Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Наш лабораторный корпус. Практическое решение вопросов. Автор темы является полным хозяином в своей теме.
  • Автор
  • Сообщение
Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 16 фев 2015, 15:31

Добрый день.
Подскажите пожалуйста, как сформировать кривую светового потока? Как отрезать длинную пологую часть кривой светового потока? По моим соображением эта часть кривой сильно уменьшает контраст мелких деталей, не принося существенную пользу энергии фотовспышки.
Я пробовал отрезать варистором на 150 вольт. Вспышка отключается на 150 вольтах, но как ни странно импульс растягивается ещё больше. Видимо дело в переходных процессах варистора... Простенькая схема управления полевиком типа CT40KM тут не помешала бы, но не могу найти никак... Не поможете?
Спасибо.

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Методика измерений длины импульса

Непрочитанное сообщение Impulsite » 16 фев 2015, 15:47

Здравствуйте, Юра!
Одна из таких в теме "Falcon Eyes SS-50MR" - как раз выключает IGBT в желаемый момент. Там время отсечки задается переменным резистором VR1, т.е. определяется временем заряда конденсатора C2 до напряжения открывания тиристора Q1.
А вообще, смотрите схемы в темах вспышек Yongnuo - там совсем не сложно: принцип простой, IGBT-транзистор управляется посредством драйвера, обычно TC4432.
А вот правила, по которым драйвер открывает и закрывает IGBT уже вы сами задаёте, например, используя самое простое - таймер. Или микропроцессор, следящий за параметрами импульса в лампе и в нужный момент подающий команду драйверу.
Юра писал(а):как отрезать длинную пологую часть кривой светового потока?
Также, значительно большими мощностями, чем в случае IGBT, можно управлять, если в требуемый момент замыкать выводы лампы тиристором или другой лампой.

Лампа погасает, если её выводы замкнуть любым подходящим способом. Неиспользованная энергия конденсатора рассеивается на замыкателе.

Смотрите схему Polaroid, где как раз такое управление. Или Unomat-B24 AUTO, Yinyan 32TFZ и многие другие.

Я потому упомянул про шунтирование, что такой способ обрезания хвоста импульса сравнительно проще сделать, чем все другие. Тем более для студийной вспышки, где сотни джоулей в разряде, а источник энергии - электросеть - практически бесконечный. И лампу можно погасить, просто подключив к ней в нужный момент вторую такую же лампу. Или тиристор с отрезком нихрома в анодной цепи. просто поджигая в нужный момент вторую лампу или тиристор с отрезком нихрома в анодной цепи, подключенные параллельно первой, основной лампе.

Пример схемы с шунтированием параллельной лампой: Rollei E19C.
Рекомендации ф. Fairchild по применению IGBT-транзисторов во вспышках: IGBT Application Note For Camera Strobe (AN-9006).

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 16 фев 2015, 16:07

Спасибо. Я так понял, что схемы Polaroid и Unomat-B24 AUTO работают на шунтирование лампы, что не экономично для портативных сисмем, а Yinyan 32TFZ как раз то, что надо...

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 16 фев 2015, 16:17

Ну, я не знаю, что в точности Вам именно надо. Про экономичность Вы и не упоминали. :) Если это тоже необходимо, то схема Falcon Eyes SS-50MR или тиристорные Vivitar 285HV, Unomat B24 TAC, Yinyan 32TFZ. Но иногда экономичностью можно поступиться.

Составьте полный список условий, которым должна удовлетворять ваша вспышка. Это будет что-то вроде Технического Задания (ТЗ). В том числе сколько примерно Вы готовы затратить... Потому как цена часто в противоречии с другими параметрами бывает. :)

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 16 фев 2015, 16:28

Вспышка уже готова, состоит из четырёх осветителей на лампах от SB600. Каждая лампа нагружена ёмкостью 200мкф 320 в. Генератор самодельный, обратноходный.
Всё работает отлично, но хочется отрезать правую часть кривой на отметке примерно 150вольт самыми малыми средствами.
Фотовспышка предназначена для съёмки ночных птиц в полете.
И естественно перезарядка на первом месте, потому шунтирование отпадает.

