Проект мега фонаря или уделываем Fenix и всяких ему подных.

vgg60

Как это - ток увеличивается? Ток остаётся тем же самым! Раскачали один и тот же ток и вливаем его в разные резисторы. Тут и вступает в действие закон Ома: при протекании одного и того же тока через разные резисторы на этих резисторах будет разное напряжение. А ток через резисторы не изменится, естественно, пока не начнёт рассеиваться накопленная в индуктивности энергия....

Реклама

ooogo

так и я про тоже, наверное выразился коряво.

Реклама

vgg60

Есть идеи по поводу расхождений расчётов на бумажке и в компьютере?
У меня 3 штуки.
1) Неидеальность моделей Протеуса. Я считаю на Микрокэпе и стараюсь использовать элементы, наиболее близкие к идеальным, например, не полевой транзистор, а идеальный ключ. И так далее. Только потом, когда уловил основные тенденции, можно постепенно приближаться к реальным транзисторам и трансформаторам.
2) Более конкретное применение первой идеи: если транзистор закрывается быстрее, чем открывается диод, то ток из индуктивности в первые наносекунды упирается в относительно высокоомную цепь и напряжение выскакивает гораздо больше расчётного.
3) Ток в индуктивности начинает расти не от нуля, а от величины, определяемой сопротивлением нагрузки, следовательно, вырастает до большей величины, чем следует из расчёта. И, чем меньше сопротивление нагрузки, тем выше начальный ток. Например, при нагрузке 10 Ом начальный ток через индуктивность примерно 0,45 А. Вот и прибавка к напряжению в нагрузке. Почему это так - подумай.

ooogo

3) Ток в индуктивности начинает расти не от нуля, а от величины, определяемой сопротивлением нагрузки, следовательно, вырастает до большей величины, чем следует из расчёта. И, чем меньше сопротивление нагрузки, тем выше начальный ток. Например, при нагрузке 10 Ом начальный ток через индуктивность примерно 0,45 А. Вот и прибавка к напряжению в нагрузке. Почему это так - подумай.

т.е. за время импульса ток возрастает не до Х Ампер, а до Х + начальный ток, правильно?

Реклама

vgg60

Да. Попытайся понять, откуда берётся в этой схеме этот начальный ток.

Реклама

ooogo

от батареек через дроссель, через диод идет на нагрузку, транзистор в это время закрыт!? и определяется как Uпит/R=(5-0.6)/10=0.44А

Реклама

vgg60

Правильно. Поэтому сопротивление нагрузки какое попало делать не стоит, для маломощных схем, по-крайней мере.
Подумай ещё над такими вопросами:
1) Каким образом увеличить мощность в нагрузке (не напряжение, а именно мощность). И вообще, чем она определяется?
2) Какие ограничения будут самыми главными, если мы в подобной схеме решим увеличить выходное напряжение? Ну, там, искру побольше захотим, или ещё чего....

ooogo

vgg60 писал(а): Подумай ещё над такими вопросами:
1) Каким образом увеличить мощность в нагрузке (не напряжение, а именно мощность). И вообще, чем она определяется?

1.увеличить питающее напряжение;
2.увеличить длительность импульса;
3.увеличить индуктивность;

vgg60 писал(а): 2) Какие ограничения будут самыми главными, если мы в подобной схеме решим увеличить выходное напряжение? Ну, там, искру побольше захотим, или ещё чего....

что бы транзистор импульсом не пробило, ну и ток в нагрузке не превысил допустимый.

vgg60

В каком-то смысле, да. Но это частности, детали. По сути, 2 пути: а) увеличение энергии, накопленной в индуктивности, б) увеличение частоты повторения. Вот, собственно, и всё.... А как мы будем увеличивать накопленную энергию - уже детали. Причём, увеличение тока - самый мощный путь, так как энергия растёт квадратично с ростом тока.
Теперь попробуй получить постоянное напряжение на выходе. Очевидно, надо поставить конденсатор параллельно нагрузке. Попробуй прикинуть его ёмкость. От чего она будет зависеть? А потом подумай, как вычислить выходное напряжение в этом случае?

ooogo

емкость конденсатора, очевидно подбирается исходя из частоты, но по каким формулам ее подсчитать я незнаю. напряжение на выходе как подсчитать тоже не заню.

vgg60

Никаких особых формул для расчёта не надо. Надо просто попытаться представить, что же там происходит. Если частота повторения равна f, то время между импульсами будет равно 1/f. Если параллельно резистору нагрузки R подключить конденсатор С, то между импульсами конденсатор будет разряжаться. Причём время, за которое напряжение упадёт в 2,73 раза, равно RC. Вот, собственно и всё. Чтобы напряжение имело не очень большие пульсации, надо выбрать ёмкость такой величины, чтобы эта постоянная времени была бы в 3-5 раз больше, чем величина 1/f. Вот и вся формула....
С выходным напряжением ещё проще. Помнишь такую формулу: P=(U^2)/R? Вот и вся формула. Вкачали в резистор нагрузки R мощность P, тогда и получим на выходе напряжение U . Поробуй проверить. Естественно, для проверки надо выбрать средние параметры нагрузки и длительности. Чтобы ток в индуктивности (рабочий, расчётный) был раз в 10 - 20 больше паразитного тока. И чтобы длительность импульса была несколько десятков микросекунд - не слишком короткая и не слишком большая.

