпит=15 В).

Импульсный трансформатор Т1 выполнен с использованием широко распространенных броневых чашек Б30 из магнитопровода М2000НМ1. При этом в центральной части у них должен быть обеспечен зазор 0,1...0,5 мм. Магнитопровод можно приобрести с уже имеющимся зазором или же сделать его при помощи грубой наждачной бумаги. Величину зазора лучше экспериментально подобрать при настройке так, чтобы магнитопровод не входил в режим насыщения, - это удобно контролировать по форме напряжения на истоке VT1 (см. рисунок 2, в).

У трансформатора Т1 обмотка 1-2 содержит 9 витков проводом диаметром 0,5...0,6 мм, обмотки 3-4 и 5-6 по 180 витков проводом диаметром 0,15...0,23 мм (провод типа ПЭЛ или ПЭВ). При этом первичная обмотка (1-2) располагается между двумя вторичными, т. е. сначала наматывается обмотка 3-4, а потом 1-2 и 5-6.

При подключении обмоток трансформатора важно соблюдать показанную на схеме фазировку. Неправильная фазировка не приведет к повреждению схемы, но работать как нужно она не будет. При сборке использованы детали: подстроечный резистор R2 - СПЗ-19а, постоянные резисторы R7 и R8 типа С5-16М на 1 Вт, остальные могут быть любого типа; электролитические конденсаторы C1 - К50-35 на 25 В, C2 - К53-1А на 16 В, C6 - К50-29В на 450 В, а остальные типа К10-17. Транзистор VT1 установлен на небольшой (по размерам платы) радиатор, сделанный из дюралевого профиля. Настройка схемы заключается в проверке правильной фазировки подключения вторичной обмотки при помощи осциллографа, а также установки резистором R4 нужной частоты. Резистором R2 устанавливается выходное напряжение на гнездах XS1 при включенной нагрузке. Приведенная схема преобразователя предназначена для работы с заранее известной мощностью нагрузки (6...30 Вт - постоянно подключенной). В холостом ходу напряжение на выходе схемы может достигать 400 В, что не для всех устройств допустимо, так как может привести к их повреждению из-за пробоя изоляции.

Таблица 1 - Параметры схемы при изменении напряжения питания
Uпит,В	Iпотр,A	  Uвых,B  Рпотр,Вт  Рнагр,Вт   КПД
9 2,76 210 24,84 20 0,8
12 2,11 220 25,32 22 0,87
15 1,80 230 27,00 24 0,89


Изображение


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 ноя 2015, 14:52 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Перепечатка из http://radiomaster.ru/shemi/i_p/4_14.php. По материалам книги "Полезные схемы" И.П. Шелестова.

Схема однотактного преобразователя с ограничением максимального выходного напряжения в холостом ходу

Изображение

Если преобразователь предполагается использовать в работе с нагрузкой разной мощности, к тому же включаемой во время работы преобразователя, то необходимо снимать сигнал обратной связи по напряжению с выхода. Вариант такой схемы показан на рисунке. Это не только позволяет ограничить выходное напряжение схемы в холостом ходу величиной 245 В, но и снизит потребляемую мощность в этом режиме примерно в 10 раз (1потр=0,19 А; Р=2,28 Вт; Uн=245 В).

Трансформатор Т1 имеет такой же магнитопровод и намоточные данные, что и в схеме (рис. 4.10), но содержит дополнительную обмотку (7-4) - 14 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,12...0,18 мм (она наматывается последней). Остальные обмотки выполнены аналогично, как и в выше описанном трансформаторе.

Для изготовления импульсного трансформатора можно также использовать квадратные сердечники серии КВ12 из феррита М2500НМ - число витков в обмотках в этом случае не изменится. Для замены магнитопроводов броневых (Б) на более современные квадратные (KB) можно воспользоваться таблицей 1. Сигнал обратной связи по напряжению с обмотки 7-8 через диод поступает на вход (2) микросхемы, что позволяет более точно поддерживать выходное напряжение в заданном диапазоне, а также обеспечить гальваническую развязку между первичной и выходной цепью. Параметры такого преобразователя, в зависимости от питающего напряжения, приведены в таблице 2. Еще немного повысить КПД описанных преобразователей можно, если импульсные трансформаторы закреплять на плате диэлектрическим винтом или термостойким клеем.

Таблица 1
Б14	    Б18	   Б22	  Б26    Б30	Б36
КВ4 и КВ5 КВ6 КВ8 КВ10 КВ12 КВ14

Таблица 2
Uпит В	Iпотр,A  Uвых,B  Рпотр,Вт  Рнагр,Вт  КПД
9 2,81 205 25,29 19,1 0,76
12 2,32 220 27,84 22,0 0,79
15 1,78 220 26,70 22,0 0,82


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 19 ноя 2015, 17:23 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Василий Верютин писал(а):
Попробуй свои силы в преобразовательной технике в устройствах зарядки конденсаторов от аккумуляторов с высоким КПД.

