Чем регулируют большие токи

spamkerdyk · 30.10.2013, 02:04

Пусть не покажется глупым вопрос, я наверное малек отстал от жизни, погрязши в цифре.
Чем нынче регулируют большие токи, порядка 50 ампер?
Ввязался в эксперименты с аккумуляторами. Емкости порядка 300 ач. Заряжать и разряжать надо с контролем тока и напряжения, или постоянным током или постоянной мощностью. Постоянный ток ладно - ЛАТР-ом при заряде, реостатом при разряде. Неудобно, муторно пялиться на амперметр, но хрен с ним. А вот держать мощность... С разрядом легко: подключил ИБП с постоянной нагрузкой, он высосет сколько надо ватт. А с зарядом - шиш. Я бы приспособил компьютер, чтобы он постоянно перемножал напряжение на ток и выдавал бы команду на изменение тока, но сразу вопрос, каким элементом эти 50 ампер регулировать?
Предполагаю, что каким-нибудь полевиком, типа ШИМ-ом, но как я помню, я в свое время боролся с фронтами, которые заваливались и раскаляли транзистор, а у меня тогда ампер было еще мало. Плюс, если шим, то насколько можно будет верить амперметру?
Короче, если можно какие-нибудь общие рекомендации на эту тему, тем более наверняка я не первый, кто в эту область влез. Сложного я ничего не хочу делать, если задача не реализуется на коленке, я просто откажусь, пускай с калькулятором около ЛАТР-а сидят.

tempora · 30.10.2013, 02:33

Вариант с IGBT рассматривали?

estet · 30.10.2013, 02:42

spamkerdyk, мне лично больше понравился вариант

Сообщение от spamkerdyk

Заряжать и разряжать надо с контролем тока и напряжения

Сразу вспомнился испытательный стенд, который делал О. Артамонов для тестирования блоков питания (сайт Ф-Центра). Наверняка можно повторить на имеющейся базе (в оригинале, ЕМНИП, была ATMega + токовые датчики Allegro).

Alex9797 · 30.10.2013, 02:58

Чем регулировать? Однозначно, полевиком. Сейчас их достаточно много, с маленьким сопротивлением канала, допускающих токи в десятки ампер. Чтобы транзистор не раскалялся от затянутых фронтов, существуют микросхемы драйверов, способные за доли микросекунды перезарядить емкость затвора мощного полевика.
Если раньше транзисторы раскалялись - я думаю, тогда они у Вас коммутировали выпрямленное сетевое напряжение, и там права на ошибку не было. А в зарядном для аккумулятора напряжение на порядок меньшее, это слегка облегчает экспериментирование.

Конечно, после полевика будет дроссель, который обеспечит неразрывность тока.
Можно ли верить амперметру? Вполне. Ток - он и в Африке ток, какой бы формы он ни был. Вам ведь надо не действующее значение измерять, а среднее, чтобы оценивать величину заряда, полученного аккумулятором. Поэтому после датчика тока ставится интегрирующая цепочка, и после нее - прямо на АЦП. И на цепь обратной связи, чтобы поддерживать заданное значение тока.

spamkerdyk · 30.10.2013, 11:33

Сообщение от tempora

Вариант с IGBT рассматривали?

Я ж говорю, отстал от жизни. Ну очень давно не имел дела с мощностями более нескольких ватт на микросхемах. Я давал заказчику управляющие сигналы по его хотелкам, а уж он дальше с ними делал, что хотел. Последний мой мощный дивайс - блок питания постоянного тока для ламп подсветки объекта с управлением яркостью от компьютерной программы. Общая мощность 70 ватт, управлял я яркостью тиристором в первичной обмотке, а тиристором управлял AT89C51, синхронизируясь с сетью и вырабатывая импульс на открывание тиристора. Он же держал связь с компьютером. Чуть позже пришлось эту схему переделать из-за недопустимого уровня помех. Первичную обмотку включил постоянно, а управлять стал транзистором КТ827 во вторичной цепи. Тем же процессором вырабатывал импульсы для ШИМ. В первом случае кипел трансформатор от издевательства над формой импульсов, во втором транзистор от затянутых фронтов. Впрочем оба варианта удалось довести до товарного вида.
Это я к тому, что очень поверхностно знаком даже с терминологией IGBT, MOSFET... рассматривал вариант с полевым транзистором. Чтобы ответить на вопрос, желательно знать уровень знаний спрашивающего. Это моя попытка его показать. Я знаю, как работает полевой транзистор, но руками не щупал и тем более мощные, поэтому пока они для меня все на одно лицо.