Изображение

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 16 фев 2015, 17:00

Очень хорошо. Тогда, надеюсь, вот эта часть, добавленная в каждый модуль, может дать Вам то, что вы хотите:

Изображение

В оригинальной схеме Falcon Eyes SS-50MR при замыкании синхроконтакта или при срабатывании встроенного светосинхронизатора открывается Q6, происходит поджиг по цепи D10-R8-Q2 и начинается заряд C2 через D9-R4-VR1. Время задержки регулирует VR1. Напряжение на C2 плавно возрастает, ток через управляющий электрод тиристора Q1 достигает отпирающей величины, тиристор Q1 открывается и замыкает затвор IGBT на эмиттер (на землю). Транзистор Q3 закрывается, лампа выключается. Лишняя энергия остаётся в конденсаторах.
Транзисторы IRG4BC40W применяются во вспышках Metz 58 AF-1, для коммутации ёмкости в 1500 мкФ. Т.е. вполне пригодны для вашей вспышки. И, думаю, можно применить один транзистор для прерывания импульса сразу во всех 4-х лампах.

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 16 фев 2015, 17:09

Спасибо. Смысл работы ясен. Буду думать над тем, как упростить схему...
Одним транзистором прерывать не получится... каждая ёмкость заключены в один корпус с лампой.

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 16 фев 2015, 17:25

Вот нашел-таки ссылочку:
viewtopic.php?p=12594#p12594,
https://impulsite.ru/ctlg/yongnuo/yn460/ypaji03.png
- там достаточно просто сделано управление длительностью импульса. В начале IGBT тоже открыт и закрывается или по команде процессора или по таймеру.

И тема коллеги A-Gugu "Регулировка длительности импульса для Polaroid 636 Flash" может пригодиться. Там для МК новую программу написать.
Юра писал(а):Одним транзистором прерывать не получится
Но все 4 модуля имеют общую точку на "земле". Вот между "землёй" и модулями можно поместить IGBT-транзистор. Тут даже можно подумать, как поджиг организовать.
И да, не забыть защитить IGBT диодом от высоковольтных импульсов. В схеме Falcon Eyes SS-50MR его не предусмотрели.

Юра, эта схема https://impulsite.ru/ctlg/person/ura/shema_vspyshki.png известна в сети, как "схема Вальдемара". А именно, Waldemar Szymanski. Расскажите о своём опыте изготовления преобразователя. Покажите фотографии как всё смонтировано, если можно. Дайте свои рекомендации тем, кто будет повторять схему.

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 16 фев 2015, 20:26

Мне как-то схема SS50MR больше по душе. Дело в том, что осветители не содержат 12в источника питания, там только =300в. Гелевый 12 вольтовый аккумулятор вместе с генератором (он один) соединены с осветителями трёх жильными проводами. Две жилы на конденсатор и один на управление (запуск).
Красная перемычка закорачивает R10 и R11?
Попозже выложу печ. плату и фото вспышки.
Для тех, кто будет повторять данную схему, раскрою множество подводных камней на которые, надеюсь, никто больше не наткнётся...
1. Полевик только 3705, с аналогами вообще не работает.
2. Импульсный диод только UF4007. C IN4007 время зарядки возрастает в два раза.
3. Керамика в цепи питания обязательна. Ёе суммарная ёмкость должна быть не меньше указанной в схеме.
4. C3 должны располагаться в непосредственной близости между коллектором VT2 и первичной обмоткой Tr1.

Я привожу первый вариант печатной платы, поскольку я её перерабатывал с учётом габаритов комплектующих. Финальный вариант не сохранил.

Изображение Изображение

Устройство и намотка трансформатора показано на рисунке:

Изображение

PS: Рабочий вариант печатной платы, нашел. Вид со стороны деталей. Слева вверху обозначен переменный червячный резистор.

Изображение

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 16 фев 2015, 21:55

Юра писал(а):Красная перемычка закорачивает R10 и R11?
Не-а, соединяет анод тиристора Q1 с базовым резистором R12. На фото этот красный провод хорошо виден.

