Есть задача, сделать источник тока с программируемой формой импульса.

Параметры импульса - длительность ~ 1мс, длительность фронта не более 10мкс.
Т.е. полоса источника порядка 1МГц.

Предельная мощность импульса - 5кВт, 15 кВт.

Предельный ток ~250A. (при напряжении до 50В)
Исполнение 2 - предельный ток ~30А при напряжении до 630В.

Нагрузка - нелинейная.
Использование - тестирование полупроводниковых приборов.

------------------------------------------------

Вопросы - на чем делать? )

Базовый принцип из Хоровица-Хилла - Транзистор в линейном режиме, низкоиндуктивный шунт, ОУ в обратную связь.


Неясны следующие моменты -
1) достижимо ли 250А на низких напряжениях за 10мкс? Паразитные индуктивности однако...
2) каким образом достичь 250А, поскольку таких транзисторов и ламп на горизонте не наблюдается?
3) в голове видится схема с параллельным соединением кучи мелких источников тока, но не ясно до конца возможно ли это?

Скажите ваши мысли реально это или нет, и стоит ли ввязываться?

Reanimator++
Вопросы - на чем делать? )
Полевик, хороший, много. ШИМ-ЧИМ. ПЛИС в ОС.

реально это или нет
Ну судя по твоим предыдущим работам - да, можно.
Но нужен источник питания на 15 кВт - с очень низким выходным сопротивлением.
Т.е. проблема именно в этом - выход ты сделаешь, но чем запитать такой генератор?
Пока что в голову лезет сетевое напряжение без развязки, выпрямляем, батарею конденсаторов и наш ШИМ на выход. Работать будет. Пока не придут электрики и не начнут убивать за cosfi и спецэффекты на подстанции

alexey_public
Пока что в голову лезет сетевое напряжение без развязки, выпрямляем, батарею конденсаторов и наш ШИМ на выход.
Ну, так как период импульсов ничем не задан, то принцип фотовспышки - потихоньку заряжаем батарею конденсаторов и импульсом отдаём.

Добавление от 28.02.2017 15:20:

И не совсем понятно - зачем нужна оос? Просто она должна быть с диким быстродействием. Нужна сверх высокая точность? Если нет, то не проще ли просто откалиброваться и выдавать импульс заданного напряжения на базы сборки биполярников с резисторами в эмиттере?

Добавление от 28.02.2017 15:20:

КПД же не волнует?

Reanimator++
Скажите ваши мысли реально это или нет, и стоит ли ввязываться?
Смотря сколько платят.

alexey_public
Но нужен источник питания на 15 кВт - с очень низким выходным сопротивлением.

Есть задача, сделать источник тока с программируемой формой импульса.
Источнику тока низкое сопротивление не надо.

длительность фронта не более 10мкс.
Т.е. полоса источника порядка 1МГц.
Шо та не сходится.

Добавление от 28.02.2017 15:28:

An_private
Ну, так как период импульсов ничем не задан, то принцип фотовспышки - потихоньку заряжаем батарею конденсаторов и импульсом отдаём.
Надо звать А-Гугу, он по вспышкам спец.

pantelei4
длительность фронта не более 10мкс.
Т.е. полоса источника порядка 1МГц.
Шо та не сходится.
Почему не сходится? Берем не менее 7 гармоники, грубо в 10 раз.. )


alexey_public
Но нужен источник питания на 15 кВт - с очень низким выходным сопротивлением.
Опять же верно выше сказали - режим ипульсный, скважность 10000... Т.е. работаем от заряженной батареи, средняя потребляемая мощность никакая.


An_private
И не совсем понятно - зачем нужна оос? Просто она должна быть с диким быстродействием. Нужна сверх высокая точность? Если нет, то не проще ли просто откалиброваться и выдавать импульс заданного напряжения на базы сборки биполярников с резисторами в эмиттере?

Допустимое отклонение формы импульса тока не более 5% от заданной.
Мне кажется что просто с биполярниками не получится, либо надо будет их подбирать и термостабилизировать. хотя ХЗ... разверните мысль если нетрудно.

alexey_public
Полевик, хороший, много. ШИМ-ЧИМ. ПЛИС в ОС.
А вот тут совсем не понял.
Я предполагаю линейный режим транзисторов.
Если полоса сигнала 1МГц, то ШИМ-ЧИМ должен быть 100МГЦ? Да таких транзисторов не бывает, ключевые в диапазоне десятков-сотен кГц обычно работают.

Линейные кстати тоже еще подобрать надо. Сильно мощных в одном корпусе не бывает.
Да и не ясно надо ли оно. Не могу просчитать подводные камни возможные в запараллеливании источников тока.

