Тестовый стенд конструктора вспышек

[sa137]

Задачи.

модульность
доступность деталей
простота
электробезопасность
возможность измерений токов, напряжений, временных параметров

Основа

Блок 1. Повышающий преобразователь
цель получить электробезопасные 300-600 вольт.
автономность (низкое напряжение питания 6-12 вольт)

за основу пока выбрал опробованную схему обратноходового преобразователя.



по этой схеме удачно сделал 2 преобразователя
12-> 27вольт + накал (для часов на кр145ик1911)
12-> 200вольт (для питания газоразрядных индикаторов)

достоинства - простота
высокий кпд (12->27 при мощности около 2ватт показал КПД~ 92%)

Блок 2. Накопительная ёмкость
в работе
Блок 3. Лампа, цепь запуска
в работе

Блок 1. Повышающий преобразователь
продолжение.

внешний вид макета



эксперименты с перобразователем 12->200

преобразователь питался от сетевого блока питания 12В (реально без нагрузки ~13) с током 1.5А - от модема или свича.

на входе преобразователя на плате была ёмкость 470мк (на схема не нарисована, скоро исправлю).
накопительная ёмкость 470мкф х 400В (не фото!!) была выпаяна из БП монитора.



напряжение на затворе (желтый) и выходной ёмкости (синий).
ёмкость заряжается за ~4,5 сек. в первое время питающее напряжение "проседает".



тоже самое , но начало процесса. напряжение питания стартует от 6 вольт.

после зарядки ёмкости, преобразователь работает с пропусками (вообще не понятно, почему работает совсем). по моему разумению он должен вообще отключиться цепочкой r4-r6 q2.

убираем нагрузочный резистор R7. преобразователь работает только на ёмкости !!


пропускаов больше. но отсечения генерации не происходит.

все измерения происходят после разряда ёмкости лампой накаливания!!

офтоп
просто нагружаем преобразователь лампой накаливания 15ватт 230вольт



из всего описанного вижу проблему - продолжение рабоы преобразовантеля после заряда ёмкости. в AN-9006.pdf описывалась похожая схема, где цепь обратной связи была заведена на вывод 4 (reset) триггера. (позже выложу схему) + неплохо бы добавить низкоомный резистор в цепь затвора.

у кого какие мысли есть ?

[sa137]

итого, "набросал" немного конкретных схем

самый простой - как был


навеяный по мотивам AN-9006





посложнее, но можно питать от 4 аккумов. (на полярность трансформатора не смотрите, потом переделаю)
только тогда не нужно гасить преобразователь...




ночью подумалось - может зашунтировать ёмкостью (десятки нФ) q2 ??

из-за этого появится гистерезис, который будет тушить приобразователь ??

[Impulsite]

может зашунтировать ёмкостью (десятки нан) q2 ?

а что, по схеме в AN-9006 и https://impulsite.ru/ctlg/person/sa137/pr2.png с использованием вывода 4 (reset) триггера преобразователь не выключается?

И почему бы не использовать MOSFETы с низким уровнем напряжения на затворе? Подобные MCH3405. Тогда не нужно 12В трансформатор придумывать дл схемы с питанием от 6 В. Вот даже если взять первое, что под руку попало: IRF7313, судя по графику, потери при напряжении 4,5 В на затворе не катастрофические.



Еще лучше с этим у вполне доступного IRF7311.

Во вспышках цифрокомпактов, на управлении импульсом сейчас используются IGBT с уровнями напряжения на затворе 6 В, 4В и даже 2,5В.

[Vikt(or)]

Наверно проблема в наличии KA7745. Даташита на неё нет, но вообще это довольно стандартная деталюшка под названием например AS431 (буквы бывают самые разные). Без неё будет сложно обойтись. Придётся ставить компаратор и кучку деталей в обвязку.