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 17 фев 2015, 09:06

impulsite писал(а):
В оригинальной схеме Falcon Eyes SS-50MR при замыкании синхроконтакта или при срабатывании встроенного светосинхронизатора открывается Q6, происходит поджиг по цепи D10-R8-Q2 и начинается заряд C2 через D9-R4-VR1. Время задержки регулирует VR1. Напряжение на C2 плавно возрастает, ток через управляющий электрод тиристора Q1 достигает отпирающей величины, тиристор Q1 открывается и замыкает затвор IGBT на эмиттер (на землю). Транзистор Q3 закрывается, лампа выключается. Лишняя энергия остаётся в конденсаторах.
Транзисторы IRG4BC40W применяются во вспышках Metz 58 AF-1, для коммутации ёмкости в 1500 мкФ. Т.е. вполне пригодны для вашей вспышки. И, думаю, можно применить один транзистор для прерывания импульса сразу во всех 4-х лампах.
Не совсем понятно, как и в какой момент происходит открытие Q3. Там на смещении стоят только два высокоомных резистора R10, R11 и больше ничего нет. Выходит, что для открывания Q3 требуется напряжение 18-20V и ток всего 20 мкА?

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 17 фев 2015, 10:25

Здесь Q3 - это IGBT транзистор - Insulated Gate Bipolar Transistor или в русской транскрипции: БТИЗ - Биполярный Транзистор с Изолированным Затвором. Подробнее. Упрощённо говоря, полевик в базе и биполярный между коллектором и эмиттером. Поэтому управляется напряжением (потенциалом) на базе, а не током базы.

Q3, IRG4BC40W, открывается когда напряжение на затворе, на C8, достигает 12-15 В и больше. В ключевом режиме подают обычно 18-20 В - на верхнем пределе допустимых напряжений затвора.

Ещё есть важный момент. Время закрытия транзистора будет определять крутизну заднего фронта обрезанного импульса в лампе. И драйверы, типа TC4432, MIC4420, применяются как раз для того, чтобы ускорить переходные процессы, т.е. как включение, так и выключение IGBT. Но, впрочем, может быть для вашей задачи способа управления как в Falcon Eyes SS-50MR может оказаться достаточно.

Кажется вот так можно ваши модули ламп связать с управлением. Что скажете?

Изображение

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 18 фев 2015, 15:45

impulsite писал(а): Изображение
Есть сомнения, что цепь R23 и D7 будет помехой в работе преобразователя и на анодах выходных диодов не постоянка, а пульсирующее напряжение.

Мои опыты с последовательно включенным с лампой варистором. Всё получилось, как наоборот :cry:
Почему так, а не иначе, вопрос остаётся открытым.

Изображение

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 18 фев 2015, 16:08

Юра, а есть у Вас спецификация на тот варистор, который пробуете? Там время выключения нормируется? Я встречал только "Response Time" - время включения при повышении напряжения на варисторе. Это важно для защиты цепей. Так что выключаться варистор может сравнительно долго. И, поскольку варистор - это всё же сопротивление, то за счет него и удлиняется импульс. Примерно то же самое будет, если вместо варистора поставить резистор большой мощности в доли Ома и единицы Ом. Кроме того, вероятно сказывается собственная ёмкость варистора. Т.е. ёмкость последовательно с лампой будет замедлять нарастание напряжения на лампе так и его убывание, внося свой вклад в удлинение импульса.
сомнения, что цепь R23 и D7 будет помехой в работе преобразователя и на анодах выходных диодов не постоянка, а пульсирующее напряжение.
C21 для того и стоит там, чтобы пульсации сгладить. А пульсации после диодов UF5408 сглаживаются на основных конденсаторах.

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 18 фев 2015, 16:41

Варистор Российского производства Б/У. Возможно, что он ещё и некондиционный. Судя по даташиту, токи шунтирует огромные, до 4500А. Других варисторов пока не имею. С импортными надо поэкспериментировать.

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 18 фев 2015, 16:44

Теория и ваша практика - против.

