Next-Tube   Russian version
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Forum
 


 FAQFAQ   SearchSearch   MemberlistMemberlist   UsergroupsUsergroups   RegisterRegister 
 ProfileProfile   Log in to check your private messagesLog in to check your private messages   Log inLog in 
Высоковольтный стабилизатор
Goto page 1, 2, 3  Next
 
Post new topic   Reply to topic    next-tube.com Forum Index -> Обсуждение статей
View previous topic :: View next topic  
Author Message
Aleksander8



Joined: 14 Mar 2010
Posts: 4

PostPosted: Sun Mar 14, 2010 6:31 pm    Post subject: Высоковольтный стабилизатор Reply with quote

С удовольствием прочитал статью "Высоковольтный стабилизатор с широким диапазоном регулировки выходного напряжения".
Есть несколько вопросов:
1). Схема управления регулирующим элементом сводит на нет преимущество полевого транзистора с изолированным затвором: сверхмалая мощность управления. Применённая концепция всё-таки ближе к способу управления биполярным транзистором. В одной из книг видел схему управления таким транзистором э.д.с. фототранзистора оптопары. В схеме характериографа для снятия ВАХ ламп для этой цели используется источник тока на биполярных транзисторах:
http://www.hagtech.com/pdf/vacutrace.pdf
Причём управляющий транзистор может рассеять всего 1 Вт.
2). Автор пишет, что использование стабилитронов из серии КС2ХХ недопустимо. Почему ? Какие отечественные стабилитроны можно использовать и почему ?
3). Свмый главный вопрос: можно ли использовать в качестве регулирующего элемента IGBT ?
Back to top
View user's profile Send private message
Александр Кра



Joined: 21 Nov 2007
Posts: 16

PostPosted: Sun Mar 14, 2010 10:02 pm    Post subject: Reply with quote

Позволю себе реплику. На вопросы, конечно ответит Автор. Но по всей видимости, я один сделал этот прибор и очень доволен. Скоро вставлю его в ящик и повторюсь: при наладке макетов и т.д. - одно удовольствие. Аналог сделал (то, что мне попалось на глаза; боюсь ошибиться... Андрей из Краснодара, поищу ссылку), но со ступенчатым переключением поддиапазонов. Евгений что скажет, интересно? Хотя, конечно, греются полевики. А то ответит, как принято в Одессе (из Жванецкого?): "Вам ехать, или как?" Но ведь здесь ОБСУЖДЕНИЕ СТАТЕЙ, а не вопросы констр. Smile
Back to top
View user's profile Send private message
Aleksander8



Joined: 14 Mar 2010
Posts: 4

PostPosted: Sun Mar 14, 2010 10:13 pm    Post subject: Reply with quote

Будем ждать автора.
Back to top
View user's profile Send private message
Eugene



Joined: 19 Nov 2007
Posts: 327

PostPosted: Mon Mar 15, 2010 9:25 am    Post subject: Eugene Reply with quote

По порядку.
1. Выбирая режимы работы компонентов надо учитывать назначение схемы. В данном случае требовалась широкая полоса усиления, этого можно достичь только при достаточно больших токах обеспечивающих эффективную перезарядку собственных емкостей компонентов. Скажу даже больше, стабилизатор будет иметь лучшие параметры если ток управляющего каскада увеличить еще.
2. Большинство широкодоступных стабилитронов производства СССР плохо работают в режиме микротоков (они для этого и не предназначены). Эта же болезнь характерна и для «свежих» стабилитронов серии КСхх. Кроме того, чересчур часто попадается откровенный брак или халтура современного производства – огромный уровень шумов, нестабильное напряжение стабилизации как при малых, так и при номинальных токах. Посоветовать что-либо не смогу, так как вообще такое не использую в принципе.
3. Собственно сам стабилизатор работать будет (возможно, понадобиться менять корректирующие цепи для обеспечения устойчивости), а вот защита нормально работать не будет.
Back to top
View user's profile Send private message
Aleksander8



Joined: 14 Mar 2010
Posts: 4

PostPosted: Mon Mar 15, 2010 10:23 am    Post subject: Re: Eugene Reply with quote

Спасибо. С первыми двумя вопросами ясно. Вы не посмотрели схему характериографа ? Там применяется источник тока. Не является ли источник тока оптимальной нагрузкой управляющего транзистора, которая обеспечит перезаряд ёмкостей регулирующего транзистора с достаточной скоростью ?
Eugene wrote:

3. Собственно сам стабилизатор работать будет (возможно, понадобиться менять корректирующие цепи для обеспечения устойчивости), а вот защита нормально работать не будет.

