Ограничитель тока заряда конденсаторов

[glukownet]

В моей реализации идеи генератора тока (pinco прошу снова не обижаться - схему то он не приводил, а я попытался), используется полевик в режиме насыщения по току. На затвор подается напряжение чуть выше начала открытия канала.
Да это тоже параметр не стабильный, но в даташите есть графики, и на весь диапазон температур разница максимум в 2 раза (до 125*С). А так как мы защищаем от слишком сильных импульсов, то считаю, что задача решается. Falconist, как Вы смотрите на такой разброс?
Повторяемость же от транзистора к транзистору, насколько я понимаю, высокая.

Vouk: Импульсы заряда при большом рабочем токе действительно раз в 5 (в пике) превышают средний ток, в случае большой емкости конденсаторов и минимального сопротивления и индуктивности цепей.
К сожалению проверял с нужными параметрами только на эмуляторе, но IMHO в реальности отклонения будут небольшие.
Можно и так ограничивать, всё равно без ограничения будет больший ток в начале.
Но разница в том, что при работе это пиковое значение, и оно не приведет, например, к перегоранию редохранителей. А вот во время заряда ограничиваемый ток будет растягиваться на бОльшую часть полупериода и усредненный получится выше.
Если же делать порог ниже, то будут рубиться зарядные импульсы во время работы, что ухудшит фильтрацию, снизит КПД и будет греть ограничительный элемент.
Так что это недостаток чистого ограничителя тока.

А вот переход ограничителя в полностью открытый режим после задержки решает эту проблему (обсуждение мной метода не означает претензий на авторство ).
Лучше ещё и нагрузку отключать, тогда можно вместо задержки следить за током, как предложил Soladko.

Но вот если ставить это во вторичке, то симметрия заряда нарушится, так как точно токи не получится в двух ограничителях выставить. Впрочим, Pinco уже предложил как выравшивать напряжение, если это нужно.
Но всё равно переход в ключевой режим стоит засинхронизировать в обоих ограничителях. Так и кол-во элементов сократится.

[vouk]

Falconist:

...Диапазон линейного усиления в ней очень узок и транзисторы работают преимущественно либо в режиме отсечки (пока напряжение на базе не достигло 0,7 В - ток для заряда конденсатора вообще не пропускают), либо насыщения. А нам нужен именно линейный режим!!! Который, повторюсь, очень кратковременен и практически очень мало ограничит бросок тока.

Здесь какое-то сплошное недоразумение.Что значит "преимущественно находится"? Напряжение на базе достигнет этих самых 0.7 (или 0.6..) вольта быстрее, чем за 0.1 с и больше не упадет. Все остальное время пока конденсатор заряжается транзистор будет в активном режиме. И только потом перейдет в насыщение, но уже, действительно на неопределенное время. Так почему активный режим будет "очень кратковременным"? 8O Ровно столько, сколько нужно. Это же от тока зависит. Током 3 а банки 20000 мкф зарядятся до 25 в за 0.167 с, током 1 а - за 0.5 с. Что значит "мало ограничат бросок тока"?
Кто-нибудь может объяснить?

[vouk]

glukownet:

Vouk: Импульсы заряда при большом рабочем токе действительно раз в 5 (в пике) превышают средний ток, в случае большой емкости конденсаторов и минимального сопротивления и индуктивности цепей.
К сожалению проверял с нужными параметрами только на эмуляторе, но IMHO в реальности отклонения будут небольшие.

А трансформатор в симуляторе (Мультисим?) идеальный или реальный? Сопротивление обмоток есть? А индуктивность рассеяния? Мне кажется, что в реале меньше будет. Предлагаю взять для определенности число 3. Если у кого-то есть экспериментально определенная величина, прошу поделиться.

Но разница в том, что при работе это пиковое значение, и оно не приведет, например, к перегоранию редохранителей. А вот во время заряда ограничиваемый ток будет растягиваться на бОльшую часть полупериода и усредненный получится выше.
Если же делать порог ниже, то будут рубиться зарядные импульсы во время работы, что ухудшит фильтрацию, снизит КПД и будет греть ограничительный элемент.
Так что это недостаток чистого ограничителя тока.