Waldemar Szymanski: Я делал преобразователь с питанием от аккумулятора 30 лет тому назад, на германиевых транзисторах. С кремниевыми транзисторами трудности при больших токах - большое напряжение насыщения Uce. Поэтому - имеют малый КПД. Я решил сделать ради тебя и всех людей на форуме, такую схему, которая имеет высокий КПД и проста в наладке. "Сердце" каждого преобразователя - это трансформатор. Я решил использовать трансформатор от компьютерного блока питания ATX 250-300 Ватт, как самого распространенного и доступного.

Изображение

Схема преобразователя. Элементы L1, C6, R6, R4, LED1 не обязательны.
Первичная обмотка: количество витков 4 по 6 проводов параллельно. Диаметр провода 0,7 мм. Индуктивность первичной обмотки 4 мкГн.
Вторичная обмотка: 56 витков, в два слоя по 28 витков. Диаметр провода 0,5 мм.

Дроссель L1, фото, можно взять из компьютерного блока питания из схемы выпрямителя 5 В или намотать 10 витков проводом 2 мм на феррите диаметром 8 мм.

Изображение

Преобразователь заряжает конденсатор 1500 мкФ к напряжению 310В за время менее 1 секунды.
Временные диаграммы работы преобразователя:

Изображение

Источник: http://schmidt-walter-schaltnetzteile.d ... mps_e.html

Внешний вид собранного:

Изображение

Для разборки трансформатора нужно было варить его в воде в течении 10 минут ( смотри фото )

Изображение

Затем надо спилить центральный стержень на 0.8 мм алмазным напильником, смачивая водой. Трансформатор мотается как на приложенном рисунке.
Цитата:
Вольдемар, а нельзя это сделать вот так? Чтобы было попроще?
Изображение


Да, можно применить прокладку. Эффект будет подобный. Зазор в центральном стержне сердечника - решение лучше. Вот так:

Изображение Изображение

Потому что дает лучшее сжатие между обмотками, также лучшее экранирование магнитного поля трансформатора
Цитата:
А на вот таком - можно собрать?
Изображение


Этот сердечник также подходит для изготовления трансформатора.
Должен иметь зазор (в нем находится наибольшая энергия.) Важно подобрать индуктивность первичной обмотки равной 4 мкГн. Самое лучшее решение - применение для трансформатора сердечника фирмы FERROXCUBE формы ETD34 из материала 3C90.

сердечник:
ETD34 3C90
ETD34/17/11-3C90
ETD34/17/11-3C90 — FERROXCUBE

каркас для катушки: BOBBIN, ETD34 1SEC 14PIN Typ CPH-ETD34-1S-14P

Изображение Изображение Изображение

Я иногда пользуюсь этим преобразователем. Оказалось , что при включении импульсной лампы, большая мощность преобразователя вызывает тлеющий разряд в лампе, лампа не гаснет. Я добавил узел (Q4, C11, R11), блокирующий преобразователь в момент вспышки.

Изображение Изображение


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 20 ноя 2015, 17:38 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Ещё о трансформаторе:
yarmol писал(а):
Перечитал все темы с аналогичными преобразователями, но таки не увидел ответа на вопрос - если используется каркас от трансформатора компьютерного БП, почему не попытаться использовать весь трансформатор без переделки? Ведь у него обмотки 12 и 300 вольт уже готовы, рабочая частота аналогичная, а намотаны они точно аккуратней чем это смогу сделать я вручную...

d324co: Типовой компьютерный БП - двухтактный полумостовый.
А рассматриваемый здесь преобразователь - однотактный обратноходовый. Готовый трансформатор никак не подойдет.
Во-первых, он собран без необходимого зазора.
Во-вторых, числа витков, размещение обмоток не оптимальны.

Цитата:
Собрал эту схему. При работе на 12В сразу сгорает D2 (через несколько сек). В чем может быть проблема?

