Возбуждение пьезика.

[FPGAlover]

Доброго дня! Потребовалось мне возбуждать пьезик для ультразвукового сканирования. При этом питание схемы завязано на аккумулятор и в общем то может быть от 8 до 14 вольт. При этом нужно генерировать одинаковые(вне зависимости от питания) посылки амплитудой порядка 100 вольт . Так как не хочется городить DC/DC преобразователь, решил я запитывать контур током. Набросал следующую схемку:

Но никак не могу понять, как это будет заряжаться.
Понятное дело, что в начальные условия будут нулевой ток на катушке и нулевой заряд на емкости, а конечные - нулевой заряд на емкости и (Uпит-0.6)/R ток на катушке.
А вот динамика непонятна. Подскажите пожалуйста! будет ли это вообще работать?

[Gudd-Head]

А ток базы откуда возьмётся?

[FPGAlover]

А ток базы откуда возьмётся?

Через емкость фронт пройдет. Собственно это временная защита от перегрева резистора, (если контроллер взглюкнет и он 1 держать будет ).
собственно RC базы выбирается с постоянной времени значительно большей чем надо для запитки индуктивности.
ммм. Тут надо еще подтянуть к земле правую обкладку. Иначе по обратному фронту база в минуса уйдет и там же останется
Ну вопрос собственно не в этом...

[Gudd-Head]

Через емкость фронт пройдет.

А дальше? Ёмкость зарядилась, а как разряжаться будет?

[FPGAlover]

через резистор и pn переход транзистора на землю.
А вот после обратного фронта в минусах останется... обкладку правую надо подтянуть к земле ...
Сейчас на схеме поправлю..

[Gudd-Head]

Как-то странно у вас полевик нарисован — исток с подложкой в одном месте, а затвор — в другом

[FPGAlover]

Как-то странно у вас полевик нарисован

Действительно... зарисовался Ну, для ясности это P канальный мосфет.

И все таки, как будет происходить переходный процесс?

[FPGAlover]

собрал на макетке.. Работает как и задумано. Вот только с биполярником косяк, из за мягкого выключения полевика пропадает эффект хорошего щелчка...

при пошаговой отладке программы на микроконтроллере закосячил и брейкпоинт поставил после взвода сигнала - схема неплохо задымилась так что защиту по времени открытия ставить таки надо))

[Gudd-Head]

Вот только с биполярником косяк, из за мягкого выключения полевика пропадает эффект хорошего щелчка...

Поставьте "драйвер для бедных":

А насчёт ограничения времени открытия я ща подумаю.

[FPGAlover]

Вопрос: А зачем тут R1 стоит? Для электромагнитной совместимости?

[Gudd-Head]

Чтобы хоть какое-то ограничение тока затвора было
Вот вам защита:

VT1 — силовой транзистор.
Если с МК (точка на схеме) слишком долго приходит лог "1", С1 через R2 заряжается до ≈0,7 В и открывает VT2, который закрывает VT1. При кратковременной подаче лог "0" С1 через VD1 (Шоттки!) быстренько разряжается. Параллельно С1 можно поставить резистор чтобы заряжать кондёр не до лог "1", а где-то до 1 В.

[FPGAlover]

Спасибо! А в каких случаях ток затвора имеет место что 1ом имеет смысл? (извиняюсь за безграмотность)
Я тут вот что подумал - поскольку раскачка пьезика не должна зависеть от питания (8-12v) то имеет смысл заряжать индуктивность до определенного тока. Такое решение пришло в голову:

[Gudd-Head]

В принципе, правильно.
Опять кондёр на входе
Но только введя доп. резистор в контур, вы губите и так невысокую добротность (если катушка и вправду у вас целый Ом! ) и, соответственно, снижаете амплитуду колебаний и их длительность. Короче, лучше мерить ток вне колебательного контура.

[FPGAlover]

Опять кондёр на входе

ну мне только фронт нужен чтоб триггер взвести а у меня сейчас под рукой такой контроллер, что только 2.5 мс минимальный импульс. А индуктивность заряжается гораздо быстрее.
На счет резистора - согласен. Просто с ходу не придумал как ток померить "подальше от земли"
Вроде как дифф усилитель на токозадающий резистор повесить должно нормально быть (у меня инстинктивный страх перед измерениями между небом и землей )

[Gudd-Head]

А в каких случаях ток затвора имеет место что 1ом имеет смысл?

Дело в том, что в момент включения транзистора происходит практически КЗ, т.к. в цепи коллектор-эмиттер-затвор ток ничем не ограничен и транзистору драйвера может сделаться плохо. А с 1 Омом пик тока хотя бы не будет превышать 12 А (при 12 В питания).

Просто с ходу не придумал как ток померить "подальше от земли"

Я тоже не могу сходу сказать как это сделать.

[Mike_Solo]

Идея возбуждать пьезик нормированной энергией из катушки мне кажется очень секси! Нужно только прикинуть потребную энергию в катушке, её индуктивность и емкость пьезика и ток в катуше тоже.

Просто с ходу не придумал как ток померить "подальше от земли"

Я тоже не могу сходу сказать как это сделать.

Да ладно, просто надо выкинуть неуклюжий Р-канальный мосфет и вспомнить, как сделан буст-конвертор питания с NPN биполяром или N-mosfet.
Рисовать нечем, так что словами от плюса питания: катушка, быстрый диод, сток, исток, измерительный резистор, земля. К точке между катушей и диодом подключать пьезик, его второй конец - куда угодно, (к земле или питанию), сдобрить питание большим керамическим кондёром и вуаля

[FPGAlover]

остановился на таком варианте

вроде должно работать. неуверенность в номиналах резисторов в коллекторных цепях.
буду макетировать - там все тайное станет явным
Была мысль отказаться от токозадающего\измерительного резистора и мерить прям с диода, но одалели большие сомнения на счет стабильности его ВАХ.

[Gudd-Head]

Была мысль отказаться от токозадающего\измерительного резистора и мерить прям с диода

Плохая идея. Помимо нелинейности ВАХ, большой температурный уход.
По схеме: узел измерения тока... не нравится он мне. Особенно с учётом колебаний. Пока не могу сказать чем.

[FPGAlover]

Вопрос по схеме: Резистор R4 задает ток баз для Q2 и Q4. Стоит ли остерегаться что один из них будет забирать ток базы на себя, а второй соответственно вяло открываться?

[Mike_Solo]

вроде должно работать.

Да с чего бы. Операционник будет просто счастлив, когда ему синфазно "забросит" входы на сотню вольт ниже питания.
Измерять надо у "земли".