Евгений, вопрос защиты очень актуален. Можете посоветовать схему ?
Понимаю, что вопрос не относится к обсуждению вашей статьи, но очень надо.
Back to top
View user's profile Send private message
Eugene



Joined: 19 Nov 2007
Posts: 327

PostPosted: Mon Mar 15, 2010 12:24 pm    Post subject: Eugene Reply with quote

С источником тока будет хорошо, но возникнут и дополнительные проблемы.
Во-первых, учитывая широкий диапазон изменения выходного напряжения, регулирующий элемент источника тока должен рассеивать приличную мощность, и попутно иметь малые собственные емкости. Во-вторых, возникнут проблемы с подбором самого транзистора из-за необходимого высокого рабочего напряжения (фактически, допустимое напряжение транзистора должно превышать максимально возможное входное процентов на 20) .

Для защиты можно использовать схему с дополнительным транзистором (см. «Принцесса, стр.8 рисунок 5, нижнее плечо, VT1) Соответственно, надо изменить проводимость транзистора и включения диодов . Но, скажу сразу, такие схемы менее надежны.
Back to top
View user's profile Send private message
Aleksander8



Joined: 14 Mar 2010
Posts: 4

PostPosted: Mon Mar 15, 2010 6:30 pm    Post subject: Reply with quote

Посмотрел. Спасибо.
Back to top
View user's profile Send private message
liariareepe



Joined: 06 Aug 2010
Posts: 2
Location: Sanfer insane lokos

PostPosted: Wed Aug 11, 2010 8:04 am    Post subject: Высоковольтный стабилизатор Reply with quote

Кто может подсказать как правельно управлять IGBT транзистором. Я испльзовал стандартную схему от поливиков на IR2102 только при работе дохнут. Транзиторы IRG4BC30FD, напряжение 315В схема мостовая.
Back to top
View user's profile Send private message Send e-mail
Eugene



Joined: 19 Nov 2007
Posts: 327

PostPosted: Thu Aug 12, 2010 2:35 pm    Post subject: Eugene Reply with quote

Если IGBT и MOSFET имеют сравнимые входные емкости и заряды переключения, то принципиальной разницы в управлении нет. Правда, есть специализированные драйвера для управления IGBT с дополнительной функцией защиты транзистора. Думается мне, что проблема не столько в управляющем драйвере, а скорее в неверном алгоритме управления транзисторами стойки или отсутствии формирования безопасной траектории переключения транзистора.
Back to top
View user's profile Send private message
Annogeoth



Joined: 08 Aug 2010
Posts: 3
Location: Украина

PostPosted: Sun Dec 05, 2010 2:41 pm    Post subject: Высоковольтный стабилизатор Reply with quote

Моя задача разработать стенд для высоковольтных испытаний узлов и материалов.
Основной задачей является разработка самого источника.
Выходное напряжение, постоянное 0-40 кВ
Шаг регулировки 1кВ
Мощность 4кВт
Не могу разобраться какой нужен генератор, и какой использовать трансформатор.
Back to top
View user's profile Send private message Send e-mail
Eugene



Joined: 19 Nov 2007
Posts: 327

PostPosted: Mon Dec 06, 2010 11:57 am    Post subject: Eugene Reply with quote

Интересно, а зачем надо 100mA на 40 киловольтах? Как-то это ближе к рентгеновскому аппарату, чем к испытательному стенду.
Back to top
View user's profile Send private message
Kaena13



Joined: 06 Apr 2012
Posts: 9

PostPosted: Fri Apr 06, 2012 6:42 pm    Post subject: Reply with quote

Приветствую!
рассматриваем схему:
Коррекция схемы широкодиапазонного стабилизатора.
дополненую и исправленную.

несколько вопросов по работе схемы:
1. R3 330кОм (простейший генератор тока) нужен для того чтобы TL431 работала потому как чтобы ей запуститься нужно >=1mA?
2. R4,R5,R6,R7,R8 это по сути 1 резистор на 5шт*2Вт=10Ватт
сопротивлением 48К
выполняет роль генератора тока в цепь Гейта управляющего транзистора?
получается размах 700Вольт допустим транзистор VT2 полностью открыт (его сопротивление равно нулю) (точнее несколько Ом но по сравнению с 48кОм считаем что нулю, как и сопротивление TL431)
Ток = 700Ватт/48кОм=15мА
на резисторе выделится примерно 10Ватт
правильно понял смысл?
3. Для умощнения можно паралелить VT2?
увеличится емкость гейта и получится просто что "управляться" будет медленнее?
4. чем ограничивается выходной ток 100mA не понял просто, если можно поясните пожалуйста по доступнее

можно как-то умощнить схему на:
1. токи до 5А
2. Напряжение от 50-1000 Вольт
3. есть возможность предварительной коммутации вторичек трансформатора, поэтому можно ли каким-то способом отвязаться совсем от входного напряжения (вопрос 1 и 2) чтобы его можно было использовать от 100 до 1000 Вольт входного напряжения
для уменьшения тепловыделения на транзисторах?
Back to top
View user's profile Send private message
Eugene



