Power Electronics

Для измерительного стенда необходимо разработать управляемый источник тока 0-50 А стандартной формы (синус 50 Гц, постоянный или импульсы) на низкоомную нагрузку от 100 до 0,1 Ома при общей мощности до 500-600 Вт. Точность установки 0,1 А. Кто готов решить проблему?

Эт как понимать? Может Вы обратились не по адресу? Здеся, ИМХО, народ большей частью сам мазгою шаволит, а ежли чего непонятно, то просит совета, помощи и т.п. Смайлик какой-нить бы приклеили. К примеру, я , я , я и в конце
Хотелось бы услышать Ваше понимание в решении поставленной задачи, Ваши наработки... А так... вон на сайте ещё есть место для рекламы, токо она будет звучать нескоко иначе - "Плачу стоко то бабла за решение сей проблемы"

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Ну таки да, это ему в "Поиск" или "Разное". А по сущ. вопроса - синус, наверно, неплохо делать на усилке класса "D", но я не берусь. Когда-то хотел сделать для регулировки электросчетчиков, кончилось ШИМ-овым синусом на меге8-ФНЧ-усилок "Амфитон"-железный транс для согласования сопротивлений. Вот так оно и работало.. Да и фирменный источник для поверки был сделан примерно так же - на мощном УНЧ. Только для повышения КПД сделали ступенчатое питание.
Что касается импульсов, сложность зависит от требуемой длительности фронтов.
И еще - для такого шрокого диапазона сопротивлений нагрузки прибор лучше делать хоть двухдиапазонным. Переключать, напр., релюшками. На 50 А - лучше контактор.

Burner, я с Вами соглашусь. В своё время, для настройки/наладки реле промышленной частоты использовался НЧ-генератор с диапазоном 47-52Гц (около того, не помню, давно было) и выходной мощностью до 350Вт, напряжением 10-120В. Ессно, был и разделительный/согласующий транс на торе. Но время прошло. Сейчас для настройки/наладки микропроцессорных защит, в частности реле частоты, используются разные модификации РЕТОМ. Моща там требуется небольшая.
Для oldmalish повторяю то, что сказал в посте выше "Хотелось бы услышать Ваше понимание в решении поставленной задачи, Ваши наработки... ". Да и Aziat, в другой ветке, указал товарищу на это (примерно).

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Спасибо всем, кто откликнулся! Конечно, что я обратился за помощью... Первое, что пришло в голову- это усилитель класса D, причем с разбиением импульсов ШИМ (50 кгц) на четные и нечетные для исключения одностороннего намагничивания транса, особенно при формировании однополярных импульсов тока. Сигналы управления вырабатываю АТмегой 128. ШИМ вырабатываю положительными полуволнами синуса, поэтому на выходе моста после транса также имею положительнве полуволны, а далее поочередным переключением плечей моста на землю опрокидываю их через одну и получаю нормальный синус. Поскольку все управляется цифрой, то все происходит синхронно и без ошибок. Что же плохо?

Плохо то, что при изменении нагрузки изменяется коэффициент передачи цифра-ток! Естественно, при изменении тока наблюдается существенная его нелинейность. Попытки организовать обратную связь особым успехом не увенчались. Основной преградой этому является задержка корректирующего сигнала с датчика тока на выходе ФНЧ до ШИМ формирователя контроллера. То есть мы не успеваем скорректировать синусоиду в нужной точке!

Тогда есть два пути(или 2 с половиной).
1. Измерять ток и соответственно менять напряжение питания моста
1,5)или переключать релюшками коэф. трансформации транса(как китайский "стабилизатор") и какие-нить балластные резисторы, включенные последовательно. Все это делается постепенно в надежде на то, что сопротивление нагрузки быстро не меняется. Так же можно и пересчитывать коэффициенты ШИМ, но на меге это тяжеловато .
2. Сделать Current Mode преобразователь - то есть компаратор с шунтом и с гистерезисом, напр., а ШИМ аналоговый или вовсе релейный. Будешь иметь все 33 удовольствия с симметрированием и железным трансом. Я когда-то пытался нарисовать такую схему, но так и не сделал.
Компаратор сравнивает напряжение на шунте и задающее, и если "+" -включает верхний ключ, "-" - нижний. Только надо еще брать напряжение с разделительного конденсатора и подмешивать компаратору на вход. Для симметрирования.
А можно взять натуральный усилок класса D, дать ему на вход синус, и делить амплитуду этого синуса каким-нить цифровым резистором или ковоксом на выходе 8-канального аналогового ключа. А то и вовсе бывают готовые цифровые регуляторы громкости.
Последовательно с обмоткой транса - разделительный конденсатор.