[Impulsite]

Лампа-неонка вполне может служить пороговым элементом. Только у неё гистерезис большой для данного случая. Использовал блокировку заряда с помощью неонки во вспышке запускалке, в схеме защиты от перезаряда во вспышках МИРАЖ-100

[sa137]

а что, по схеме в AN-9006 и https://impulsite.ru/ctlg/person/sa137/pr2.png с использованием вывода 4 (reset) триггера преобразователь не выключается?

не знаю, но логично предположить что должен.
Для чего без толку расходовать ресурс батареек в накамерной вспышке !!
Я когда отлаживал преобразователь 12-> 27 вольт + накал (для часов на кр145ик1911) - то случайно оторвал обратную связь - он раскачался до 56 вольт, землить 5 ногу я тогда не догадался, но можно попробовать.

И почему бы не использовать MOSFETы с низким уровнем напряжения на затворе?

это будет стенд, а не "живая" законченная вещь.
Покупать ничего не хочется, очень многое есть с разборки (мат, платы, видюхи) - грех не воспользоваться. Ну и нужно как использовать же этот хлам

Тогда не нужно 12В трансформатор придумывать

все придумали уже за нас -> трансформатор от дежурки ATX блока питания, блоки питания модемов, свичей (импульсники 5-9вольт 1а)

включаем их на изнанку - первичка <-> вторичка и наслаждаемся.

Наверно проблема в наличии KA7745. Даташита на неё нет, но вообще это довольно стандартная деталюшка под названием например AS431

я думаю, что KA7745 это не есть TL431 Programmable Precision Reference. Иначе левый вывод KA7745 (предполагаемый анод TL431) нужно было бы затянуть на питание... иначе транзистор не закрыть.

[Impulsite]

KA7745 - это детектор напряжения на 4,5В, вот на 7 странице AN-9006.pdf написано же
Цитата:

This block detects voltages from 250 to 300 V and controls Block 1. It uses the component
KA7745 for voltage detection(detection volt: 4.5 V).
When Vdet. block`s voltage is below 4.5 V, the KA7745`s output is low, and when it is over
4.5 the output is high. The high output activates Q2, lowers KA555`s pin 4`s level, and stops
the DC/DC converter by putting it in a Reset Condition. The voltage is detected by dividing
HV using resistance, and HV is set to the required value (200-300 V) using VR1. The NE-
lamp shows the condition of the energy stored in the capacitor.

[sa137]

из этого следует 2 важные вещи:

конвертер "тушиться" после зарядки ёмкости (как я и думал)

ka7745 это супервизор по русски

[Vikt(or)]

Да, наверно я ошибаюсь, но пока не понимаю разницы между супервизорами и 431. Схема включения одинаковая и начинка тоже одинаковая. Разве что пороговое напряжение задаётся снаружи или внутри и всё. Ну и в других схемах контроля заряда используется компаратор с ключевым транзистором.
Может стоит попробовать прикрутить этот 431 в схему?

[sa137]

Может стоит попробовать прикрутить этот 431 в схему?

в супервизоре есть гистерезис (диапазон пороговых напряжений)
вот нашел у себя - MB3771 Power Supply Monitor (видимо из принтеров)

http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... Xwutvt.pdf

FEATURES
· Precision voltage detection (VSA = 4.2 V ± 2.5 %)
· User selectable threshold level with hysterisis (VSB = 1.23 V ± 1.5 %)
· Monitors the voltage of one or two power supplies (5 V and an arbitrary voltage, >1.23 V)
· Usable as over voltage detector
· Low voltage output for reset signal (VCC = 0.8 V typ.)
· Minimal number of external components (one capacitor min.)
· Low power dissipation (ICC = 0.35 mA typ., VCC = 5 V)
· Detection threshold voltage has hysteresis function
· Reference voltage is connectable.

в общем для тестовой платформы это не важно, но в готовом устройстве крайне желательно.

начал делать 300В прототип.

[Vikt(or)]

sa137
Если что этот гистерезис легко создать резистором http://en.wikipedia.org/wiki/Threshold_ ... hysteresis

[sa137]

Если что этот гистерезис легко создать резистором

такое знаю, но это опять лишние детеали.


