Начинаю только реализовывать дипломную работу и пришел за советом.
Суть темы - спроектировать источник питания для работы с ионизационной камерой, которая потребляет до 100uA постоянного тока.
Цель - иметь на выходе 3 или больше предопределенных напряжений DC в диапазоне 200 - 300V (в теории хотелось бы осуществить 1k - 1,5kV)
Изначальные требования - избегать использование преобразователей и проверить на практике рационально ли использовать батарейки или аккумуляторы соединенных последовательно как источник питания.(рассматривая под углом стабильности напряжения, уровня шумов, срока работы и цены).
Сейчас нахожусь на этапе переваривания найденной информации и в голове имеется идея: управлять выбором напряжения с помощью микроконтроллера и демультиплексора; высокое напряжение переключается и изолируется с помощью реле SSR. Набросок схемы прикрепил.
Вопрос - Реализуемая ли вообще тема дипломной в жизни, так чтобы, в итоге, параметры хотя бы припоминали целесообразные или стоит все-таки подумать о проверенном варианте, на основе преобразователя? Тема свежая, а куратор не эксперт в этой теме, он более специализирован по ионизационным камерам, так что ищу решения и идеи на просторах интернета. Есть ли зерно здравого смысла в моей идее и на что обратить внимание при поиске решения для стабилизации напряжения и понижение шумов?
В таком включении будет КЗ, нужно использовать выводы 4,6.
_________________ Тем кого не устаревает наличия ошибок в моем тексте, оставляю права не пользоваться моими советами или просто не читать мои сообщения.
конечно - только преобразователи. тут без вариантов если иметь ввиду практические соображения. лююые хит на большие напряжения будут существенно дороже.
то что ток <1mA - дает большую свободу по выбору схемотехники. можно например на выходе применить диодный выпрямитель-умножитель с довольно большим умножением. но любые экстремальные решения скорее всего будут неочень. оптимально скорее всего однотактная бустерная схема скажем с 12V до 200..800V без умножителя или трансформаторный флайбэк (обратноход) с трансформатором 1:10..1:20 и умножителем ~x4..x8 на выходной обмотке. это легко даст до 1.5kV 100uA с диодами и пленочными конденсаторами общего применения . фидбэк по выходному напряжению с умножителя.
Если анодные батареи до сих пор выпускают то почему бы и нет? Две батареи дадут микроамперный ток в течении длительного времени, а преобразователь будет жрать постоянно и гораздо больше тока питания камеры...
_________________ Ничто так не укрепляет взаимное доверие, как 100% предоплата! Дмитрий, ex-RK3AOR.
Использование модульных источников питания открытого типа широко распространено в современных устройствах. Присущие им компактность, гибкость в интеграции и высокая эффективность делают их отличным решением для систем промышленной автоматизации, телекоммуникационного оборудования, медицинской техники, устройств «умного дома» и прочих приложений. Рассмотрим подробнее характеристики и особенности трех самых популярных вариантов AC/DC-преобразователей MW открытого типа, подходящих для применения в промышленных устройствах - серий EPS, EPP и RPS представленных на Meanwell.market.
Если анодные батареи до сих пор выпускают то почему бы и нет?
БАС-60 - батарея анодная сухая 60 и 80 В. Их использовали до 60-х годов прошлого столетия, поэтому такие батареи теперь только в музеях. Умформер (электро-механический преобразователь) теперь тоже не найти в продаже. С высоковольтными оптронами не всё так просто - их не существует. Гораздо проще управлять ВВ генератором, к выходу которого подключен умножитель напряжения. Думайте лучше в этом направлении.
_________________ Спасение утопающих дело рук самих утопающих.
всякие 9V 6F22 и редкости вроде A23 (12V) - будут в разы дороже (а если цена за емкость то в десятки раз) , хотя позволят сэкономить массу и обьем. https://eldvor.ru/electronics/elementy- ... 12v-20200/ A23 ~0.7g/V - наверно максимальная плотность из элементов общего применения.
самые дещшевые батарейки что сходу находят поисковики это 18р за 4 AAA тоесть 3 рубля за вольт и масса ~6..8g/V
То есть для получения 1,5 кВ понадобится 1000 штук и 4,5 тыр денег. При чём, соединять их для надёжности придётся контактной сваркой - проварить 2000 соединений. В случае выхода из строя хотя бы одного элемента придётся заменять всю батарею - не искать же потёкший элемент среди такого количества. С управлением тоже предвижу проблемы. Короче, защитить диплом успеете, а следующие дипломники пускай разрабатывают систему диагностики и быстрой замены элементов ААА.
_________________ Спасение утопающих дело рук самих утопающих.
Для батареи из нескольких сотен элементов важен конструктив в первую очередь. Иначе она сдохнет от утечек в течении первых суток после сборки. Скажем, какаянить "Молния" на 300 В непременно вся прокладывалась полиэтиленом и заливалась битумом. Но все равно имела небольшой срок хранения.
_________________ Астролябия-сама меряет, было бы что мерять!!!
Вы фигню какую то с батарейками придумали - этакий вольтов столб в 21 веке шум преобразователя мешает - так спрячьте в экран ,поставе фильтр . А шум ардуины вас не пугает ?:))
при токе 100uA не проблема сделать линейный регулятор напряжения, 1kV падения ~ всего 100mW !
... другое дело что применять батареи нет ни малейшего смысла
Николай_С писал(а):
для получения 1,5 кВ понадобится 1000 штук
могу бесплатно подкинуть идею удобного конструктива :
матрица 32x32 круглых ячеек для AAA можно напечатать или склеить из отрезков пластиковых трубок
на одной стенке закрывающей эту матрцу - никелевые перемычки соединяющие попарно соседние элементы в матрице. и с контактным доступом к каждой пластине с внешней стороны для целей диагностики и c отводами для разных напряжений где нужно
на другой стенке - парные стальные никелированные пружинки ( стандартный пром. конструктивный элемент) , также попарно замыкающие элементы.