Waldemar Szymanski: Проверь правильность начала и конца обмоток (чёрные точки на схеме ).
Диод D2 должен быть быстрым на 1000 В.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 20 ноя 2015, 17:40 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
О дросселе.
Цитата:
Дроссель L1 стоит между источником питания и конденсатором C3 4700 мкФ.
Его задача - не пропускать помехи, генерируемые преобразователем в источник питания ( и цепи управления, питаемые от него)
Пиковый ток первичной обмотки Tr1 берется из конденсатора C3 и керамических конденсаторов, включенных ему параллельно

Этот дроссель можно взять из компьютерного блока питания из выпрямителя 5 в, или намотать проводом 2 мм 10 витков на феррите
диаметром 8 мм.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 14 дек 2015, 17:31 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Комментарий MrHot

И ещё, не понятно желание отмониторить ток стока полевого транзистора при помощи трансформатора тока или резистивного датчика тока. Зачем это требуется ? Поясните пожалуйста.
Т.е. при относительно постоянном напряжении питания 12V (не зашкаливающем драматически в бОльшие значения) и при постоянной длительности управляющих импульсов на затворе полевого транзистора мы можем получить относительно постоянную величину амплитуды тока стока полевого транзистора. Т.е. я к тому, что амплитудное значение тока стока мы сами выбираем путём задания длительности (частоты работы) микросхемы UC384x. Для чего требуется дополнительный мониторинг этого параметра ? Что там может случиться такого, для чего это необходимо ?
Admin писал(а):
Это делается для защиты от КЗ в нагрузке.
Это рекомендуют разработчики схемы. Смотри PDF http://www.ddrservice.info/files/Integr ... 44rev1.pdf

По поводу схемы на UC3845 - это current-mode контроллер, поэтому желательно установить шунт последовательно с
истоком Q1 (также защитит от к.з. в нагрузке) Datasheet по UC3845.

Изображение


Так, надо разбираться.
Предложены два подхода мониторинга тока первичной цепи.

на резисторе в истоковой цепи:

Изображение

и на токовом трансформаторе:

Изображение

Во-первых, на начальном этапе, полностью разряженный конденсатор это и есть не что иное как короткое замыкание. Это состояние на практике мягче только из-за наличия паразитной индуктивности в электролитическом конденсаторе и конечном сопротивлении проводов и внутренней токонесущей структуры накопительного конденсатора. Как ни крути, ток в начале заряда стремится уйти на бесконечность (в теории). На практике, он стремится к неприличным значениям и не может их достичь в силу многих причин.
Во-вторых, рассмотрим два варианта:
- первый: используем генератор с фиксированной частотой и скважностью для накачки в трансформатор (двухобмоточный дроссель) магнитной энергии на каждом такте.
- второй: будем вести мониторинг тока в первичной цепи накопительного трансформатора и при достижении некого заданного порога будем прекращать накопление энергии в данном такте.

Вариант первый.
Т.к. мы заинтересованы в максимальной скорости зарядки накопительного конденсатора то мы вынуждены заложиться некой временной величиной в течении которой мы производим накопление магнитной энергии для последующей её передачи во вторичные цепи. От этой величины будет зависеть ток потребления по первичной цепи. Мы его не можем вырастить до бесконечности, ибо у нас будут проблемы с аккумуляторами (а они у нас и так есть всегда). Т.е. мы ограничиваем длительность открытого состояния ключевого элемента на каждом такте например на уровне 10 uS (микросекунд). Если бы наша нагрузка имела активный (резистивный) характер - это бы привело к тому, что по цепи нагрузки протекал бы какой-то постоянный ток, а по первичной цепи аккумулятора протекал бы некий средний ток потребления. Если произвести увеличение нагрузки на выходе такого преобразователя, то амплитудное значение тока в первичной обмотке накопительного трансформатора не поменяется. Оно просто не зависит от нагрузки. Следовательно, не поменяется и средний ток потребления от цепи питания. На каждом такте - мы накопили и передали ровно столько, сколько нам дал накопить тактовый генератор. А он у нас настроен жёстко и позволяет передать во вторичные цепи не более ватт, чем ему настроено.

Вариант второй.
У нас есть токовый датчик в цепи стока полевого транзистора.
Мы генерируем какую-то тактовую частоту и длительность импульсов. Например, мы так настроили, что ключевой элемент склонен у нас находиться в открытом состоянии 15 uS. Мы начинаем производить запуск нашего преобразователя. На первых же тактах выясняется что амплитудное значение тока ключевого элемента при накоплении энергии на каждом такте - выше чем некий заранее зафиксированный порог (компаратор, с опорным напряжением). Происходит автоматическое ограничение длительности импульсов до уровня, когда порог ограничения не преодолевается. Допустим, мы так выбрали элементы, что можем получить те же самые 10 uS на каждом такте накопления энергии. Т.е. токовый мониторинг нас сам ограничит по длительности периода накопления. Больше времени, нам он просто не даст накапливать. Ограничение в случае с резистором (как датчик тока) даст тот же результат что и простое применение генератора с фиксированной частотой.
Применение же трансформатора тока с интегрирующей цепочкой - вообще не понятный ход в схеме работающей по обратноходовому принципу. Т.е. вместо того, чтобы просто ограничить длительность открытого состояния ключевого элемента (тем самым ограничив максимальный ток в первичной цепи) мы делаем длительность импульсов не понять какой, мотаем трансформатор, чтобы мониторить среднее значение тока по цепи питания и держать его в узде. Т.е. достаточно просто ограничить длительность накопления на каждом такте - и будет нам ограничение среднего тока по цепи питания. Даже при КЗ - это значение останется неизменным, т.к. процесс накопления и передачи энергии в случае обратноходовой топологии разнесены во времени.

