Для тех кто разрабатывал импульсные ИП, и/или ИП для стробоскопов - подработка

Необходим источник питания для зарядки накопительного конденсатора стробоскопа.
параметры следующие
-Входное напряжение 12 В.
-Выходное напряжение 500-1000 В.
-Скорость зарядки накопительного кондесатора 25 Дж/сек.
-Емкость накопительного конденсатора до 5 мкФ.
Замечание: насколько я понимаю стандартная схема с ШИМ в случае зарядки конденсатора работает не эффективно. Т.е. если просто сделать стабилизированный источник питания на 25 Ватт, то он не обеспечит зарядку конденсатора с 0 вольт до 1000 со скоростью 25 Дж/сек.
Сможете ли вы разработать эффективный ИП для этой цели?
Борис.

Борис !
Откуда взялась "Скорость зарядки накопительного кондесатора 25 Дж/сек." ?
Это конструктивно- энергетическое ограничение конденсатора по параметрам ? Я такого раньше не встречал.
Если можно, поподробнее.
Полагаю, для этой цели подойдет преобразователь "с обратным включением диода" ( как его классифицируют), без
ШИМ, при этом он будет работать в режиме стабилизации мощности в нагрузке. При этом необходимо исходить из энергии в конденсаторе при полном его заряде и времени, в течение которого конденсатор необходимо зарядить.
Успехов !

Да, забыл уточнить, преобразователь обязательно должен работать в режиме прерывистых токов дросселя.

Дмитрий!
Спасибо за ответ. Скорость зарядки конден-ра взялась из мануала к аналалогичному буржуйскому продукту. Вообще действительно нужно именно заданное время зарядки. Что такое схема с обратным включением диода (не flyback имеется ввиду) если нет то где почерпнуть информацию о такой схеме преобразования? Если да то как управлять ключем (без ШИМ контроллера) и контролировать (менять) выходное напряжение?

Обратитесь к профессионалам.
http://www.telesys.ru/wwwboards/analog/54/wwwboard.shtml
Это конференция по аналоговой схемотехнике.

Хотелось бы уточнить, это не совсем аналоговая схемотехника, данная отрасль - энергетическая электроника.
Теперь по порядку.
1. Вероятнее всего, скорость зарядки буржуи высчитали-таки из предела энергии, которую конд может "заглотнуть" без ущерба для здоровья. Вообще для конденсаторов лимитируется максимальное значение зарядного тока, т.е. Дж/с отсюда и выползли.
2. Именно из заданного времени зарядки и рассчитывается мощность зарядного устройства: энергия, до которой нужно зарядить конденсатор, на время, за которое это необходимо сделать. Соотв.: CхU(квадрат)/2, /t. Без базара, с учетом КПД.
3. Схема с обр. вкл. диода называется именно flyback, поскольку обозначает одно и то же, просто энергетическая электроника настолько специфическая отрасль техники , что традиционные "радиотехнические" термины приобретают новое звучание.
4. Со схемой обр. вкл. диода можно ознакомиться в самой массовой, на мой взгляд, лит-ре - по ремонту теликов, блок питания всех УСЦТ- ваш покорный слуга.
Коротко суть - трансформатор такого преобразователя не явл. трансформатором в классической трактовке электротехники, это дроссель-накопитель, который при открытом ключе со стороны источника накапливает энергию, и при закрытом - передает ея через вторичную обм в цепь нагрузки. В случае, когда энергия передается полностью заведомо раньше очередного цикла накопления, вы имеете энергетический режим прерывистого тока дросселя, более корректный термин - прерывистой МДС (магнитодвижущей силы) дросселя.
5. Управление ключем мне представляется таким: драйвер без ШИМ с КЗИ не более 0,5 (обязательно !!!), с ограничением по пиковому току ключа, на выходе - компаратор, отключающий драйвер на момент достижения необходимого напр.
P.S. Что до обращения к профессионалам, будь спок, гнать пургу - не мой стиль.
Успехов !

Вот бы Вас Всех - в аспирантуру ! Вот Вы натворили бы там ! Отстаёте, ребята, от Америки да Индии - некому Вам подбрасывать животрепещущие идеи, смакуете Вы всё давно известное и истоптанное на Западе. От них - и сотовые и пр. А вы ? Позор !!! Подбросить идеи ? Ахнете !
С уважением Юрий Алексеевич. С праздником Победы !!!

Что это было ?
По поводу чего позор, победы над Америкой и Индией ?
Такое впечатление, что попал на форум по психиатрии.
Коллега очень четко сформулировал проблему, решается она конкретными техническими решениями.
К чему тут ..аханье с животрепещущими идеями ?

Нет Dimitris, с форумом тут все в порядке,
просто пациент психиатрической забрел (случайно ?).

Ну, слава Богу. И форуму, конечно же, он ни в чем не виноват...

