Вопрос по трансформатору тока

[Alex9797]

У меня есть задача сделать гальваническую развязку для постоянного тока 1-3 мА.

Да типовая схема, собственный ток потребления стабилизатора понятное дело - некоторое дополнение, но при изменениях тока 1-2 мА, можно в первом приближении считать не меняется

Лихо вы с этим "дополнением" обращаетесь. Ведь этот ток соизмерим с диапазоном измеряемого тока. Какую точность может обеспечить такой вариант?
Кроме того, судя по резистору 10 Ом на первой схеме, ток этого источника далеко не единицы миллиампер. или на самом деле там другой номинал резистора? ТщательнЕе подавайте нам информацию к размышлению.

екоторые экспериментальные данные (точки пока 2 - макет ужатый пока):
Вход Выход Коэффициент передачи
24,40 мВ 19,86 мВ 0,8139
20,28 мВ 16.28 мВ 0,8027

Что это было? Мы говорим о трансформаторе тока? Так почему в этой "нелинейной кривой", состоящей всего из двух точек, ни слова нет о единицах тока? На вход мы подаем милливольты, или все же миллиамперы?

[Alex9797]

Т.е. вы считаете, что трансформатор напряжения можно использовать для передачи сигнала, а трансформатор тока нельзя?

Безосновательное предположение. Конечно же, можно и то, и другое. Но с учетом особенностей. Трансформатор напряжения должен обладать большой индуктивностью первички, чтобы иметь высокое комплексное сопротивление. А трансформатор тока - минимально возможное комплексное сопротивление. То есть, или иметь минимальную индуктивность, или иметь обалденную магнитную связь между первичкой и короткозамкнутой вторичкой, чтобы минимально влиять на цепь нагрузки.
В вашем случае о хорошей магнитной связи только помечтать, а индуктивность после намотки 10 витков далека от минимальной.

Кстати, еще вопрос - а какова частота коммутации первичной обмотки транса?
Я продолжу после ответа на этот вопрос.

[Alex9797]

Нюанс трансформатора тока в том, что он выдает на вторичке не ток, а напряжение, пропорциональное току первички и сопротивлению нагрузочного резистора по закону Ома: U = I*R.

Вы уже поправили эту фразу, но все равно она осталась неточно сформулированной.
На самом деле, по определению, трансформатор тока выдает на вторичке не напряжение, а ток, пропорциональный току первички. При условии, что вторичка короткозамкнутая. А вот падение напряжение, пропорциональное току, обеспечивает резистор, через который и проходит ток вторички. Как правило, резистор этот низкоомный, для обеспечения режима, близкого к короткому замыканию.

[Alex9797]

Пока писал предыдущий ответ, инфа по частоте уже появилась:

Частоту тоже в 5 раз менял, пробовал при 40 кГц где-то еще

Так вот, в вашем варианте коммутатор с первичкой токового транса включен последовательно с источником тока. Форма импульсов коммутатора прямоугольная. Фронты крутые. К чему это приводит? А приводит к тому, что при каждом переключении, при смене полярности, индуктивность первички пытается "сопротивляться", как учили в школе - пытается сохранить прежнее направление тока, в результате чего ток через нее на мгновение становится равным нулю. А в это время наш источник тока, рад стараться, пытается сделать свою работу - впереть в эту индуктивность свой ток, любой ценой. А цена эта - повышение напряжения, вплоть до напряжения питания. Индуктивность первички под этим натиском вынуждена капитулировать. Но не сразу, а по экспоненте.

В результате:
1. Коммутатор с первичкой транса включены последовательно с источником тока. Поведение - индуктивность в цепи переменного тока. То есть, комплексное сопротивление будет напрямую зависеть от индуктивности и от частоты коммутации.
П.С. Пропустил в спешке: В общем, при повышении частоты напряжение на этом измерителе тока будет расти, и на некоторой частоте окажется, что напряжения питания источника тока уже недостаточно для того, чтобы через это индуктивное сопротивление пропустить заданный ток. И ток снизится. И надо учесть, что даже при любой частоте ток будет на некоторое время снижаться, при каждой смене полярности на первичке, учитывая сказанное в пункте 2, ниже.

2. При каждой смене полярности на первичке имеем крутой выброс напряжения. Все бы ничего, если бы магнитная связь со вторичкой была идеальной. А в реальности все хуже, и это большая неприятность, на пути к линейности.

[mtit]

R3 - выкинуть (закоротить).
Диоды - имеют ёмкость (паразитную в нашем конкретном случае) - тоже надо учесть.
После R1 - нужен конденсатор (второй вывод на землю).
Для ключей - ввести паузу мёртвого времени.
А так - вроде всё должно работать.

[GTK31]

Лихо вы с этим "дополнением" обращаетесь. Ведь этот ток соизмерим с диапазоном измеряемого тока. Какую точность может обеспечить такой вариант?

Кстати! Спасибо за замечание! Пересмотрел описание 317L. Минимальное значение тока нагрузки оказывается 2.5 мА. Это максимальное значение, а типовое 1.5 мА. Я использую схемку , которую изначально делал для имитации датчика с выходом 4-20 мА. Возможно при уменьшении нагрузки ток потребления изменяется прилично.
Прошу извинить меня! Беру небольшую паузу для доработки макета и повторной проверки

[GTK31]

Так вот, в вашем варианте коммутатор с первичкой токового транса включен последовательно с источником тока. Форма импульсов коммутатора прямоугольная. Фронты крутые. К чему это приводит? А приводит к тому, что при каждом переключении, при смене полярности, индуктивность первички пытается "сопротивляться", как учили в школе - пытается сохранить прежнее направление тока, в результате чего ток через нее на мгновение становится равным нулю. А в это время наш источник тока, рад стараться, пытается сделать свою работу - впереть в эту индуктивность свой ток, любой ценой. А цена эта - повышение напряжения, вплоть до напряжения питания. Индуктивность первички под этим натиском вынуждена капитулировать. Но не сразу, а по экспоненте.

Осциллограммы покажу. Они есть. Вначале тоже ожидал увидеть всплески выбросов на коллекторах транзисторов. Но ничего страшного там нет.
на R1

на базах транзисторов

на коллекторах

[GTK31]

+
на аноде диода

на катоде диодов

на емкости фильтра

[Alex9797]

Но ничего страшного там нет.

Ага, на первой же осциллограмме:

на R1

Вроде это ток "источника тока"? И должна быть ровная горизонтальная линия. А эта пила говорит о том, что это ни разу не источник тока.

[GTK31]

Вроде это ток "источника тока"? И должна быть ровная горизонтальная линия. А эта пила говорит о том, что это ни разу не источник тока.

Работает емкость обвязки стабилизатора. Источник тока буду менять. Сделаю что-то на ОУ.
Я хотел обратить ваше внимание на цену деления осциллограмм на коллекторах. Там 0.5В на клетку.