Нужно понимать, что применённая микросхема ШИМ-контроллера может быть использована для сборки например сварочного аппарата по топологии прямоходового преобразователя. Но там совершенно иная картина передачи энергии во вторичные цепи. Там нет фазы накопления энергии ! Там есть фаза передачи энергии и фаза рекуперации энергии обратно в источник питания. Именно тут и сгодится токовоый мониторинг по первичной цепи. Т.к. открывая ключевой элемент - мы сразу попадаем в фазу передачи энергии и на этом этапе важно знать - что творится на вторичной стороне. А не КЗ ли там, т.к. ток ключевого элемента имеет не линейно нарастающую форму, а больше напоминает прямоугольник.

Вероятно, схемы приведенные в этой ветке просто понахватались токового мониторинга из каких-то иных схем, где применялся этот ШИМ-контроллер. Вероятно, при этом не была учтена топология преобразователя.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 14 дек 2015, 17:32 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Комментарий коллеги tro:

Изображение


Если у обратноходовой схемы нет мониторинга тока (current-mode), то при работе на заряд конденсатора накопительный дроссель работает в 3х режимах.

1-й - режим с насыщением дросселя (накопительного трансформатора).
2-й - режим неразрывных токов.
3-й - режим разрывных токов.

1-й режим самый жёсткий и пагубный для силового транзистора. Опишу его поподробней. Поскольку обратная связь по току не используется имеем на затворе силового транзистора импульсы расчётной частоты с фиксированной длительностью, практически меандр (возьмём к примеру частоту 50 кГц). В первоначальный момент, когда накопительный конденсатор не заряжен, он представляет из себя К.З.. Первый же импульс закачивает в дроссель расчётную порцию энергии. Кривая тока в этом импульсе линейна как по учебнику от 0 до 4*Iср. Т.е. при среднем потреблении 1А ток ключевого транзистора будет нарастать от 0А до 4А (при этом допустим что размер дросселя мы взяли с запасом и его насыщение начинается с тока в 10А). В дроссель мы закачали 2А(среднее значение тока в импульсе) * 12В(питание) * 0.00001с(длительность импульса) = 240 мкДж. Дроссель по природе своей начинает отдавать энергию с того-же тока на котором прервали его накачку(но с учётом трансформации). В нашем случае коэффициент трансформации 56/4=14, а значит накопительный конденсатор начнёт заряжаться током 4/14= ~300 мА. Влив полностью эту энергию в конденсатор он зарядится всего до 0.6в(это я ещё не учёл что как минимум половину при этом сожрёт диод с падением на нём 0.7в), а времени это должно занять ~800 мкс, что в 80 раз больше чем у нас есть. Все эти расчёты велись к тому что и так понятно, дроссель отдать запасённую энергию не успеет, и повторный цикл накачки дросселя начнётся практически с того тока которым и закончился. Во втором цикле ток вырастет с 4А до 8А, а в третьем цикле вгонит дроссель в насыщение зашкалив за отметку 10А. При этом будет греть обмотку, феррит, и мосфет. И так будет до того момента пока конденсатор не зарядится до определённого напряжения при котором схема перейдёт в режим неразрывных токов. Приблизительно узнать это напряжение можно умножив напряжение питания (12в) на коэффициент трансформации (14) и поделив на запас дросселя по насыщению (10А/4А), получим около 70В. А это почти именно то напряжение, до которого разряжается конденсатор после вспышки, т.е. последующие зарядки идут во втором и третьем безопасных режимах.

2-й режим. В нём схема начинает свою (нормальную) работу, т.е. когда импульс накачки накачивает дроссель с 6А до 10А. В этом случае ток вторички и напряжение конденсатора уже достаточны чтобы успевать отдать всю полученную в импульсе энергию за отведённое время. Однако схема потребляет при входе в этот режим ток больший чем при работе с разрывными токами в 2.5 раза(запас дросселя по насыщению).

3-й режим разрывных токов начинается с напряжения на конденсаторе около 170В (12в*14). Ток потребления при этом равен 1 амперу, и остаётся таким до полной зарядки конденсатора.