Смысл понятен. Во время зарядки конденсаторов отношение тока в импульсе к среднему меньше, чем при нормальной работе. Это потому, что пока напряжение на конденсаторе мало, угол отсечки диодов моста больше, т.е. они открыты большую часть периода. Если мы настроим ограничитель тока на 3-х кратное превышение среднего тока, то мы не защитим конденсаторы (трансформатор, диоды, предохранитель..)надлежащим образом. Делаем вывод: Поскольку угол отсечки при зарядке конденсаторов плавно уменьшается от 90 град (диоды все время открыты) до минимального, будем увеличивать величину импульса зарядного тока от условной единицы до 3-х к концу заряда. Можно увеличить постоянную времени RC - цепочки, которая в предложенной схеме была просто склаживающим фильтром, чтобы она давала еще и задержку, выходя на расчетное значение тока 3*Iср к концу зарядки.

Лучше ещё и нагрузку отключать, тогда можно вместо задержки следить за током, как предложил Soladko.

Увы, нагрузку не хотят отключать .. На схеме не рисуют, словами не оговаривают. И учесть ее нельзя, введя порог, потому, что нет соглашения о том, какой ток УМЗЧ считать, ток покоя или рабочий. Какой ток ни возьмешь, возможна неправильная реакция устройства.
В связи с этим и взялся за реализацию способа, не зависящего от нагрузки.

[alexey-b]

Привожу отрывок из статьи в последнем номере Радиоконструктора (№1-2009-стр.11), имеющей отношение к теме. Человек видимо плотно занимался оксидными конденсаторами. Однако думаю, что здесь все же имеет место ошибка, т.к. мне представляется, что активная составляющая у конденсаторов определяет его утечку и, стало быть, должна, для большей добротности, быть по проводимости чем меньше тем лучше. Или быть может я ошибаюсь? Но в данном случае нам важна разница 0.5 – 100 Ом и она впечатляет.
Лично меня сейчас напрягает другой вопрос, а именно: на сколько большое и опасное значение для схемы нагрузки имеет асимметрия в переходном процессе, например, с периодом 0,5 сек. в первоначальном заряде банок двухполярного выпрямителя? С учетом http://www.evoxrifa.ru/production/electrolit.html - где показаны реальные отклонения номиналов емкостей.

-- Прилагается рисунок: --

[tauP10]

эта схема имеет недостаток - большая , очень большая мощность рассеивания на базовых резисторах, относитеельно мощности нагрузки. Например нагрузка хочет потреблять 4А постоянки, ключи должны быть рассчитаны на 12-16А ввиду импульсного тока выпрямления на вершине синусоиды чтобы находясь в насыщении или близком к нему состоянии не рассеивать на себе большую мощность. (реальный коэффициент пикового тока выпрямления 3-4, хотя может быть и 10 и 20 при снижении тока нагрузки , при наличии очень большой фильтрующей ёмкости типа 10000-20000 )
Так вот 12А тока коллектора по хорошему требует в базу 1А (ибо не дарлинготоны) . Что примерно 25Ватт от 100 Ватт мощности в плече. Как-то нехорошо-с. При уменьшении напряжения с выхода моста ниже напряжения заряженных банок, открывается база-коллекторный переход этих транзисторов и на резисторах напряжение не уменьшается и моща бесполезно продолжает рассеиваться.