P.S. Надеюсь, мощность сможешь сам посчитать?

ooogo

Значит если принять время между импульсами 200 мкс, то получается такое уравнение 5*200Е-6=RC отсюда С=5*200Е-6/10=100 мкФ ?
Мощность сначала считать импульсную через ток, по формуле P=I^2*R, а затем считая что она вся пойдет в нагрузку считать напряжение из формулы P=(U^2)/R , U=sqrt(P*R)? т.е. подставив все получим U=sqrt(I^2*R^2)?

vgg60

С вычислением ёмкости примерно так. Естественно, это очень и очень грубо. правильнее надо считать пульсации. Но по порядку величины что-то похожее и получится.
А вот с мощностью - не совсем. Я не очень понял про мощность и ток. Считаю обычно так: энергию в импульсе (накопленную в индуктивности) мы знаем, ведь так? А мощность - это, по сути, произведение энергии на частоту повторения. То есть, если энергия фиксирована, то, чем больше частота, тем больше и мощность в нагрузке. А, зная мощность, напряжение на известной нагрузке вычислить уже легко. Вся или не вся энергия вкладывается в нагрузку, просто так утверждать, естественно, нельзя. Это надо смотреть. Возможен режим, когда не вся энергия передаётся в нагрузку - режим непрерывных токов. Часто он более предпочтителен. Но это уже дальше, я такой режим слабо исследовал пока. Возможно, к лету я смогу этим заняться. Пока другие дела....

ooogo

Вон оно как, значит берем формулу E=-L(dI/dt) и умнажаем на частоту P=-L(dI/dt)*f, если f=1/T , то P=-L*dI/(dt*T)
при расчете напряжения U=sqrt(-L*dI*R/(dt*T)), т.к. знак минус показывем направление, то его убираем, вместо dt подставляем длинну импульса, а вместо dI импульсный ток, правильно?

vgg60

Нет, не так!!!! Энергия в индуктивности - это L(I^2)/2 . И никакого знака!!! Причём здесь знак? А частота - это частота. Какую мы зададим в задающем генераторе, такая и будет!!! Если генератор самовозбуждающийся (блокинг-генератор, например), то частота вычисляется путём вычисления суммы времени накопления энергии и времени её вывода в нагрузку и взятия обратной величины от этой суммы.

ooogo

Энергия в индуктивности - это L(I^2)/2

как это, а где время? ведь энергия разная будет накапливаться за 2 мкс и за 20 мкс?
в данном случае, интересует частота импульсов? значит f=1/T, где Т это время от начала одного импульса до начала другого?

vgg60

А время спрятано в индуктивности и токе. Ведь совершенно по барабану, сколько времени накапливалась энергия. Важен результат - какой силы ток протекает и через какую индуктивность. Найди в каком-нибудь учебнике по электротехнике эту формулу и почитай, что пишут по этому поводу умные люди.
Ну а частота любого периодического процесса, по-моему, определяется однозначно. Что тут можно обсуждать?

ooogo

ну да точно, в формуле тока ведь есть время импульса.

получается U=sqrt((R*L*I^2)/(2*T)) = Sqrt((50*100E-6*1.42^2)/(2*200E-6))= 5.02 В

vgg60

Не нужно писать длинные многоуровневые формулы. В таких формулах теряется суть и возрастает вероятность ошибок. Вычислять лучше по шагам. Так и физический смысл проявляется более наглядно. Вычисляем энергию в импульсе. Смотрим на неё, сравниваем, скажем, с энергией, рассеиваемой в транзисторе. Если она оказывается слишком мала (сравнима с потерями в транзисторе), тогда увеличиваем немного эту энергию. Умножаем её на частоту повторения и вычисляем, можно сказать, входную мощность. Помним, что часть энергии не передаётся во вторичную обмотку, а остаётся в индуктивности рассеяния. Именно эта часть энергии даёт высоковольтный, но довольно короткий выброс, который приходится рассеивать всякими способами - снабберы, активные схемы и прочее. Часть энергии рассеется на активном сопротивлении обмоток. Часть энергии рассеется в транзисторе за время перехода из проводящего состояния в закрытое. Часть энергии обязательно рассеется в диоде. От этого никуда не деться. Это обязательно надо иметь в виду. Поэтому на самом деле выходное напряжение будет заметно ниже расчётного. Но в правильно рассчитанной схеме оно будет меньше процентов на 10 от силы. Если заметно больше, значит, что-то можно оптимизировать.
Обязательно надо рассчитывать схему так, чтобы выходное напряжение было обязательно выше напряжения питания - преобразователь-то повышающий! Если будет ниже, то диод откроется и на выходе всегда будет только напряжение питания и схема, фактически, работать не будет.
Вот теперь, зная всё это, попробуй промоделировать такую схему с конденсатором фильтра. Но здесь время моделирования надо выбрать побольше - по-крайней мере, не меньше десяти-пятнадцати периодов, чтобы конденсатор фильтра успел зарядиться. Ведь за один период это невозможно - сравни энергию в индуктивности и энергию, накопленную в конденсаторе при установившемся напряжении.