| Author |
Message
|
kochzg
Poziom 14
Joined: 26 Mar 2004
Posts: 156
|
 #1
 08 Sep 2010 21:19 Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
Zbudowałem taki układ w oparciu note aplikacyjną mosfetu IRF630:
Układ służy do wygenerowania sygnału prostokątnego z częstotliwością 1MHz w zakresie napięcia 0-120V z sygnału bazowego TTL o tej samej częstotliwości. Wszystko jest w porządku, oprócz tego że mam problem z dużym grzaniem się rezystora RL, czego spodziewałem się.
Jednak ten "grzejnik" trochę mi nie pasuje.
Szukałem w internecie jakiegoś innego rozwiązania aby otrzymać ten sam efekt, jednak informacji jest mało. Znajomy bąknął mi, że można by zastosować transformator, ale moja wiedza kończy się na transformatorach sieciowych, które pracują z częstotliwościami 50-60Hz. A tutaj trzeba wygenerować 120V.
Może ktoś podzieli się wiedzą jak ten układ zmodyfikować.
|
|
| Back to top |
|
 |
Google
|
| #
08 Sep 2010 21:19 |
|
|
|
|
|
| Back to top |
|
|
Paweł Es.
Poziom 25
Joined: 14 Sep 2004
Posts: 7100
Location: Warszawa
|
|
| Back to top |
|
|
Mirek Z.
Poziom 26
Joined: 30 Apr 2002
Posts: 25327
Location: Opalenica
|
#3
08 Sep 2010 22:13 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
Tak swoją drogą, jak ma się nie grzać rezystor 5Ω? Dlaczego taki dałeś?
|
|
| Back to top |
|
|
kochzg
Poziom 14
Joined: 26 Mar 2004
Posts: 156
|
#4
09 Sep 2010 08:44 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
Do Paweł Es:
Przejrzałem note aplikacyjna układu HT0440 i nie jestem zbyt zadowolony: czas opadania 3ms , czas narastania 650us. Trochę za dużo.
Może użycie transformatora impulsowego pomoże, jednak zdaje się że one pracują do około 140kHz. Ale biorę za literaturę. Zobaczę co z tego zrozumiem.
Do Mirek Z.:
Cały problem polega na tym, żeby otrzymać dobre zbocze narastające i opadające. Sprawdzałem z większymi wartościami rezystora i przebieg nie był zbyt prostokątny. Dopiero przy 5[Om] otrzymałem zadowalający przebieg. Żeby układ pracował krótko to bym nie przejmował się tym grzaniem, jednak on musi pracować przez jakieś kilka godzin. Mogę CO wyłączyć :D.
|
|
| Back to top |
|
|
Google
|
| #
09 Sep 2010 08:44 |
|
|
|
|
|
| Back to top |
|
|
nemo07
Poziom 22
Joined: 10 May 2005
Posts: 2186
Location: D'dorf
|
#5
09 Sep 2010 17:18 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
| kochzg wrote: |
| ... Cały problem polega na tym, żeby otrzymać dobre zbocze narastające i opadające. Sprawdzałem z większymi wartościami rezystora i przebieg nie był zbyt prostokątny. Dopiero przy 5[Om] otrzymałem zadowalający przebieg ... |
"Dobre zbocze", niestety, niewiele mowi. Nie podales nawet parametrow obciazenia, ani, do czego uklad ma sluzyc.
Nie ma "dobrych rozwiazan" na uniwersalne potrzeby, ale np. uklad kaskody MOSFET bylby tu lepszy niz standardowy uklad, skopiowany z noty aplikacyjnej, ktory NB nie do praktycznych zastosowan zostal wymyslony, lecz do pomiaru parametrow produktu.
Pozdrawiam
|
|
| Back to top |
|
|
kochzg
Poziom 14
Joined: 26 Mar 2004
Posts: 156
|
#6
13 Sep 2010 10:49 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
Dobrze było by gdyby zbocze te było na poziomie 50 do 100 ns dla częstotliwości 1MHz. Sygnał wyjściowy nie będzie podlegał żadnemu obciążeniu.
|
|
| Back to top |
|
|
nemo07
Poziom 22
Joined: 10 May 2005
Posts: 2186
Location: D'dorf
|
#7
13 Sep 2010 20:14 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
| kochzg wrote: |
| ... Sygnał wyjściowy nie będzie podlegał żadnemu obciążeniu. |
Troszke mnie oslabiles ta odpowiedzia, kolego!