ок

буду собирать по этой схеме - ну и ппробую управление по 4 и 5 ноге.

p.s.

скоро заберу шунт 100А - будем еще и ток в лампе мерять...

[sa137]

Сделал.
Использовал ATX трансформатор от дежурки. Обмотки 300 и 5 вольт, желтый - напряжение на pin3, синий - анод диода выходного, регулировка обратной связи по pin4.



Нагрузка - фотоёмкость 180х330 и резистор 180к (без него напряжение не отстроить).
Получилось как-то не очень... видимо, нужно поискать что-то 12-вольтовое с толстенькой вторичкой.

Один раз треснуло током...

[Impulsite]

График ctlg/person/sa137/gadt.png показывает, что транзистор Q2 с возрастанием напряжения на конденсаторе C3 открывается все раньше и раньше. Поэтому амплитуда за D1 спадает.

Похоже, "супервайзер" всё же нужен. С ним амплитуда на выходе не будет уменьшаться до момента срабатывания. Попробуйте неонку в цепь базы транзистора. Тоже интересно.



R3 и R7 должны быть такими, чтобы на движке R5, 100-500 килоОм, было напряжение около напряжения зажигания неонки и можно было регулировать момент зажигания лампы и отсечки преобразователя.
Преобразователь будет работать пока не загорится неонка и не откроется Q2.

[sa137]

Полная существующая схема такая, со всем действительными номиналами.



Использовал ATX трансформатор от дежурки. обмотки 300 и 5вольт. Питалась от 12х1а вольтового блока.

Про отличия от версии 200в !! Изменены номиналы частотозадающих цепей NE555!! Как описано в AN9600, повышена частота с 30-до 100кГц.

про кривульки



Этот график нужно интерпретировать по другому. Очень большая скважность. Транзистор отпирается только на 3 мксек. В трансформаторе накапливается энергия. Транзистор запирается, а потом начинает звенеть вторичка (свободные колебания). Так в общем и должно быть.

Только для преобразователей пытаются подобрать индуктивность первички, чтобы скважность была около 0.5. а здесь больше 10.

Вот например тоже самое (затвор и анод диода) бп 60->12в 1А



Пока еще не пойму, индуктивность первички нужно больше или меньше??? Видимо, все-таки маленькая индуктивность. Ток растет быстро. Малое число витков первички. Будем искать 12в трансформатор.

[Impulsite]

О, теперь я увидел, что такое "звон". раньше только слышал о нем. Интересно.

[Vikt(or)]

Сейчас попробовал сделать на таком трансформаторе блокинг-генератор и еле дождался заряда до 260v при питании от 12v. Наверно коэффициент трансформации недостаточен.

----------

А не, если ловить резонанс дополнительным конденсатором, то и выше 300v набирается. Повожусь ещё, очень уж трансформатор удобный.

[sa137]

Вспомнил, что у новых свичей теперь блоки питания импульсный. 9вольт - 0.6 а вроде. у меня валяется блоков 10.
Вот они и пойдут в понедельник на поделку. Я тоже хочу предусмотреть 2 трансформатора, чтобы получить 2х300.
Первички параллельно - суммируем две вторички.

Сегодня забрал шунт 100а 75мВ. Будем теперь ток лампы мерять. Еще вопрос возник - делитель на 10 для осциллографа советский - какое максимальное напряжение держит ? Типа такого С1-126.

[sa137]

Закончил макет. 9В трансформатор подошел лучше.
Сейчас выглядит это так.



"Скважность" пришла тоже в норму. Видимо, так все и оставлю.


Затвор. Скважность при работе только на ёмкость около 6.


Затвор/выход. Нагрузка 180K + photo cap 180x330V.


После зарядки ёмкости (без нагрузочного резистора !!) видны пропуски работы преобразователя. Но, как и раньше, он не выключается полностью.


Затвор / анод диода. Здесь уже очень нужен еще один делитель на 10.

[sa137]

дело движится.

развел платку на 2 трансформатора. завтра все проверю и делать начну.

кто знает - сколько держит напряжения лампа от накамерной вспышки/полароида ?