Поэтому, я бы настоятельно рекомендовал использовать current-mode. В этом случае до достижения 170В схема будет работать в граничном режиме, а после, в режиме разрывных токов. Однако в этом случае запас по насыщению трансформатора уже не нужен, и ограничивающий ток можно поднять почти к току насыщения, чтобы на 99% использовать мощность накопительного дросселя. Ну и требования к мосфету гораздо менее жёсткие.

Admin писал(а):
А как этот самый current-mode обеспечить?


Обе схемы с использованием current-mode уже были выложены:
Изображение

Номинал шунта Вам озвучил Waldemar Szymanski, это 0.01 ом
Я для таких шунтов использую медную или нихромовую проволоку прикрученную к плате на винты с медными шайбочками.
Сопротивлением этого шунта можно регулировать мощность преобразователя.
Админ писал(а):
Измерительный шунт R88 изготовляют из манганиновой или константановой проволоки, имеющей высокое удельное электрическое сопротивление. Диаметр проволоки — около 1 мм.

Изображение

Вариант с токовым трансформатором лучше по кпд (нет падения на шунте), но сложней по изготовлению токового тр-ра (как верно заметил Waldemar Szymanski). Но если технологию его изготовления отработать так же, как здесь разжёван накопительный дроссель (трансформатор), то думаю проблем не будет. Однако, тут я помочь не могу, так как не имею практического опыта работы с импульсными токовыми трансформаторами в качестве датчиков.

Как сделать шунт ( сопротивление 0.01 Ом)
Admin писал(а):
Приблизительный расчет шунта из высокоомного провода ( манганин, константан, нихром).
манганина 0.42-0.48 ом *мм кв/метр
константан 0.44 - 0.52 ом *мм кв/метр
нихром 1.0- 1.1 ом *мм кв/метр
Т..е -
Константан ( 0.45) 1 мм кв сечения и 1 метр длины ( 1000 мм) - имеет сопротивление 0.45 ом.
1 см длины - 0.0045 ом. Значит, нам нужно около 2 см длины
Константан 2 см 1 мм кв - 0.009 ом
С учетом того ,что при диаметре 1 мм - сопротивление увеличится в 1.4 раза.
Константан 2 см 1 мм диаметра - 0.012 ом ( чуть больше, чем нужно)

Укорачиваем до получения 0.01 ом...

Сложность будет в точном подборе сопротивления, но и это решаемо.
Можно сделать источник тока на 1 - 10 ампер - и измерять падение напряжения милливольтметром. Я так измерял падение напряжения на печатных проводниках - подавая точно 1 ампер.


tro: производитель рекомендует подключать шунт всё-же не напрямую к микросхеме, а через фильтрующую цепочку из резистора номиналом 1к и конденсатора 470п.

сопротивление шунта 0.01 ом.

Изображение

А что-бы уменьшить сопротивление шунта(и его габаритную мощность) можно подпереть фильтрующую цепочку резистором номиналом 20 к к 12 в, чтобы снизить напряжение отсечки на шунте.

сопротивление шунта 0.005 ом

Изображение

При этом уменьшение напряжения аккумулятора будет вызывать небольшое увеличение тока отсечки, что должно частично скомпенсировать проблему увеличения времени зарядки при подсевшем аккумуляторе.

Исправил на верхней схеме сопротивление шунта с 0.005 на 0.01, ибо без подтяжки в 20к оно должно оставаться таким.

И ещё одно исправление. Взглянув ещё раз на схему, я вдруг понял, что в случае использования обратной связи по току я теперь не уверен в правильной работе выключателя SW3 . Поэтому до выяснения этого момента в железе, я перенёс выключатель туда где он наверняка будет работать как надо, в разрыв питания микросхемы. Схемы поправил.

Изображение

Судя по зелёному графику тока первичной обмотки, расчётный максимальный пиковый ток достигает 30А. Именно это значение тока должно закладываться в расчёт шунта и выбор токового трансформатора. Поэтому сопротивление шунта должно быть не 0.01 Ом, а 0.03 Ом.

Что касается приведённого Вольдемаром токового трансформатора, то его коэффициент трансформации равен 100(ранее опираясь на указанное Вольдемаром сопротивление шунта я предполагал что этот коэффициент равен 1000), потому нагрузочное сопротивление после выпрямительного диода с выхода этого трансформатора должно быть 3 Ома.

Изображение Изображение

ingr писал(а):
Токовый трансформатор - можно сделать на обычном ферритовым колечке сантиметра в 2 диаметром и 25 витками провода во вторичке. Оно не понятно на сколько то "фирмово" и метрологично, но работает.
Без обратной связи по току работает плохо.

