Импульсный источник питания 1000 Вольт

[weimer]

Доброго времени суток , Уважаемые форумчане!
Вот уже долгое время не могу совладать с импульсным источником питания. Мне была поставлена задача собрать ИИП на 1кВ и ток порядка 0.5 А с возможностью регулировки напряжения практически от 0 и до 1000 Вольт для питания магнетрона. Проблема заключается в том, что при максимальной скважности импульсов все хорошо, но как только я начинаю её уменьшать, то есть уменьшать напряжение, форма импульса сразу же плывет (фото осциллограмм прикрепил ниже, сняты на вторичной обмотке силового трансформатора). При сборки были взяты микросхемы TL494 (так как с ней уже работал при сборке драйвера двигателя) и IR2110. За основу отталкивался от схем с интерлавки, но было введено отдельное питание для микросхем и некоторые изменения коснулись обвязки ТЛ-ки. Силовой трансформатор мотал на ш-образных сердечниках собранных из четырех отдельных. Сердечники были взяты с неизвестных мне плат, хотя меня уверяют что это сердечники с трансформаторов развертки ТВ марки 2000НМ.
Пока напряжение питания не превышал 100 Вольт, запитываю от ЛАТРа.
Если кто-то сталкивался с такой проблемой или знает что-либо по этому поводу, посоветуйте что с этим делать!!! Заранее спасибо!

[Телекот]

Проблема заключается в том, что при максимальной скважности импульсов все хорошо, но как только я начинаю её уменьшать, то есть уменьшать напряжение,

При уменьшении скважности выходное напряжение не уменьшается а растёт.
Покажите полную схему, иначе не чего не понятно.

с возможностью регулировки напряжения практически от 0 и до 1000 Вольт

От нуля до 1000 не получится, нужны реальные цифры.

[weimer]

Проблема заключается в том, что при максимальной скважности импульсов все хорошо, но как только я начинаю её уменьшать, то есть уменьшать напряжение,

При уменьшении скважности выходное напряжение не уменьшается а растёт.

Извиняюсь оговорился... При уменьшении длительности...
Необходимо, чтобы напряжение можно было плавно повышать при включении до 800 Вольт, тем самым плавно прогревать катод магнетрона и подложку.
Вот вся схема, кроме входного выпрямителя.

[Телекот]

Проблема заключается в не правильной схеме выпрямителя, после диодов до дросселя не должно быть конденсатора.

чтобы напряжение можно было плавно повышать при включении до 800 Вольт

Не реальные цифры. Не когда не сделать от 0 до 800в. Посчитай если регулировать напряжения хотя бы от 800в до 0,1, это надо повысить скважность в 8000 раз. Или укоротить импульс во столько же раз, не какая микросхема и тем более транзистор не справится с таким коротким импульсом.
Да и зачем магнитрону такой диапазон, по моему при напряжении ниже определённого его ток равен 0.

[Дмитрий М]

Именно так, магнетрон ниже определённого напряжения (обычно предел его работы +/-20% от номинального) просто не генерит. Это требование может быть связано с жесчением магнетрона то есть выдержкой его при низком относительно напряжении для дегазации. Но это обычно делают на стендах, операция это специфичная и требует вспомогательных приборов для контроля и ограничения тока при возможных пробоях. Конечно можно сделать отводы по вторичке.. но это сложно достаточно. И какое-то вообще маленькое напряжение, я не видел ни одного мощного магнетрона (да и маломощного) с напряжениями ниже 2,5 кв, обычно 4..5 кв рабочее, это опять таки связано с физикой работы магнетрона, не любят они большого анодного тока.

[weimer]

В нашей лаборатории проводят эксперименты по напылению аморфного кремния на подложки при помощи магнетрона. Экспериментальным путем установили, что наилучшее напыление происходит именно при 600 вольтах, но иногда необходимо повысить напряжение при напылении других материалов. Если резко подавать напряжение 600 вольт, то подложка из стекла мгновенно перегревается и лопается. Да и напыление происходит не равномерно. По крайней мере в наших условиях это так.

[Телекот]

Так напиши реальные цифры, от 0 до 1000 это не реально сделать простыми средствами. Потому что это бесконечная скважность, которую не осилит не одна микросхема.
Скважность надо уменьшать до реальной величины, где то примерно до 50. Скважность определяется примерно так: максимальное напряжение делим на минимальное.
Неужели так трудно написать реальные цифры.

[weimer]

Проблема заключается в не правильной схеме выпрямителя, после диодов до дросселя не должно быть конденсатора.