Я тут сделал flyback на основе UC3845 (У нее переключение в off происходит по достижении заданного значения тока первичной обмотки, а в on по генератору, максимальный КЗИ 0.5). Параметры такие: максимальный ток в первичной обмотке 4.5 А, индуктивность 15мкГн. Беру частоту генератора 30кГц получаю на выходе мощность(скорость зарядки 2 Вт.) На входе с учетом потерь на измерение тока и на ключевом транзисторе 5 Вт. Не понимаю куда девается больше половины мощности. Микросхему питаю отдельным источником, чтобы точно не было глюков в управлении. Меняю частоту - то же самое от 1 до 50 кГц КПД не превосходит 50%, на чатотах порядка 100кГц КПД еще ниже (ну это более менее понятно). Помогите разобраться.

Поехали !
1. Фазировка обмоток. (Я надеюсь, что преобразователь построен не на дросселе, а на трансформаторе, иначе нет смысла говорить о его КПД). Преобразователь может вульгарно работать на прямом ходу вместо положенного.
2. Скорость зарядки 2 Вт - это 2 Вт/с или как? Пока непонятно.
3. На что работаем? На конденсатор? До какого напр заряжаем ?
4. Если потери мощности практически не меняются в таком широком диапазоне частот, очень вероятны потери в нагрузке из-за низкой добротности конденсатора. Правильно ли выбран тип - предназначен ли он для циклической зарядки -разрядки? "Прощупать" перегрев конд при потерях в 2 Вт проблематично, но пальцометром попробовать не мешает.
По п.1 : Форма тока через ключ должна быть линейно возрастающей, а не наоборот.
Поподробнее: напряжение питания, трансформатор, измерения.
Успехов !

Спасибо, нашелся баг. Диод в выходном выпрямителе имел большое время обратного восстановления стоял 1N4007? заменил на HER108 (время восст. 50 нс) все стало на места, по крайней мере около 93 процентов того что запасает трансформатор переходит в кондер. Кроме того все осциллограмы стали чище, шумов меньше.

Дмитрий, появился другой вопрос. Хорошо бы показать вам осциллограму (куда можно отправить БМП файл?). На стоке ключевого транзистора после, того вся энергия поглатилась конденсатором наблюдаются осцилляции (не те которые вызваны индуктивностью рассеяния), откуда они? Может это емкость закрытого мосфета и индуктивность первичной обмотки контур образовывают, в котором эти колебания живут? (Частота 500 КГц.)
Подробности: напряжение питания 12 В., трансформатор 1:10 15мкГн: 1.5 мГн, микросхема пока питается отдельным источником, конденсатор 4 мкФ. Выходное напр: регулируемое 300-800 В.

Мой e-mail: d.orlov@iskra.com.ua
Такого рода осцилляции типичны в режиме прерывистых токов. Возникают после полной отдачи энергии, запасенной в сердечнике, но остается еще запасенная энергия, не связанная с сердечником - энергия рассеяния, так что я бы грешил как раз на Ls. Радикально это неустранимо, после "вылизывания" транса добротность колебательных паразитов может возрасти и будет угрожать здоровью транзистора, так что без RC-демпфера никак не обойтись, если он еще не стоит до сих пор .
P.S. После того, как конденсатор зарядился, диод уже закрыт, мосфет еще закрыт до наступления следующего цикла, транс с паразитами зависает между высокоомными цепями входа и выхода и резонит сам по себе. Это резонанс Ls и Со, в данном случае это емкость вторичной обмотки (в ней больше витков и геометрической площади). Емкость мосфета наамного меньше!
Успехов!

Борис, перематывать, подбирать и перепаивать можно до бесконечности. Я в сложных ситуациях поступаю по-другому - моделирую на основе теоретических знаний. Процесс же и результаты моделирования пополняют запас теоретических знаний и приоткрывают завесу перед непонятным. Попробуйте просмотреть Ваше устройство в Workbench, там Вы убедитесь, в частности, что "буржуйская" скорость зарядки накопительного конденсатора 25 дж/с - это есть не что иное, как среднее в определённом интервале времени приращение (дельта) накопления заряда (энергии) в единицу времени, т.е. скорость, и уточните то, о чём справедливо говорит Dimitris.
С уважением Юрий Алексеевич.