GenaParadoksov писал(а):
Cобрал я этот преобразователь, хорошая схема.
Одно замечание, микросхема UC3845 замыканием 3 и 4 выводов не запускается! Только замыканием 3го вывода на землю запускается.
Есть вопрос, можно ли нагрузить UC3845 двумя запараллелеными IRL3705?

dimab писал(а):
Для того, чтобы схема включилась, вывод 3 необходимо соединить с землей. Если на ней напряжение выше 1В то она думает что происходит превышение тока, и не подает импульсы на полевик.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 03 мар 2017, 22:44 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
mac80 писал(а):
По совету Евгения (EVA) обратил внимание на схему этого преобразователя
Изображение

саму схему собираюсь слегка видоизменить с целью получения регулировки напряжения (EVA посоветовал).
А именно резистор R2 сделать составным из нескольких последовательно соединенных и через галетный переключатель их коммутировать. Посему для резистора R2 и средств индикации проставлены контактные площадки для проводов.
И уже разработал для него печатную плату собственно и выношу ее на всеобщий суд, потому как не очень силен в этом,
так как мало просто собрать устройство, его еще нужно и собрать правильно. Поэтому и прошу здравой критики,
(в отношении правильности компоновки устройства, расположения элементов), от сообщества и от Вас.
http://impulsite.narod.ru/power/dcdc/sz ... 248e22.jpg

Комментарий коллеги fd8734:
Несколько уточнений.
  • Не стоит использовать верхний резистор делителя датчика напряжения (ваша схема отображается у меня очень мелко и я не могу разглядеть обозначения, кажется R1) в СМД исполнении - типоразмер 0805 выдерживает только 150 вольт.
  • Дорожки, соединяющие накопительные конденсаторы вспышки, стоит сделать пошире. (при использовании IFK120 ток достигает 300А если не применяете индуктивность в цепи импульсной лампы)
  • Если планируете отключать генератор, отключая питание на 7 ножке микросхемы, стоит соединить резистором 15 кОм затвор полевого транзистора с землей.
  • Вы планируете регулировать мощность вспышки, изменяя напряжение накопительных конденсаторов, это будет связано с необходимостью сбрасывать холостым импульсом уже накопленный заряд, если решили уменьшить мощность следующего импульса.
  • Все цепи отключения генерации при разрядке аккумулятора, приведенные на форуме, не обладают гистерезисом, поэтому не пугайтесь, когда схема будет вести себя "странно" при просадке напряжения на аккумуляторе до значения, на которое рассчитана эта цепь.
  • Схема великолепна по своей простоте и начинает работать без настройки, если не допущены ошибки при сборке (наиболее распространенные ошибки - перепутана полярность обмоток трансформатора или диодов).
  • Еще я посоветовал бы придерживаться рекомендаций Вальдемара по выбору сердечника, зазора в в его центральной колонне и исполнению обмоток. Именно для такого трансформатора значения элементов время задающeй цепи (R4C3) оптимальны.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 09 ноя 2018, 07:47 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Комментарий А. Горбатова.

Изображение

На тумблер вкл/выкл нет реакции, но если в положении выкл дотронуться до провода идущего к третьей ноге микросхемы, начинает работать. Заряжает 1500 мкф 350в до 300в и выше секунд за 10.

Перепаял провод третьей ноги микросхемы сразу на общий, обходя конденсатор 4.7n. Теперь работает с тумблером, заряжает 1500 мкф, за 2.5-3 секунды максимум до 300в...

Не запускается как нужно, через конденсатор 4.7... только на прямую, через общий. Почему заряжает только до 300В, ведь 310в должно?

Судя по тому, что люди уже повторяли эту схему, и у них она работала, наверно стоит попробовать заменить этот конденсатор (4,7 нанофарад, кодовая маркировка у него должна быть 472).

За предельную точку заряда отвечает делитель R7 R9 им можно подбирать точку отсечки заряда кстати даже плавную регулировку можно сделать) только будьте внимательны при подборе эта схема дает намного больше 300 вольт.

Информация, кому интересно - собрал этот преобразователь на макете - абсолютно такой же эффект, как описывает автор в этой теме. Видимо, либо такое же совпадение деталей, либо какая-то особенность работы данной схемы, либо нужна какая-то наладка.
Возможно, есть смысл попробовать другие варианты этой схемы... Может, Вальдемар какие-то тонкости откроет.

При экспериментах с UC3845/UC3843 столкнулся с этим эффектом. Пока третья нога с землей не связана по постоянному току - генерация отсутствует. Об этом говорил также мой знакомый собиравший преобразователь Шиманского. Теперь нас уже минимум четверо.