Стенд Артамонова... вроде все прекрасно, но он просто рассеивает мощность на транзисторе. Что-то я к такому принципу с подозрением отношусь. Лучше бы именно ШИМ-ом управлять током. Там однозначно открыт-закрыт - знакомые импульсные принципы. А рассеять мощность лучше реостатом (у меня бочка с водой и пластинами в качестве реостата).

Вот, пожалуйста, конкретный вопрос. Какой полевик можно посоветовать купить для эксперимента с ШИМ-ом? Просто пощупать руками, как он работает на 50 амперах.

Falconist · 30.10.2013, 20:19

В принципе, ничего особо супер-сложного в поставленной задаче не вижу. Разве что "монструозность". Можете оттолкнуться от этой схемы: https://kazus.ru/forums/showthread.php?t=15129 . Главное в ней - не параметры, а принцип работы (стабилизация выходного тока). Подобных схем, вообще-то, куча.

estet · 30.10.2013, 23:43

Да и монструозности немного. Простенький ШИМ 3842/3843 + драйвер (я бы поставил старые проверенные MIC4426/4427) + пара мосфитов, сдутых с материнской платы (напряжение батареи не выше 20В? ). Для опытов до 50А вполне пойдет.

spamkerdyk · 31.10.2013, 00:30

Сообщение от Falconist

... принцип работы (стабилизация выходного тока).

Спасибо, но мой вопрос был гораздо проще. Возможно я как-то не точно изложил.
Я вел речь только о самом элементе, которым регулируется ток. Как я уже понял, из ответов, нужно применить мощный MOSFET, а чтобы он не грелся, управлять им с помощью драйвера (MIC4426/4427 - это как раз они?). Так? Остается только выбрать этот MOSFET, в чем я в общем то и просил совета.

А стабилизацию, управление и все остальное я в любом случае возложу на программы: компьютерную и контроллера. Речь не о законченном дивайсе с полным функционалом, а о временной лабораторной установке.
Пускай контроллер выдает импульсы для ШИМ-а, ему эта задача - тьфу, а компьютер пусть управляет шириной, и соответственно током и задает программы заряда-разряда. Я на него заведу все вольтметры-амперметры и ему останется только за ними следить и корректировать ток как я задам по программе работы. Мне спрограммировать любой сигнал и зависимости на чем угодно будет легче, чем паять схемы с обратными связями.

Плюс, установка как таковая, то есть мощный выпрямитель, реостат, вольтметры-амперметры с переносом данных в компьютер уже смонтированы и работают, только кручу я их вручную. И надо с элементом регулировки тока просто врезаться в эту установку, тогда я от ручной регулировки избавлюсь. Грубо говоря, я бы даже просто поставил мотор на ЛАТР, но это при современных возможностях даже как-то неприлично для профессионала.

Опять же, я пока не знаю, что еще выдумают наши теоретики по поводу программ разряда. Вот, например (в качестве "лирического отступления от темы"), последняя хотелка была: подключаем параллельно разрядному реостату пару сопротивлений с выключателями, ом по 12, чтобы через каждый шел примерно ампер. Далее во время разряда одно сопротивление подключено постоянно. Каждые пол-часа делаем фокус: на пару секунд подключаем второе сопротивление, потом отключаем оба, через еще пару секунд включаем снова первое. На разрядной кривой образуются броски тока: примерно на ампер вверх, потом на два вниз, потом возврат к первоначальному. А после окончания разряда по этим броскам вычисляем R внутреннее аккумулятора и строим зависимость от степени разряда.
Такие хотелки естественнее программировать, чем паять.

Да... вольт у меня пока 12, но не исключено, что попросят 48.

Falconist · 31.10.2013, 01:17

spamkerdyk, а теперь посчитайте время реакции на возмущения "железной" ООС и идущей через программу. Думаю - сильно удивитесь.

spamkerdyk · 31.10.2013, 02:32

Не удивлюсь. Это не тот случай, когда надо наносекунды ловить. Я же руками регулирую сейчас и это всех устраивает. Просто я сейчас пока на одну десятую ампера не убежало не иду регулировать, а программа бы подрегулировала. И мне хорошо, бегать не надо, и точность получше была бы.
Я еще интереснее скажу, я наблюдаю за показаниями амперметра на компьютере, который стоит на втором этаже, а установка на первом. Прикиньте время моей реакции, спуститься на первый этаж и крутнуть ЛАТР. И ничего, наука не жалуется.