можно ли на нее подать 600в и ёмкостью 200-400мкф??

[Impulsite]

У импульсных ламп, есть параметр - фактор нагрузки, произведение ёмкости в микрофарадах на напряжение в килоВольтах в 4-й степени. При увеличении рабочего напряжения на лампе ИФК2000, например, вдвое, с 500 до 1000 Вольт, допустимая ёмкость снижается в 20 раз, с 16000 мкФ до 800 мкФ. Для неё фактор нагрузки около 1000.

На лампочку от Поляроида спецификации нет. Пробовал её на вспышке с конденсатором 1000 мкФ при напряжении 330В. Прослужила очень коротко, пожалуй, меньше тысячи полных импульсов.
Для оценки вероятной ёмкости для напряжения 600 Вольт, полагаю, можно принять фактор нагрузки для этой лампы таким: 500 мкФ*0.33^4=~5,9 => при 600 Вольтах ёмкость не более 46 мкФ.
Интересно было бы узнать напряжение самопробоя.

Для cправки: близкая по габаритам лампа BGA2120 по спецификации Perkin Elmer имеет максимальное напряжение 350 В и номинальную энергию импульса 20 Джоулей (Ws) при частоте импульсов: 6 за 1 минуту.
ДОБАВЛЕНО позже: т.е. при ёмкости 400 мкФ и напряжении 330 В эта лампа работает с номинальной мощностью, отрабатывая 20 джоулей не чаще 1 раза в 10 секунд, быстрее она в Поляроиде не может заряжаться.

Извиняюсь, не ответил на вопрос:

можно ли на нее подать 600в и ёмкостью 200-400мкф?

Подать-то можно. Но, вероятно, может ыть самопробой. И еще вероятнее, что лампа проживет в таком режиме всего несколько импульсов.

[sa137]

Инспекция запасов деталей выявила наличие мониторов питания



Этот нравится больше из-за корпуса - sip5, но тогда нужно будет оставить транзистор.



Этот есть только в планаре 8pin, но есть возможность регулировать порог. Может сделаю для него отдельную платку - и запаяю вертикально.
Пока над этим просто думаю.

Купил делитель 1:10. держит 300 вольт. Щупы с делителем от осциллографа - 600 вольт. Буду включать после них.



Тогда выходит примерно так



Вернее так - сэкономлю на 1 ёмкости

[sa137]

запользовал дополнительный делитель 1:10

теперь общий (доп + встроенный в щуп) коэффицент 1:100



затвор / анод диода

еще хотел проверить, сорвется ли работа преобразователя при "занулении" pin5 (в последней схеме). коротил кнопкой. работает. значит буду делать по ней !!



p.s.
проблема 2 делителей - искажение прямоугольного сигнала, которое я не могу компенсировать подстройкой ёмкостей делителя...



пока на эту проблему отложим на потом...

сегодня был удачный день.
удалось сделать финальную версию платы по последней схеме.
(к радости, что не только ее).

не смыт фоторезист


смыт



итог 4 часов работы (потом еще и посверлил).


фоторезист вещь!!

p.s.

скоро продолжиться и проект с кольцевой вспышкой (левая верхняя для нее).

[sa137]

поджигать буду так



трансформатор возьму наверное от убиенного мною поляроида.

почти собрал.

завтра впаяю резисторы делителя (думаю что правильно из посчитал).

нашел первые косяки... забыл конденсатор на 5 ногу U2.

[sa137]

собрал.
работает. но опять не так как нужно

работа конвертера только на ёмкость !!
180х330 и пленку 4n7



нога 3 (затвор) u1
нога 5 u1

видно, что u2 отрабатывает, но открытый выход ее не может до конца "задушить" генерацию ne555. там остается больше вольта.

после зарядки ёмкости, начинаются пропуски...
вобщем такая схема ничем не лучше обыкновенного транзистора

но уже переделывать не буду, оставлю как есть.



затвор/выходное напряжение.

ёмкость набиваеться за 0.8 секунд