PS
Всё нормально, схема правильно работает, подберите резистор R7, нужно чуть увеличить. Данная схема позволяет заряжать конденсатор примерно до 950в!


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 09 ноя 2018, 07:53 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Из обсуждения на форуме https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php ... 8%D0%BA%2A

Вопрос:
humka писал(а):
Здравствуйте! Интересует работа преобразователя на зарядку ёмкости фотовспышки, 12-->310, первая схема:

Изображение

Взято: http://photonik.ru/index.php/fotovspysh ... tovspyshki
RT (6.2k) /CT (4.7nf) по схеме дают частоту 58.2kHz, параметры трансформатора: первичка 4 витка, индуктивность 4uH, вторичка 56 витков, сердечник ETD 34/17/11
С этими параметрами (12v-->310v) программа FlybackLite Владимира Денисенко, как ни крути, даёт не менее 110 витков во вторичке, т.е. в два раза больше чем по схеме.
Далее, flyback инвертор из схемы шокера http://elektroshoker.org/news/zloj_shok ... 13-05-25-5
12 вольт работают на конденсаторы, после которых стоит разрядник на 1400 вольт, частота 60kHz, трансформатор на сердечнике RM8, вторичка 250 витков, первичка 5-8 витков.
Опять же, FlybackLite при данных параметрах (12v-->1400v) дает не менее 600 витков во вторичной обмотке.

Вопрос: почему количество витков в обоих случаях примерно в 2 раза меньше расчетных, и как в таком случае рассчитывать их количество при работе на зарядку конденсаторов?


Ответ:

YS писал(а):
Цитата:
почему количество витков в обоих случаях примерно в 2 раза меньше расчетных, и как в таком случае рассчитывать их количество при работе на зарядку конденсаторов?
Я рискну сказать, что, по моим ощущениям, нет единой методики расчета обратноходовых преобразователей. Потому тот факт, что намоточные данные не совпадают с результатом расчета в одной из программ, не не должен пугать. :)

В целом, количество витков в первичной обмотке выбирается исходя из необходимой индуктивности. Индуктивность определяется исходя из желаемого основного режима (разрывных токов, неразрывных токов), рабочей частоты и мощности.

Количество витков во вторичной обмотке зависит в основном от желаемого предела отраженного на первичную сторону напряжения. В момент передачи энергии в нагрузку к ключу прикладывается сумма напряжения питания и трансформированного напряжения вторичной стороны. Потому, чем более высоковольтный ключ используется, тем меньше вторичных витков можно намотать.

Количество витков (и, соответственно, индуктивность) вторичной обмотки также влияет на режим работы и пиковый ток диода, но это уже немного другая история.

В целом, в описываемом применении можно игнорировать выбор режима. Оставаться в границах одного режима важно при пропорциональном ШИМ-управлении - это связано с вопросами стабильности петли ОС. Здесь же мы говорим о релейном регулировании, так что проблем со стабильностью всяко не будет.

Так что нужно:

- выбрать такую индуктивность первичной обмотки, которая при заданном максимальном напряжении питания, частоте и коэффициенте заполнения не даст нам превышения предельного тока ключа;
- выбрать такое соотношение витков первичной и вторичной обмотки, которое даст допустимое пиковое напряжение на ключе.

В первом приближении так. Не нужно забывать, что:

- снаббер поглощает импульс, вызванный накоплением энергии в индуктивности рассеяния трансформатора;
- в начальный момент времени система будет работать в режиме неразрывных токов, потому, учитывая, что разряженный конденсатор - по факту короткое замыкание, желательно ограничение тока ключа.


Вернуться к началу
  Профиль  
 
Непрочитанное сообщениеДобавлено: 09 ноя 2018, 16:22 
Не в сети
эксперт

Зарегистрирован: 25 сен 2012, 22:00
Сообщения: 8721
Евгений Васильев из Пскова () писал в:
http://www.foar.ru/topic.php?forum=34&t ... 1196038238
http://www.foar.ru/search.php?action=ne ... 57b9a0ee60

Да вроде вопросов нет - хорошая схема. Около 70 Ватт мощности на одном транзисторе, установленном на небольшой радиатор. Если сравнить эту схему с преобразователем "Pskov-1100M", то применение контроллера UC3845 с выходным током 1 Ампер позволяет обойтись без эмиттерного повторителя. Схема следящая за питанием, в контроллер UC3845 уже встроена, - включается микросхема при 8,5 Вольтах и выключается при разряде аккумулятора ниже 7,9 Вольт. То есть микросхема расчитана на питание от восьми элементов NiCd или NiMH. Но при таком питании всё же лучше применить транзистор IRL3705N вместо IRF3205.