No bo, jesli tak, to wystarcza dwa druciki, nigdzie nie podpiete, i do tego ZDEKLAROWAC, ze miedzy nimi panuje idealna fala prostokatna 1 MHz, 120Vpp. Nie zapomniec o tabliczce "UWAGA, WYSOKIE NAPIECIE!" :D
A wracajac do raliow, narzucaja mi sie dwie proste alternatywy.
Pierwsza - zrobic przetwornice push-pull z transformatorem o odpowiednim przelozeniu, aby miec po stronie wtornej 120Vpp. Pomysly znajdziesz w dziale http://www.elektroda.pl/rtvforum/forum8.html (szukaj tematow z "przetwornica push pull"). Tyle, ze do tego potrzebujesz rdzenia z ferrytu zdatnego do pracy przy 1MHz, oraz starannego nawiniecia (lica).
Druga - zmodyfikowac powyzszy uklad, jak nastepuje (kaskoda MOSFETow, nie mam czym malowac, wiec opisuje):
Bramke swojego IRF630 (T2) zapinasz na +12VDC (polaryzacja bramki, zblokowana pojemnoscia 0,1 uF do masy). Jego zrodlo zapinasz na dren MOSFETa wejsciowego (T1), ktorego zrodlo jest na masie a bramka wejsciem kaskody. Wartosc RL mozesz w tym ukladzie zwiekszyc kilkukrotnie (byc moze do rzedu 50 Ohm lub wiecej, zaleznie od pojemnosci miedzyelektrodowych uzytych MOSFETow, w szczegolnosci wyjsciowego - T2). Ale zauwaz, ze moc tracona w RL bedzie nadal wysoka, najpewniej powyzej 100W. Ponadto RL powinna byc w miare mozliwosci "bezindukcyjna".
Dla szybkich czasow przelaczania nalezy wybrac MOSFETy z mozliwie malymi pojemnosciami Cgs i Cos (dotyczy szczegolnie T2), wzglednie z malym tzw. Total Gate Charge (dotyczy szczegolnie T1). W gre wejda wiec inne niz IRF630 typy MOSFET - z mniejszymi wartosciami Idmax jak i pojemnosciami.
Ponadto, bramka wejsciowa tej kaskody powinna byc sterowana przez odpowiedni uklad, tzw. "gate driver". Detali szukaj tu: http://www.google.pl/#hl=pl&source=hp&q=power-MOSFET+gate+driver
Jesli chcesz realizowac ten wariant, to przerysuj i zalacz zmodyfikowany uklad.
Wszystko jasne?
Pozdrawiam
|
|
| Back to top |
|
|
Google
|
| #
13 Sep 2010 20:14 |
|
|
|
|
|
| Back to top |
|
|
kochzg
Poziom 14
Joined: 26 Mar 2004
Posts: 156
|
#8
16 Sep 2010 22:16 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
Wielkie dzięki nemo07 za zainteresowanie moim tematem i podpowiedziami.
Naprawdę układ nie będzie podlegał obciążeniu. Buduję coś w rodzaju miernika pojemnościowego (zakres pomiarowy 0.1-1fF) a ten sygnał będzie podłączony do jednej z okładzin powietrznego kondensatora (więc chyba nie będzie obciążenia?). Nie będę opisywał całego układu pomiarowego, gdyż zajęło by trochę miejsca, ale ten sygnał potrzeby jest mi jako tzw wymuszenie.
Pierwszą rzecz sprawdziłem, wyrywając jakiś transformator z przetwornicy. O dziwo, w bardzo prosty sposób udało mi się osiągnąć wartości +/-100 V (chyba ma przełożenie 1:10). Sygnał nie był "idealny" i najlepsze przebiegi uzyskałem przy częstotliwości około 500kHz. Przy mniejszych lub większych częstotliwością sygnał wyjściowy z transformatora znacznie malał.