Reanimator++
Почему не сходится? Берем не менее 7 гармоники, грубо в 10 раз.. )Придётся полосу расширять, бо такой длинной коммутации 10мкс не бывает даже у тиристоров.
А по делу, надо исходить от частоты переключения, а не длительности фронта.
И то, чтоб определить мощность источника и драйвера.

Я предполагаю линейный режим транзисторов.
Ну какой ещё линейный режим, если выход импульсный, ничо не понимаю.
Какая задача, источник тока или напряжения? Импульсный или линейный?

Reanimator++
разверните мысль если нетрудно
Ну, предположим, что ставим десяток NPN в параллель. 25А на транзистор. В эмиттер каждого ставим шунтовый резистор примерно на 50 мОм, базы объединяем. Тогда на максимальном токе на резисторе будет падать около 25*0,05=1,25В, этого вполне хватит для выравнивания характеристик транзисторов. Подаём на базы заданное напряжение, получаем на выходе заданный ток с некоторой погрешностью. Синтезировать на ЦАПе нужное напряжение - задача детская.

Вы дядьки чо, в линейном режиме 250А источник тока делать будете?
Тогда я пошёл...

Добавление от 28.02.2017 19:36:

Reanimator++, могу подбросить идею.
Чёппером заряжаем замкнутый дроссель до нужного тока, и постоянно ШИМом держим заряженным, когда надо коммутируем этот ток в нагрузку.

Reanimator++
Я предполагаю линейный режим транзисторов.
Если полоса сигнала 1МГц, то ШИМ-ЧИМ должен быть 100МГЦ?
Ну почему именно 100, зависит от параметров сигнала. Можно и в 2-3 вписаться.

pantelei4
Ну какой ещё линейный режим, если выход импульсный, ничо не понимаю.
Какая задача, источник тока или напряжения? Импульсный или линейный?
Задача - источник тока с программируемой формой импульса.
Т.е. он должен не просто клацнуть током, а выдержать заданную форму с допуском 5%.

An_private
Идею понял, т.е. нагрузка незаземленная.
Резистор в эмиттере выравнивает разницу как во входных характеристиках, так и в выходных.
Надо еще зависимость Ку от температуры осознать.
Возьму пока паузу на подумать - помакетировать.
Благодарю за идею!

в порядке общего бреда подкину идею для источника питания: электромашинный преобразователь.
если надо 250А х 50В, то это жалкие 12.5кВт, средней руки двигатель + генератор поместятся под стол (взятые с запасом на 22кВт).
подобного типа источники видел не скажу где, но много - на том заводе их используют для испытаний электромашин разных.
и никаких спецэффектов в сети не будет.
подобные решения (тяговые источники на большие токи) в виде электромашинных преобразователей видел лично на ток до 10кА, это номинальный ток нагрузки. регулируют возбуждением.

http://www.electronpribor.ru/catalog/4/uptr-1mts.htm
УПТР-1МЦ — устройство для проверки токовых расцепителей автоматических выключателей (до 5 кА)

Dimonij
У электромашинного думаю могут быть проблемы с полосой частот. Думаю 1 МГц на обмотке возбуждения не получить.
А так да, решение. У меня на старом станке стоят ЭМУ на приводах подач.

Batmah
Эта штука не есть источник тока. Это просто автотрансформатор с амперметром. Ток выбирают рукой переключая обмотки и подстраиваясь под нагрузку.

Reanimator++
я его только как источник питания предлагал. который легко регулируется и прощает многие ошибки, вплоть до козы.

Batmah
вообще не в кассу эта штука - у него напряжение доли вольта на выходе, т.е. реальная мощность небольшая. да и ток этот он создает кратковременно, условно - единицы секунд.
у наладчиков наших такая хренотень есть, оно чисто специализированное для конкретной работы.

если уж про пром-решения говорить, то вот есть такая фирма - НПП "Динамика", живет в Чебоксарах. они делают всякие разные приборы для проверки систем РЗА, для чего создают системы 3-х фазных токов и напряжений с задаваемыми пользователем фазными сдвигами и уровнями - аварии имитировать.
самый известный прибор - Ретом.
мало ли, вдруг попадется инфа, как они делали БП и формирователи.

Dimonij
реальная мощность небольшая.

При разряде кабель 185 кв мм подпрыгивает

Batmah
если мне не изменяет склероз, то динамическое действие на проводники оказывается протекающим током.
так что да - будет подпрыгивать.
я как-то видел рекламный ролик неких кабельных стяжек, которыми силовые кабели на лотках/полках увязывают.
там 3 кабеля взяли, связали в пучок через равные расстояния. соединили их в параллель, а потом подали ток от генератора переменки.
и съемка с большой частотой.
выглядело захватывающее - кабели друг от друга отталкивались, раскрываясь в местах между стяжками, как зонтик. и ползало оно все, как живое
а стяжки выдерживали 3 секунды - хорошие были!