Формирование мощных наносекундных импульсов.

Аспирант

Вот и мне пришло время присоединиться к миру электроники не со стороны заднего прохода, а со стороны головы... Вообщем небольшая предыстория...

Занимаюсь в аспирантуре пробелами электрохимии и электроэрозии, встал вопрос об использовании источника питания с наноимпульсами. Погоня эта мотивируется тем, что бы вести обработку до того момента когда произойдет короткое замыкание (идеальная картина на минимальных зазорах). Основа этой идеи в том, что скорость протекания химической реакции на порядки больше чем развитие короткого замыкания.

Теперь подходим к сути вопроса!

Нам необходим источник питания выдающий до 150 В, мощностью до 3 кВт. Но самое интересное то, что источник должен выдавать меандр(прямоугольный униполярный импульс) с длительностью 20-80 нс. При этом крутизна фронта и спада должны быть минимальны. Все это конечно в идеале, на практике необходимо приблизится к 10 В, 5 А и длит.имп. 100-200 нс...

Теперь к тому что есть!

Нам спаяли плату на AVR контроллере Atmega8583_L, которая управляет каскадом из трех транзисторов, но собрано на источнике от компьютера, поэтому сильно фонит сигнал и форма импульсов похожа на непонятно что... Думаю что можно в этой схеме модернизировать(или собрать заново). Самой схемы конечно нет.

В интернете вычитал такую схему:

Источник питания(макс. стабилизированный с мин. шумами и помехами)----"накопитель"(не знаю что такое)----"магнитные ключи(я так понимаю что работа сходна с реле в автомобиле, т.е. подается напряжение-замкнуты контакты, нет-разомкнуты)", которые управляются генератором импульсов----нагрузка(электрохимическая ячейка). Источник питания и генератор импульсов возможно приобрести.

Вообщем интересуют различные мнения по возможности организации такого источника. Книги читать умею и читаю, однако опыта для самостоятельных разработок будет конечно не достаточно.

Реклама

Аспирант

Микруха работает на частоте 16 МГц, т.е. 1 такт за 62,5 нс. Думаю этого маловато из-за задержек и прочих "замедлителей".

Реклама

Аспирант

Какие-то проблемы с добавление картинок...

МитяРа

Аспирант, небольшой совет: если хочешь дополнить свой сообщение или поправить, то можно воспользоваться кнопкой "Правка" справа - под ним..

Аспирант писал(а):с добавление картинок...

Если картинка не прикрепилась, вверху формы отправки будет написано - почему..
Объём картинок ограничен 256КБ..

Реклама

Stepa

Аспирант писал(а): источник должен выдавать меандр

Меандр, это прямоугольные импульсы со скважностью равной двум.
Вы именно такие импульсы имеете в виду?

Иначе путаница у нас получится.

Реклама

Аспирант

В идеале неплохо регулировать длительность прямоугольного импульса и скважность. Но если это очень сложно, то просто меандр! )

Реклама

Аспирант

Наверное в эту ветку я зря тему положил... Модеры, может в основную или по силовой электронике?

Meteor

Оставьте пока тут свою пробелу:)
Изменение длительности импульсов на AVR с вашими требованиями - дохлый номер.
Тут лучше на плис например EPM7064 или EPM7128 сделать.
Но это не самое главное. Главное - формирователь(ключ) который сможет за доли нс перезарядиться и открыть или закрыть путь от источника...

Аспирант

Вот и я прихожу к выводу что самое главное ключ... только легче мне от этого не становится. Чем плох этот AVR контроллер? Длительность импульсов, равно как и их форма в последующем будет задаваться генератором импульсов(если программно это сложно сделать, хотя немного поправить код программы и перепрошить контроллер не так сложно, но и не так удобно)!

Котёнок.

Это конечно уже старое, но я бы посмотрел в сторону лавинных транзисторов.
Для начала модно здесь почитать.
Стр. 38
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/R/''Radio'' ... djv%5d.zip
А потом посмотреть здесь.
http://www.google.ru/webhp?hl=ru&tab=ww ... 0ebe5f00a2

Хотя может я уже устарел.

Аспирант

Сейчас импульс такой...

Аспирант

Судя по первой ссылке лавинный транзисторы используются для создания самого генератора импульсов, или я ошибаюсь и они используются как ключи?

Аспирант

Силовые полупроводниковые ключи
Автор: Воронин П. А.

на обложке Mosfet ))

может её осилить попробовать?

Аспирант

SOT883 транзисторов MOSFET компании NXP со временем включения 12-16 нс и временем выключения 17-24 нс. может на таких собрать?

tvorcheskiy

Может, на ВЧ транзисторы посмотреть. Типа КТ930А? В классе С работают, а это то, что надо...
И логику на простейших 74AS... Tpd = 1,7 нс, Pd = 8 мВт...

Аспирант

Ребят, кто дает советы, распишите поподробней устройство и принцип работы, а то я в этом еще так мало понимаю... )))

Мастер Ломастер

я как-то не понял: сказано в одном посте, что надо источник 3 кВт при напряжении до 150В - это значит, 20А ток. и в этом же самом посте сказано, что в идеале надо добиться 10В при 5А... то есть 50Вт. как-то одно с другим не вяжется...

Meteor

я как-то не понял

На мой взгляд все объяснимо: автор думает что для старта достаточно получить импульсы амплитудой 5В и током до 10 А.
Затем он просто (надеюсь я все же ошибаюсь) сменит 5В на 150В (и ключи другие поставит) и получит те же импульсы.
Но беда в том что например в биполярный транзистор в h21э=10 надо загонять 0,1 выходного тока, а лучше даже 0,2..0,3 (при токе 10 А ток базы будет 1..3А).
И тут начинаются настоящие проблемы, т.к. каждый последующий узел, должен быть не хуже предыдущего.
И число каскадов начинает расти.
Наверно правильнее рассматривать формирователи применяемые в РЛС. Там как раз на длинных линиях делают генераторы накачки и запуска магнетронов, клистронов и т.п.
Кстати, может микроволновку разобрать ?:idea:

Мастер Ломастер

беда даже не в том... импульсы ТОКА получить не так-то просто из-за индуктивностей проводов/кабелей. одно дело 5А, а другое 50А с наносекундными фронтами.

Аспирант

Хорошо, дабы не лезть очень глубоко в тему(при условии моей малограмотности), условимся след. образом:

Имеется:
1. генератор импульсов необходимой форы и длительности (например меандр 50 нс)
2. источник питания 3 кВт (например до 120 В)
3. нагрузка в виде электрического пробоя или анодного растворения с возможными кратковременными замыканиями

Необходимо:
Подключить источник питания к нагрузке так, что бы форму и длит.импульса задавал генератор импульсов через некое устройство(ключ).

Можно предложить готовые устройства, можно схему, можно услуги в виде изготовления такого устройства(в крайнем случае)!