Автор питает преобразователь от более высокого напряжения, очевидно или от свинцовой 12-ти Вольтовой батареи, либо от десяти элементов NiCd (NiMH). Но в этом случае напряжение отключения 7,9 Вольт окажется слишком низким, и, если не применять дополнительную схему контроля питания, микросхема UC3845 отключится только при слишком глубоком разряде аккумулятора. Вообще, микросхемы UC3845 имеют, на мой взгляд, не очень удачные пороги включения-отключения по контролю питания, не позволяющие полноценно использовать эту их функцию при 12-ти Вольтовом питании. А аналогичная микросхема UC3844 с более высокими напряжениями контроля питания, хоть и выключается при 10 Вольтах (это как раз подходит для 12-ти Вольтового аккумулятора), зато включается только при 16 Вольтах, что слишком много для 12 Вольтового аккумулятора - UC3844 от него просто не запустится.
Для аккумулятора напряжением 12 Вольт (свинцовый или 10 элементов NiCd) нужно включение примерно при 11 Вольтах и выключение при 10 Вольтах. Тогда бы было хорошо.

Слежение за зарядом конденсатора в этом преобразователе реализовано средствами микросхемы UC3845 (управление по входу 2), что позволяет эту цепь сделать простой. Если преобразователь будет работать с большой мощностью на заряд не очень большого конденсатора, можно уменьшить ёмкость C2, чтобы преобразователь успевал останавливаться, иначе он будет "пролетать" чуть дальше нужного напряжения и конденсатор нагрузки может зарядиться чуть выше нормы, но такие доработки - сущие мелочи, а схема за счёт специализированного контроллера UC3845 получается совсем простой.
Размещение первичной обмотки между двумя половинами вторичной позволяет улучшить связь между обмотками и снизить потери как в трансформаторе, так и динамические потери в транзисторе. Именно такая намотка, наряду с мощным выходом микросхемы, позволила получить 70 Ватт на одном транзисторе. Правда снабберы пришлось поставить не только по первичной стороне (D1,C6,R5), но и по вторичной (C7,R6). Короче, хорошая схема. Но, как уже говорил, при повторении этой схемы рекомендую питать преобразователь от восьми элементов NiCd (NiMH) и заменить транзистор на IRL3705N.
При этом пальчиковые аккумуляторы (АА, емкостью 2000-2300 mah) десять ампер не выдадут. Потому для получения 70 Ватт потребуются какие-то аккумуляторы побольше, например 8 штук самых простых Sub-C (не силовых, то есть подешевле) ёмкостью 3000-4000 mah.

Трансформатор применён с коэффициентом трансформации 14, что совершенно не мешает получать на выходе 310 Вольт из 12 Вольт на входе. Это вполне естественно, так как преобразователь обратноходовой. С таким трансформатором можно без изменения числа витков, лишь изменяя резистор R2, заряжать конденсатор не только до 310 Вольт, но и выше, вплоть до 480 Вольт. Естественно, что выходной конденсатор C8 в этом случае должен быть на более высокое напряжение. При 480 Вольтах напряжение на транзисторере будет достигать 80 процентов от максимально допустимого, потому ещё выше напряжение лучше не поднимать без изменения количества витков в трансформаторе.

Резистор R5 должен быть мощностью не менее 1 Ватта. Возможно, и R6 тоже.
конденсатор C7 на напряжение 400 Вольт или лучше выше (на 630 Вольт).
С вывода 7 микросхемы на землю нужно включить керамический конденсатор ёмкостью около одной микрофарады, и желательно несколько таких же конденсаторов подключить параллельно конденсатору C5.

Кстати, автор схемы предлагает варить трансформаторы для разборки.
Я тоже применяю этот способ, чтобы разобрать трансформатор и извлечь
из него ферритовый сердечник для последующего использования.


Изображение

Вот для наглядности схема этого преобразователя Вальдемара, а более подробно на сайте Осипова. http://www.osipoff.ru/modules.php?op=mo ... pic=966&84

В схеме я изменил нумерацию конденсаторов, так как в авторском варианте они названы как попало.
--------------------------
Евгений Васильев
Источник: http://www.foar.ru/topic.php?forum=34&t ... 1196038238
http://www.osipoff.ru/modules.php?op=mo ... pic=1107&0

A.Осипов писал(а):
Вольдемар, я добавил рекомендации Евгения Васильева к твоей схеме:

Изображение



Вернуться к началу
  Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 13 ] 

Часовой пояс: UTC + 4 часа


Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: не присутствуют


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

При использовании материалов сайта ПРЯМАЯ ссылка на источник impulsite.ru обязательна!


Создано на основе phpBB® Forum Software © phpBB Group