Управление индуктивной нагрузкой

NEMOOMEN & К · 04.04.2016, 20:31

Вопрос, в общем, теоретического характера. Какая оптимальная максимальная частота ШИМ нужна, чтобы на приведённой ниже схеме, регулирующий транзистор (PBSS4540), при наличии небольшого радиатора и охлаждающем мини кулере (40х40 мм.) не разогревался до «кипятка», а напряжённость магнитного поля, создаваемого соленоидом (стоит в нагрузке транзистора), учитывая инерционность нагрузки, можно было считать приблизительно (%90) однородным и в каком диапазоне (0÷100%) ШИМа. Ставить на входе (1,3,5,7) интегрирующие цепочки и операционник не позволяет место (ограниченно), но и может значительно увеличить энергетику регулирующего транзистора, что соответственно повлияет на габариты.

Параметры соленоида (нагрузки):
катушка без сердечника (система Гемгольца)
сопротивление (активное) 2,5 Ома
максимальный ток (при ШИМе) 4,5 А
Индуктивность: 6984,655 мкГн (рассчитана на Coil32 v9.1)

При ШИМ регулировке, в данной схеме и с указанной нагрузкой, во всём диапазоне (0÷100%) ШИМа, разогрев выходного транзистора (даже без кулера) не превышает 30÷40 град.(ШИМ=20кГц, U=3,1в). Частоту ШИМа при испытании менял от 1÷100кГц (многофункциональный цифровой генератор). Максимальный разогрев наблюдался выше 80кГц.

PS. Не задавал бы вопрос, если бы можно было визуально отследить влияние питающего напряжения катушки (при ШИМе) на характер однородности магнитного поля, а 3D графикой не владею. Есть правда сейчас, специальные магнитные индикаторы (пластинки), но нужного мне размера стоит больше 100$, что весьма напрягает. А может, кто подскажет, где дёшево можно приобрести размером 250х250мм.Magnetic field display viewing film (так называется в интернете).

Скайнет · 04.04.2016, 21:04

Чтобы рассеить накопленную в индуктивности энергию нужно параллельно катушке ставить стабилитрон

SMACK · 05.04.2016, 09:13

а куда из катушки энергия девается и для чего, не на холостом же ?
Просто если никуда, то индуктивность явно уходит в насыщение(подмагничивание же постоянкой по любому будет).

zöner · 05.04.2016, 10:04

Сообщение от NEMOOMEN & К

чтобы на приведённой ниже схеме, регулирующий транзистор (PBSS4540), не разогревался до «кипятка»

заменить полевиком

NEMOOMEN & К · 05.04.2016, 17:32

Сообщение от zöner

заменить полевиком

У полностью открытого данного транзистора (PBSS4540) collector-emitter saturation voltage: при IC = 5 A VCEsat (max)=355мА и RCEsat= 42mΩ. Он самый подходящий для этого. А вообще загляните в его datasheet. Я, его не от фонаря выбрал.

NEMOOMEN & К · 05.04.2016, 17:50

Сообщение от SMACK

а куда из катушки энергия девается и для чего, не на холостом же ?
Просто если никуда, то индуктивность явно уходит в насыщение(подмагничивание же постоянкой по любому будет).

Я уже писал, что соленоид типа катушки Гемгольца. Погуглите, что это такое. Можете считать, что в воздух. Подмагничивание возможно будет (хотя в отсутствии сердечника что подмагничивать), потому-что рассчитана на питание постоянным током и создания постоянного магнитного поля, а не переменного. У меня же получается постоянное пульсирующее магнитное поле, при ШИМе менее 100%. И задача состоит в минимизации этих пульсаций на результирующем магнитном поле, т.к. в любой индуктивности накопленная энергия не сразу пропадает, а постепенно. Соответственно при более высокой частоте пульсаций это время стремится к бесконечности (DC).