Не в сети
мастер
Сообщения: 655
Стаж 11 лет 2 месяца

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение A-Gugu » 18 фев 2015, 18:04

Варистор надо в паралель ставить.
Ну или мощный газоразрядный ключ - тригатрон называется, б/у можно на развалах найти.

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 18 фев 2015, 19:08

Варистор в параллель лампе? Так он просто погасит лампу, когда напряжение на ней поднимется выше порога.

Можно было бы попробовать такую схему. Надеюсь, что скорости открывания VT1 хватит, чтобы обойтись без драйвера.
Ожидаю, что должно работать так: при замыкании SA1 на выходе 3 NE555 появляется положительный импульс длительностью от 0,11 мс до 1,1 мс. VT2 запирается, на затворе VT1 напряжение возрастает до 15...16 В, VT1 открывается, происходит поджиг. Через время, установленное резистором R1, открывается VT2, понижает напряжение на затворе VT1 до примерно 0,7 В, VT1 закрывается, лампа выключается. Если 0,11 мс окажется недостаточно для отрезания "хвоста", можно уменьшить C1 вдвое-втрое.

Юра, возьметесь проверить эту схему?

Изображение

Вот более проработанная схема из IGBT Application Note For Camera Strobe (AN-9006)

Изображение

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 18 фев 2015, 19:46

impulsite писал(а):Варистор в параллель лампе? Так он просто погасит лампу, когда напряжение на ней поднимется выше порога.

Можно было бы попробовать такую схему. Надеюсь, что скорости открывания VT1 хватит, чтобы обойтись без драйвера.
Ожидаю, что должно работать так: при замыкании SA1 на выходе 3 NE555 появляется положительный импульс длительностью от 0,11 мс до 1,1 мс. VT2 запирается, на затворе VT1 напряжение возрастает до 15...16 В, VT1 открывается, происходит поджиг. Через время, установленное резистором R1, открывается VT2, понижает напряжение на затворе VT1 до примерно 0,7 В, VT1 закрывается, лампа выключается. Если 0,11 мс окажется недостаточно для отрезания "хвоста", можно уменьшить C1 вдвое-втрое.

Юра, возьметесь проверить эту схему?

Изображение
Хитро придумано с поджигом... R6 будет разряжать аккум в паузах. Для меня это не приемлимо.

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 18 фев 2015, 21:03

Ток разряда 2 мА - это много? Кстати, преобразователь в паузе, когда конденсаторы заряжены, сколько потребляет от батареи?

Вот вспомнил, что видел здесь http://www.hiviz.com/tools/triggers/triggers4.htm схему таймера с задержкой для синхронизации вспышки с падающими каплями.
The delay circuit shown above uses a 556 timer, an IC consisting of two 555 timers. Grounding the input starts the first timer and produces a square pulse at output 1 (pin 5). The width of the pulse is determined by the choice of capacitance, C, and the setting of the 1-MΩ variable resistor. Output 1 is coupled to the trigger (pin 8) of the second timer through a 0.005-µf capacitor. When output 1 falls to zero, the second timer starts, producing a 10-ms pulse at output 2 (pin 9). This pulse gates an SCR to discharge a flash unit. Output 1 can also be used to gate an SCR in order to provide an immediate flash discharge. The smallest time interval between the immediate and delayed discharges is about 0.2 ms.
When using the photogate and delay unit together, the output of the photogate becomes the input of the delay unit. The value of C chosen for the delay circuit depends on the experiment being conducted. If, for example, a drop of milk passes through the photogate and falls a distance of a half meter into a pool, a delay of about 0.3 s is required to capture the splash. Using a 0.5-µf capacitor for C provides a selection of time intervals up to 0.5 s. (The time delay in seconds is approximately equal to the product of the variable resistance in megohms and C in microfarads.)
Можно эту схему привязать к простому, без драйвера управлению IGBT-транзистором.

Изображение Изображение

Заземление "входа" начинает отсчет задержки. По окончании времени задержки, определяемого сопротивлением R1 и ёмкостью С1*, на выходе появляется положительный импульс, открывающий VT3, который шунтирует базу-эмиттер VT1 и выключает лампу, обрезая хвост, если время задержки подобрано верно.