жесткие стенки стягиваются 4мя болтами через отверстия в матрице.
Пластиковая труба в которую закладываются последовательно "пуговичные" трехвольтовые элементы с торца две пружины (возможно и одна) для прижима. Возьмём например 2016... толщина 1,6 мм. сто штук дадут 300 вольт и длина набора 160 мм. Имхо вполне технологично.
_________________ Ничто так не укрепляет взаимное доверие, как 100% предоплата! Дмитрий, ex-RK3AOR.
Например, в ГОСТ 18668-73 Камеры ионизационные токовые для радиоизотопных приборов указан источник питания стабилизированный БНВ-31. Питание у него от сети, далее стоит преобразователь с умножителем напряжения. Выходное напряжение регулируется переменником и контролируется встроенным вольтметром. Кстати, БНВ-31 сделан на том же заводе, где делали серийные дозиметрические приборы. И во всех серийных дозиметрах применяли преобразователи. Ибо без них трудоемко было получить высокое напряжение. Конечно, тамошние преобразователи, в силу своей специфики, попроще чем в БНВ-31. А вот в мегомметрах преобразователи уже помощнее стояли. Опять же с силу своей специфики. Чем плохи преобразователи?
Не, ну если на элементах питания, то, чем больше компонентов, тем меньше надежность, плюс усложняется подготовка к процессу самого измерения. Необходимо будет предусмотреть подключение прибора контроля к каждому отдельному элементу питания. С заданием границ допуска "годен-не годен". Например, 100 элементов питания = 100 позиций переключалки. К концу процесса контроля уже пофиг будет, не говоря уже о том, что такой еще найти надо... Или каждый раз получать со склада комплект секционированных батарей с протоколом проверки и печатью "годен"??? А вдруг при пролете мимо радиации один из элементов составной батарейки сделает "пук"... В случае с преобразователем - 1 вольтметр + 1 переменник, или переключалка с регулятором "плавно".
Впрочем, если препод уперся, то можно и батареи прописать. Может Нобеля дадут или Шнобеля... И лучше применять сборки на одно напряжение, например 60В. Тогда, например, на 120В =2 секции, на 180 =3 и т.д. Тогда и тестирование можно будет упростить, если проверять секции. И замечу, что прибор контроля на выходе источника обязателен. Ведь ключ может не сработать или наоборот. А так будет видно, чего там выдается.
И .., кстати, у SSR есть такой параметр, как ток утечки. Как он соотносится с указанным значением тока потребления? А также с предполагаемыми токами с самой камеры...
Всегда можно "переобуться в воздухе" и продолжить с более рациональным вариантом.
Хотел бы, пока время не поджимает, попробовать еще повозиться с батарейками; к преобразователю могу быстро переобуться, так как там уже есть готовые варианты, мне только скатать.
Я планировал использовать для теста батарейки 12V a23; если по итогу понадобится емкость побольше, могу через пластиковые трубки, по секциям, соединить 3V CR2032.
; думаю выглядит подходящим для моих целей, как по факту есть, спрашиваю у вас.
В голове есть еще идея попробовать каждую секцию стабилизировать через свой LR8, а потом также через SSR управлять выходом(оказалось у меня было кз на изначальной схеме, через выходы 4 и 6 вышло уже ожидаемо, но проверял, физически, через относительно меньшее напряжение).Также может лучше иметь одну целую секцию и через делители давать нужное напряжение на lr8?так батарейки будут равномерно разряжаться.
Еще нашел для стабилизации регулятор LR8... думаю выглядит подходящим для моих целей, как по факту есть, спрашиваю у вас.
Любой регулятор для своей работы потребляет от источника питания ток, значительно превышающий рабочий ток, заявленный Вами. Поэтому, если надо регулировку, то это будут точно не батарейки.
_________________ Спасение утопающих дело рук самих утопающих.
Kagura, если есть LR8 то усиливать ее транзисторами для потребителя 100uA - ненужно просто typical Application Circuit. R1=12k R2=4.7M переменный C1,C2 пленочные 100nF 630V https://www.chipdip.ru/product0/8735675809 https://www.chipdip.ru/product0/603903490 потреблять сам регулятор будет ~10uA чип + 100uA вышеуказанный делитель. впринципе сопротивление этого делителя вероятно можно еще увеличить в разы, но ценой будет ухудшение стабильности и трудности раздобыть хороший переменный резистор на 47M можно переключатель и набор постоянных резисторов. это будет дешевле и лучше в смысле стабильности. в любом случае будут суровые специфические требования к монтажу вроде тщательной отмывки от флюса итп.
если же нужно управление обязательно именно с msc то особого смысла применять редкости вроде LR8 скорее не будет, тогда нужно будет изобретать чтото с высоковольтными fet, возможно делитель или управляемый балласт - стабилизатор возможно даже pwm регулятор. но конечно при источнике из A23 это все нельзя будет долговременно включать, я б выбрал AAA, с ними явно свободнее будет выбор схемотехники регуляторв.
про ssr - забудьте, они там неуместны ниразу, применять их для этой задачи есть смысл только если не у кого спросить как работают транзисторы . если хочется хардкора - можно с помощью классических реле с механическими контактами коммутировать - тож вариант, и меньше проблем с сопротивлением в разомкнутом состоянии
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 26
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
и масса ~5..8g/V 
шум преобразователя мешает - так спрячьте в экран ,поставе фильтр . А шум ардуины вас не пугает ?:))