Уж, что что а моделирование, я сделал, правда не в workbenche а в тетрадке, для нескольких топологий преобразователей, и обнаружил, что разные топологие дают почти один и тот же результат, флайбэк, например, с фиксированной частотой сначала медленно заряжает конденсатор но когда время разрядки индуктивности в конденсатор достигает Тофф флайбэка, преобразователь начинает работать с постоянной скоростью накопления энергии в конденсаторе. То есть напряжение на конд-ре сначала растет линейно а затем как корень из времени. Есть хорошая автоколебательная топология, в которой переключение в "oфф" происходит по достижении максимума тока первичной обмотки а в "он" по достижении током вторичной обмотки нуля. Но она не поддержана микросхемной элементной базой, я уверен что мой импортный прибор сделан именно так, но на дискретных элементах. Эта топология дает минимальный уровень шумов по сравнению с фиксированной частотой преобразования. Мои вопросы связанны в основном с тем, что я в первый раз делаю импульсный пребразователь и не знаю всех тонкостей например по борьбе с шумами и с демпфированием. Поэтому в будущем, Юрий Алексеевич если захотите высказаться то просьба - больше конретных рекомендаций и решений а не общих фраз. "Мы все учились понемногу......"

Привет, Борис !
Я как раз говорил об этом выше. On по нулю тока вторичной - граничный случай для режима прерывистого тока дросселя, для данного случая передаваемая на вых мощ максимальна. В чем прелесть прерывистого тока? Преобр работает в режиме стабилизации мощности! Он выдает ее квантами (равными порциями) - сколько набрал через ключ, столько и отдал, и не менее того (как бы это было в континусе).
Здесь следует обр внимание на один момент. Поскольку мощ отдается равными порциями, в начале зарядки ( напряжение 0) ток через вентиль значителен! Так что диод выбирается не только по напр, но и по начальному току,потолще. Следующий шаг - ограничивать (точнее, нормировать) этот ток сопротивлением вторички.
Успехов !

Борис, моделирую 40 лет ! Это - мощ... ! Покажет всё тонкое, что упускается из виду. Вы что-то упускаете банальное, как бы само-собой, как в слове МОЩЬ, упустив мягкий знак, получаем МОЩ (бессильные МОЩИ)
С уважением Юрий Алексеевич.

Дельный совет, как для 40-летнего опыта... моделирования ... (буквенных комбинаций?)... (всесильных)...

Да бред сивой кобылы несет этот Ю.А. Он не знает дифуров, не знает интегралов Дюамеля и преобразований Лапласа, рядов Тейлора и Фурье и прочие незыблемые ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. Поэтому так и пишет. А нужно верить только чистой математике. Бесспорное преимущество математики перед всякими там Wbench : требуется только одно доказательство !

Нет смысла выяснять, чего именно Ю.А. не знает. Вполне достаточно понимания, что знает он крайне мало, то есть почти ничего, кроме эмпирических фактов. От этого и бурная деятельность по "изобретательству". Незабвенный Николай грешит ровно тем же - при отсутствии фундаментальных знаний балуется бытовыми терминами и определениями...

CO2040, подсказываю: в основе математического моделирования и в его разновидности электрическом моделировании как раз и находятся все известные по настоящее время достижения "чистой" математики плюс аналогии, облегчающие решение трудных задач. Отличие Ваших "тетрадных" вычислений от эффективного моделирования заключается в реализации последнего на скоростных компьютерах, что позволяет посмотреть неисчислимое множество вариантов решения, быстро найти правильный искомый ответ и перенести это решение на реальный объект. Поэтому-то Америка да Индия впереди Вас.
С уважением Юрий Алексеевич.

CO2040 и Drix, прошло изрядное количество дней, как Борис поставил задачу о 25 Дж/с. Но где же Ваше решение этой простенькой задачи фундаментальными методами, тем более решаемой элементарно математическим моделированием: набрал схему на экране, задал параметры элементов, подключил виртуальные измерительные приборы, включил математический аппарат хоть Фурье, хоть Дрикса, хоть Ищенко, задавай любые режимы и ответ без распайки - перед Вами? Вы, что с Луны свалились? Если Вы такие фундаментально грамотные, так решите же ему эту задачу 25 Дж/с. Вы уже заработали двойку "2" по части практического приложения своих высоких теоретических знаний, о которых Вы говорите.
С уважением Юрий Алексеевич.

На счет дуги кое-что здесь написано: http://svarka.susu.ac.ru/library/study/feeders/gl2_3.html даже цифры есть. Кроме того там есть немного по поводу источников питания и режимов сварки.

Юрий Алексеевич, что ж вы так Workbench рекламируете купить у вас, что ли предлагаете лицензионную версию. Я например не против расчетов на PC, но пречем здесь WBench. Для нестандартной задача (сварка например) наверное либо спецальные софты имеются, либо самому надо писать, на Си например. Если не секрет как вы workbenche замоделируете, извиняюсь, плазму газового разряда в воздухе с примесью атомов металла? Это все конечно давно решено, но не в wbenche.

Именно характеристики дуги тут будут играть решающую роль (какие выбрать LC) а не наоборот.

Борис, плазма газового разряда - это явно нелинейный элемент в цепи. Нужно подумать Вам о его дискретном нелинейном аналоге, испробовать различные варианты.
С уважением, Юрий Алексеевич.