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 19 фев 2015, 13:28

Изображение

Та же схема в формате SPL: https://impulsite.ru/ctlg/project/timed ... ject04.zip

Когда основные конденсаторы заряжены и вспышка готова к съемке, VT1 открыт, благодаря напряжению 15...18 В на затворе, и при нажатии на кнопку SA1 происходит поджиг через 5-й вывод таймера NE556 и тиристор VS1. Затем, по истечении времени задержки t1 на выводе 9 появляется положительный импульс длиной t2, открывающий транзистор VT3 и, как следствие, закрывающий транзистор VT1. Если в это время лампа горела, то она должна выключиться. При указанных величинах R1 и C1 время задержки может быть изменено резистором R1 от 11 мкс до 1100 мкс. По окончании t2 схема возвращается в исходное состояние.

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 19 фев 2015, 15:42

С R6 номиналом 150К потребляемый ток возрастёт почти в два раза. Ток потребления генератора от аккумулятора 55-60mA. Интересно, сколько будет потреблять микросхема таймера на NE556?
В ближайшее время всё равно не смогу заняться модернизацией, скоро начнётся сезон фотоохоты, да и время потребуется для заказа деталей. Как только придут детали, займусь макетом.
Как вы считаете, будет ли успевать заряжаться конденсатор ИТ за 0,3сек., если R7 увеличить до 5Мом?
***
У меня есть вспышка Vivitar 636AF, там есть режим ¼ и можно регулировать длину импульса переменным резистором. Нет ли у вас принципиальной схемы такой вспышки?

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 19 фев 2015, 16:12

Юра писал(а):сколько будет потреблять микросхема таймера на NE556?
Мало. Микросхемы CMOS серий потребляют микроамперы. Например, ICM7556, TLC556 по спецификации около 130 мкА.
R6 можно увеличить до 510 кОм - 1 МОм.
Резистор в цепи поджига, R7, обычно до 3,5-4,7 М. Насчет быстродействия поджига - проверьте на имеющемся макете. Постоянная времени цепи "резистор-конденсатор" t=RC. Если сопротивление резистора R измерять в килоомах (кОм), а ёмкость конденсатора C - в микрофарадах (мкФ), то произведение RC получится в миллисекундах (мс). Полной зарядки конденсатор достигает примерно за 3t. Зарядка конденсатора.

Cтабилитрон VD надо выбирать из серий серий HZ, HZS, UDZS, KDZ, MAZ, PZM, BZX84 BZX55, BZV55 и аналогов с током стабилизации IZ до 5 мА.
Юра писал(а):Нет ли у вас принципиальной схемы такой вспышки?
Именно этой пока нет, но много подобных вспышек. Например, Vivitar 285HV - есть и схема и сервис-мануал в соответствующей теме. У этих старых вспышек чаще всего тиристорная схема прерывания импульса, подробно разобранная здесь: Unomat-B24 TAC, Rekam Classic -200i. Она была основной, пока не вошли в обиход IGBT-транзисторы.
Если Вы покажете как выглядят платы Vivitar 636AF, то можно будет с уверенностью сказать, каким образом в ней регулируется длительность импульса.

Или вот Vivitar 283. В ней так же, как в Vivitar 285HV для ручного регулирования длительности импульса вместо фотоприёмника подключается магазин сопротивлений (или переменный резистор).

Не в сети
коллега
Сообщения: 107
Стаж 9 лет 1 месяц

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Юрий А » 19 фев 2015, 16:41

А какие недостатки тиристорного прерывания импульса?

Не в сети
эксперт
Сообщения: 10367
Стаж 11 лет 6 месяцев

Re: Как отрезать пологую часть кривой светового потока?

Непрочитанное сообщение Impulsite » 19 фев 2015, 16:50

Недостатки тиристорной схемы прерывания импульса (SCR Control), всё в сравнении с IGBT-прерыванием импульса (IGBT Control):
- меньшая скорострельность вспышки,
- невозможность HSS-синхронизации,
- наименьшая длительность импульса больше,
- больший расход энергии батарей,
- сложнее переключающая схема.
Ответить

Вернуться в «Личные темы строителей вспышек»