Zacząłem rozglądać się za wykonanie odpowiedniego transformatorka i znalazłem firmę z Krakowa która być może zrobi taki transformator. Obecnie firma przetwarza moje zapotrzebowanie (dane) i zobaczymy co wymyślą.
Nawet znalazłem odpowiedni ferryt (ferrytowy rdzeń pierścieniowy 4C65) ale twoje słowa "starannego nawinięcia (lica)" trochę mnie zniechęcają do samodzielnego wykonania transformatorka.
A propos, co wynika z tego rysunku, czy im wyższa wartość "u" tym lepszy jest rdzeń dla moich celów.
Z drugą częścią zajmę się jak najszybciej. Coś sklepię i zobaczymy co wyjdzie.
|
|
| Back to top |
|
|
nemo07
Poziom 22
Joined: 10 May 2005
Posts: 2186
Location: D'dorf
|
#9
21 Sep 2010 07:25 Re: Generator sygnału prostokątnego wysokiego napięcia |
|
|
|
| kochzg wrote: |
| ... Naprawdę układ nie będzie podlegał obciążeniu. Buduję coś w rodzaju miernika pojemnościowego (zakres pomiarowy 0.1-1fF) a ten sygnał będzie podłączony do jednej z okładzin powietrznego kondensatora (więc chyba nie będzie obciążenia?). Nie będę opisywał całego układu pomiarowego, gdyż zajęło by trochę miejsca, ale ten sygnał potrzeby jest mi jako tzw wymuszenie. |
Dziwne jest, ze zakladasz fale prostokatna jako wymuszenie, a nie sinus, bo potencjalne bledy takiej metody sa (w przypadku metod impedancyjnych - mostki RLC etc.):
a) z gory zakladane/nieuniknione
b) niezdeterminowane co do wartosci i
c) zmienne (pochodne zmian parametrow fali, jak np. szybkosci zbocz od temperatury etc.)
... no, chyba, ze u podstaw projektu lezy metoda integracji skoku napieciowego lub tp.
Jesli wolisz sinus, to patrz http://www.google.pl/#hl=pl&q=ZVS+converter /-ZVR /-AVS
Dobrze zaprojektowany uklad ZVS, kiedy nieobciazony, generuje bardzo czysty sinus.
| kochzg wrote: |
| ... znalazłem odpowiedni ferryt (ferrytowy rdzeń pierścieniowy 4C65) ale twoje słowa "starannego nawinięcia (lica)" trochę mnie zniechęcają do samodzielnego wykonania transformatorka. |
Lica - to ze wzgledu na zjawisko naskorkowosci (straty), jednakze przy tak znikomym obciazeniu, jakie zakladasz, problem naskorkowosci nie jest tak krytyczny, jak to ma miejsce w ukladach klasycznego zasilacza "SMPS". Natomiast pojemnosci miedzyzwojowe stanowilyby potencjalny problem, gdybys nawinal wtorne uzwojenie pojedynczym drutem emaliowanym (czytaj: nizsze napiecie na wyjsciu niz bylo projektowane).
Zamiast nawijac, mozna poszukac jakis pasujacy przelozeniem transformator, z przetwornicy pracujacej na wysokiej czestotliwosci (F > 500 kHz), i "odwrocic" uzwojenia stronami, j.w. zrobiles.
| kochzg wrote: |
... A propos, co wynika z tego rysunku, czy im wyższa wartość "u" tym lepszy jest rdzeń dla moich celów.
|
Z tego rysunku wynikaja zakresy czestotliwosci pracy wymienionych materialow. Tam, gdzie "u" rdzenia silnie opada, spada rownie silnie tzw "power capability" (ilosc maksymalnej przenoszonej mocy na jednostke objetosci) i zazwyczaj rosna straty w materiale (tzw. core loss).
Generalnie wysoka wartosc "u" jest pozadanym parametrem dla wiekszosci zastosowan. Wyzsza "u" pozwala zmniejszyc ilosc zwojow, czyli zmniejszyc rezystancje uzwojen (i "straty w miedzi") oraz wartosci innych elementow parazytowych uzwojenia, Przy F = const = 1 MHz najlepszym kandydatem z powyzszych bylby material 3F3.
Pozdrawiam
|
|
| Back to top |
|
|