Можно сделать 2(или даже 3) Current Mode полумоста - один на малое сопротивление, другой на большое(и малый ток). Без выходного транса. Каждому свой шунт, дроссель и выходной фильтр(если пульсации мешают). Постоянная составляющая просто идет в нагрузку. Для избавления от нее можно балансировать схему, а также делать автобаланс - напр. с шунта пропустить через ФНЧ, усилить ОУ с хорошим балансом и подать на компаратор. Полумосты эти переключать опять же релюшками. Сэкономишь транс и избавишься от геморроя с его намагничиванием.

Из-за нелинейности, а точнее из-за непредсказуемости величины тока мы не можем заранее задать и выставить амплитуду тока на неизвестную нагрузку и т.д. А ведь это измерительный стенд.
Пока что надеемся только на измерение текущей величины тока через нагрузку. Если же нагрузка не чисто резистивная, то возникают еще и искажения синусоидальной формы, которую просто нечем скорректировать.

Как сказал Burner, решение с мощным УНЧ действительно эффективно.
Мы попробовали решение с использованием 400-ваттного операционника РА50 фирмы Apex. Но для улучшения кпд необходимо использовать двухполярный источник питания (конечно, импульсник) с падающей характеристикой и с изолированными вольтдобавками по 10-15 вольт для работы его предусилителя на встроенные полевики. Кроме этого, необходимо что-то сделать для обеспечения выходного напряжения при наибольшем сопротивлении нагрузки, т.е. более 100-150 вольт амплитуды, что трудно без трансформатора, который все равно не подходит из-за габаритов и непригодности для широких импульсов или постоянного тока.

Питание Арех РА50 не должно превышать +\- 50Вольт.
Поскольку в любом варианте приходится делать мощный двухполярный импульсный источник питания, то желательно, чтобы он и обеспечивал необходимые сигналы!
Вот такая история вопроса, а достаточно хорошего решения пока не получено!

А как насчет пульсаций и переключения? Если сделать импульсные полумосты на разные напряжения и переключать их - не пойдет? Скажем, 1 полумост на 20-30 В, второй - на 150. Или нагрузка скачет так, что не успеешь переключить, или нельзя переключать? Дело в том, что один каскад, который даст и 50 А, и 150 В, получается с экви мощностью 7,5 кВт. Имеется в виду - по дросселям и вых. транзисторам, ибо по входу он столько жрать не будет.
В принципе, можно извратиться со ступенчатым усилителем НЧ. Динозавр получится прикольный. Нижний полумост - на 50 А, 10 В, питается через диоды 50 А, 200 В от +/-20 В. Над ним - 30-вольтовый. Уже на 20 А. И т.д., до 200 В. Но при реактивной нагрузке греться будет.

Переключать вообще-то не хочется, хотя по условиям-возможно. Нагрузка не скачет. Пульсации в процессе не допускаются.
Ступенчатое питание - хороший вариант, однако хочется сделать все плавно и уложиться в приемлемый КПД, то есть менять напряжение питания УНЧа обратно пропорционально задаваемому среднему току, то есть падающая характеристика ИИП. Сейчас я контроллером вырабатываю управляющую пилу для регулирования питания, но весь диапазон напряжений для малых токов Арех не перекрывает. То есть мой вариант временный и в итоге не годится.

Burner прав! Может быть действительно установить несколько релюх, чтобы переключать секции выходной обмотки полумоста на ожидаемый ток?
Единственным недостатком, возможно, станет то, что измерения иногда будут производиться в несколько попыток. А это не очень хорошо, хотя и не смертельно!

Burner-посоветоватся надо, загляните пожалуста в ветку "Преобразователь 12В-220В 50Гц (DC-AC) с синусом на выходе"
Конструирую девайс а полупроводами стрелять не охота:)

_________________
Стрелой горящей поезд режет темноту
послушный неизвестным силам .......
....В руках билет, чтоб мог ты с поезда сойти
И не играть в игру чужую
Но нет того, кому ты можешь предъявить
Свой тайный пропуск в жизнь другую (С)Ария