Я уже испробовал различные комбинации конденсаторов и дросселя, при таком расположении получаются наилучшая форма импульсов... Сейчас делаю другую плату для драйвера IR2110, так как возможно проблемы в ней, но проверить смогу только в среду.

[Телекот]

Схема не верная, при такой схеме ты не получишь и 10ти кратной разнице напряжения.

[Дмитрий М]

Да и скажем так... ИИП на 1 квт и 1000 вольт труднореализуем как по конструктивным так и по технологическим причинам. По крайней мере в среде КВ мастеров с ламповыми усилками и у нас и за рубежом не получилось успешных разработок таких источников. Кроме людей непосредственно работающих в этой области, то есть имеющих доступ к технологиям. Вообще радиолюбительских конструкций ИИП более 300-500 ватт крайне мало, это и не случайно. Даже в сварочниках много лет были битвы пока устаканилась конструкция, но там узкие параметры регулировки и достаточно отлаженная конструкция.

[manowar]

выход выпрямителя должен начинаться не с емкости, а с индуктивности

[Wladimir_TS]

Да и скажем так... ИИП на 1 квт и 1000 вольт труднореализуем как по конструктивным так и по технологическим причинам. Вообще радиолюбительских конструкций ИИП более 300-500 ватт крайне мало, это и не случайно.

Поищи поисковиком Project THOR - там довольно хорошо описан БП около 10 кВт (20 кВ 0,5 А) из последовательно соединенных модулей по 2500 вольт. Есть и моточные (правда на экзотическом сердечнике) и конструктивы.

Квазирезонансник мост с фазовым управлением. Куча информацмм по проектированию драйвера (с описанием проблем), по устойчивости (разработка студенческий НИР, потому много метематики и моделирования).

[pshonia]

weimer во первых неправильный монтаж по этому ввели R19
и R13 R14 должны быть примерно 620-510 ом и надо в разрыв после R13 R14 поставить 51R для согласования двух микрух, после R27 30 ом должен стоять электролит 100мкф 35в

[Телекот]

pshoniaТы думаешь что эта проблема с 2013 года ещё не решена?

[vlasovzloy]

на лабораторной установке по исследованию металлов два магнетрона управлялись не напряжение, а скважностью через твердотелки. там тоже регулировка была достаточно большая. установка около милииона американских стоит. при таких деньгах могли бы и источник регулируемый сделать. но не сделали. значит такого решения достаточно оказалось

Добавлено after 11 minutes 27 seconds:
а некротемы тоже иногда нужно поднимать, иногда решение только со временем появляется. ну и так, для общего развития

[tar]

Я вот сейчас хочу сделать что то подобное только не на 1000 вольт а на 350В 1А. Уже полагаю что от 0 регулировка не получится, оно и понятно. Но вот насколько реально сделать регулировку? в принципе я сомневаюсь что мне меньше 100 вольт нужно будет. Но все равно хотелось бы нижнюю границу максимально уменьшить.

Хотя у серии HSPY неизвестного производителя есть блоки до 400В регулируемые от 0

400В 1А

Как это работает - неизвестно.

[Wladimir_TS]

Импульсные БП вообще тяжело переносят регулирование в широких пределах. Вполне возможно, что там, как в Б5-71 есть еще линейный регулятор, перекрывающий 20 вольтовый диапазон и коммутация отводов вторички импульсного трансформатора + ШИМ регулятор. ШИМ основного преобразователя скажем перекрывает 200 вольт, перекоммутацией имеем диапазоны 20-220 и 220-440 вольт + линейный регулятор. Все красиво получается в режиме стабилизации напряжения, в режиме стабилизации тока менее красиво, но на то там микроконтроллер - может что-то хитрое придумано, а может и нет.

Хотя вот АКИП-1105 имеет диапазон 0-32 вольта (причем от нуля) единственным обратноходовым преобразователем.


А главное есть еще вариант - это источник вполне себе с НЧ трансформатором и линейным регулятором (аки KORAD KA6005D)+ релейная коммутация обмоток. За китайСами не заржавеет...

[tar]

Думал я сделать линейный стаб на выходе. Но честно, делать линейный стаб на большое напряжение - это еще то извращение. Ограничусь пожалуй 150 - 350 вольт пока а дальше видно будет.

[Дмитрий М]

Линейный на лампе типа 6С33С (типа как в УИП-2) будет попроще чем на транзисторах. Лампа многое прощает при отладке, в отличии от транзистора.