Joined: 19 Nov 2007
Posts: 327

PostPosted: Fri Apr 06, 2012 8:13 pm    Post subject: Reply with quote

1. В принципе – да. Точнее сказать, что этот резистор обеспечивает минимальный режимный ток TL431.
2. Конечно, можно заменить это набор резисторов одним, но он должен быть безиндуктивный. Его прямое назначение – стоковая нагрузка транзистора VT1. Это кусочек схемы можно рассматривать как обычный каскодный каскад, у которого функцию нижнего усилительного элемента выполняет микросхема.
3. Проходные транзисторы параллелить можно, и даже нужно. Входная емкость возрастет, но не следует забывать, что проходной транзистор включен как истоковый повторитель. Для компенсации возросшей емкости, при необходимости, надо увеличить ток покоя каскодного каскада.
4. Выходной ток ограничивается за счет перевода проходного транзистора в режим источника тока. Это происходит когда сумма напряжения затвор - исток и падения на резисторе R14 откроет цепочку из VD2, U1, VD3. Почитайте описание базовой схемы http://www.next-tube.com/articles/hvs/HVR.pdf , там это описано подробнее.

Схему умощнить можно, увеличив число параллельно включенных транзисторов. Но обязательно потребуется ввести поддиапазоны с коммутацией обмоток силового трансформатора. Отвязать цепь задающую ток смещения TL431 просто, если воспользоваться дополнительным источником с напряжением 20 – 30 вольт с простейшим источником тока на выходе. А вот отвязать R4,R5,R6,R7,R8 от входного напряжения, так просто не получится. В принципе, эту цепь можно питать и от отдельного источника, но его напряжение должно всегда превышать выходное на 30-40 вольт. Теоретически, можно подключить эти резисторы на выход стабилизатора через дополнительный взвешенный источник, но тогда нужно продумать цепи надежного пуска.
Вообще, при такой большой выходной мощности и высоком напряжении, при отсутствии чрезмерно жестких требований к быстродействию, я бы делал его с регулированием по первичной стороне, при высоких требованиях к быстродействию – двухступенчатым.
Back to top
View user's profile Send private message
Kaena13



Joined: 06 Apr 2012
Posts: 9

PostPosted: Sat Apr 07, 2012 11:15 am    Post subject: Reply with quote

я собираю испытательный стенд.

трансформаторы 2-3шт ТА262, если учесть что обмотки надо включать (нагружать) попарно получается.
4 обмотки по 56Вольт и 2 по 12 вольт

идея такая обмотки
56V*2=112V переменки, постоянки 112*1,35 = 150V
таких пар обмоток 4 шт (2 шт трансформаторов)
получаем входные напряжения:
150V, 300V, 450V, 600V (при 2-х трансформаторах)
150V, 300V, 450V, 600V, 750V, 900V (при 3-х трансформаторах)

пару обмоток 2*12 включить паралельно => 12*1,35 = 16Вольт
для питания Микросхемы управления и опорного напряжения для VT1
(у меня есть пара трансов с обмотками 12*0,8А и 5*0,8А Вольт, вот только мне сложно оценить сколько будет надо току на опорный генератор для VT1 и питание микросхемы и инжектор тока)

пара обмоток 2*12V включить последовательно => 24*1,35 => 32Вольта
как раз для того чтобы сделать питание цепи затвора выше основного на 30 Вольт
т.е. эти последовательно соединенные обмотки будут постоянно подключаться "вверх" обмоток комутируемых по 150Вольт

Евгений, под отвязать, генератор тока для работы TL431 вы имели в виду просто взять источник на 30-40 вольт и просто воткнуть туда резюк из расчета того что сопротивление внутреннее TL-ки мизерное
R = 30Вольт /0,002мА = 15кОм
правильно понял?

пока осталась только одна большая проблема в отвязке R4,R5,R6,R7,R8 от входного напряжения
в принципе можно галетник поставить на каждый диапазон отдельный резюк...
или есть более простой способ?
Back to top
View user's profile Send private message
Kaena13



Joined: 06 Apr 2012
Posts: 9

PostPosted: Sat Apr 07, 2012 11:56 am    Post subject: Reply with quote

по поводу режима стабилизации тока в статье написано понятно.

вопрос:
чтобы отключить этот режим надо просто исключить резистор в истоке R14? или уменьшить его до 0.33-0.7 Ом?

чтобы сделать возможность регулировки (установки) постоянного тока на выходе можно поставить резистор переменный, марку не помню, керамический переменный Ватт на 10 похож на ППБ

или сделать делитель с переменным резистором?
и подключением еще одного стабилитрона для защиты VT2?

если паралелить транзисторы, дублировать надо VT2 + резисторы R11 и R14 или только транзисторы?

транзистор VT1 паралелить имеет смысл?
Back to top
View user's profile Send private message
Display posts from previous:   
Post new topic   Reply to topic    next-tube.com Forum Index -> Обсуждение статей All times are GMT + 2 Hours
Goto page 1, 2, 3  Next
Page 1 of 3

 
Jump to:  
You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot vote in polls in this forum