Мое имхо по способу построения ограничителя - симистор в первичку , можно через оптрон управлять по достижению некоторого напряжения на банках или по таймеру , для исключения эффекта "подвисания". Тут были опасения насчет управляющего напряжения включения , оно не превышает 1,2....1,5 V. Напряжение на самом симисторе в открытом состоянии 1,5...2V. При питании управляющего электрода 3-х кратным током Igt можно увидеть что на симисторе всегда падает до 2 Вольт при рабочих токах, то есть "отъедать" он будет от первичной сети очень мало, особенно с учетом пересчета во вторичку (например 0,2В).
У симистора неплохие параметры по перегрузочному току
, строить такие штуки лучше на симисторах а не на полевиках и тем более биполярах, так как для транзисторов надо соблюдать правило невыхода за пределы области допустимых режимов, а это при "резком" включении - непростая проблема из-за большой энергии быстро пропускаемого заряда, или сложности построения "токового" режима, плавно переходящего в ключевой. По хорошему получается так что если делаем для УМЗЧ , то выхлопные транзисторы могут быть более слабые чем эти самые ключи . Некошерно.

-- Прилагается рисунок: --

[alexey-b]

tauP10

строить такие штуки лучше на симисторах а не на полевиках и тем более биполярах

Я не знаю, где вы раньше были, но речь имнно об этом шла. Если можете, помогите переработать схему из биполярников в половики.

[Falconist]

Уважаемый tauP10,

если не трудно - загляните на 21...23 страницы. Было бы крайне интересно знать Ваше мнение.

[tauP10]

Если можете, помогите переработать схему из биполярников в половики.

а зачем? если я знаю что она Вам не понравится ввиду своей сложности из-за причин , описанных выше, то для чего терять время?

Falconist, в целом я согласен с принципом высказанном Вами по тиристорному/симисторному решению с параллельным резистором R4 , которе на 21...23 странице Вы предлагали. Только опасений насчет 12 вольт не надо бояться. Работает красиво как с питанием от MOC308x (проверял на моторе) так и с постоянной запиткой управляющего электрода постоянным током.
Схема управления с мостом , резистором стабилитроном приведенная на стр21 - не очень надежна, хотя может и работать. Из-за плавности нарастания тока светодиода MOC30x он сам может пропустить полупериод и транс может войти в насыщение и вышибить предохранитель. Включение MOC должно быть РЕЗКИМ - через триггер Шмитта или что-либо подобное или со стороны вторички например процессорчиком.

При управлении без MOC30x а прямо в управляющий электрод постоянным током нужно помнить что симистор штука не очень симметричная , несмотря на название. Если ток управления симистора будет нарастать плавненько (с задержкой) от полупериода к полупериоду то может сказаться эта злополучная несимметрия симистора. То есть сработает в каком-то полупериоде i , а в следующем (i+1) НЕ СРАБОТАЕТ, затем в (i+2) опять сработает ..... а ведь не на лампочку работаем. Токи управления в разных квадрантах немного но все же отличаются. Поэтому "токовое" управление должно содержать некий триггер Шмитта и сразу вваливать необходимый ток с запасом! на все случаи жизни, чтобы не подмагнитить транс пропуском "нелюбимых" полупериодов. Постоянный ток управления в симистор надо брать с запасом , желательно 2-х 3-х кратным - он включается тогда идеально в обоих направлениях пропускаемого тока через MT1-MT2.
Уточнение по постоянному току (без MOC30x) - если ток постоянный от отдельного выпрямителя - он должен быть вытекающим из управляющего электрода симистора. Это означает работу в 2-м и 3-м квадранте, где большинство симисторов нормально себя ведут ( в Вашей табличке на 23 стр Igt= 8 и 10 ма вместо 5 и 22 мА). Работа в 4-м квадранте (вытекающий ток MT2 и втекающий управляющий) - самая непредсказуемая и иногда даже не нормируемая у некоторых симисторов.

[alexey-b]

Так что ли?
Половик подобрать не могу.

-- Прилагается рисунок: --

[Falconist]

Уважаемый tauP10,

большое спасибо за анализ. Полностью с Вами согласен. И в том числе, по поводу триггерного принципа подачи питания на оптрон. В этой связи прошу оценить такой вариант: вместо стабилитрона поставить динистор (ну, плюс токоограничивающий резистор последовательно с ним), обеспечивающий именно такую резкую подачу питания на светодиод оптрона.