Изменение полярности на выходе источника питания

[tehabq]

Премногоуважаемые коллеги, прошу помощи и совета! Надеюсь, что мой вопрос выходит за рамки открытых ранее тем. Если нет, прошу сильно не пинать, а направить по соответствующему адресу
Стоит следующая задача: есть программируемый однополярный блок питания, этим блоком питания нужно запитать магнитный соленоид вибромагнитометра таким образом, чтобы ток линейно менялся от отрицательных до положительных значений (то есть при достижения нулевых значений тока нужно как-то менять полярность проводов на выходе (без особых наводок)). Изменять ток надо со скоростью в среднем 10 мА в секунду (это приобретаемый на данный момент блок питания умеет). Раньше для этих целей у нас был старенький принстоновский четырехквадрантный блок питания 100В/50А с удобной регулировкой развертки по времени (при желании до 120 минут), но он уже доживает последние дни. На рынке нынче встречаются только блоки питания для сверхпроводящих соленоидов, а там большие токи, но маленькие напряжения (двухомный соленоид нормально не запитаешь) да и везти их надо через байеров из США за много денег. В текущий момент нам хватит тока 30 ампер (блок питания будет на 60 В/30 А соответственно). Я предполагал решить вопрос переключения полярности с помощью H-моста на мосфетах, но терзают сомнения да и мощность нужно пропускать очень большую. Может быть, у кого-то есть мысли по этому поводу или ссылки на готовые варианты для подобной задачи? Буду рад всем ответам!

[uvn]

А мощное механическое реле поставить?

[tehabq]

[uquote="uvn",url="/forum/viewtopic.php?p=4617817#p4617817"]А мощное механическое реле поставить?[/uquote]
Наверное, тоже вариант (с учетом того, что переключение полярности будет при нулевом токе и напряжении). Как-то не думал в этом направлении из-за прежнего опыта, но там были другие задачи (например переключение обмоток электродвигателя) и ненулевое питание при переключении. Как-то с тех пор в голове и осталось "реле ≈ большие наводки..." в текущей задаче им особо браться будет неоткуда, насколько я понимаю

[КРАМ]

Не нужно никаких переключателей. Достаточно двух последовательно включенных источников. Один даст смещение на половину диапазона в минус, а второй будет изменяться в полном диапазоне.
Это для источников напряжения.
Для источников тока нужно параллельное соединение.

[vlasovzloy]

Усилитель звуковой мощный. Закоротить входной конденсатор и подавать какой нужно сигнал на вход.
Лучше автомобильный д класс для саба, побольше кпд

[tehabq]

[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=4617918#p4617918"]Не нужно никаких переключателей. Достаточно двух последовательно включенных источников. Один даст смещение на половину диапазона в минус, а второй будет изменяться в полном диапазоне.
Это для источников напряжения.
Для источников тока нужно параллельное соединение.[/uquote]

С этим трудно поспорить, но двух программируемых источников у меня нет а нужный мне по типу стоит около 110К, если не искать в бу сегменте (но там тоже дорого)

Добавлено after 48 minutes 41 second:
[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4617921#p4617921"]Усилитель звуковой мощный. Закоротить входной конденсатор и подавать какой нужно сигнал на вход.
Лучше автомобильный д класс для саба, побольше кпд[/uquote]
А в ценовом отношении это разве оптимум? Мне кажется примерно 2 кВт-ный усилитель (а скорее даже больше) - это довольно затратная вещь я думал про усилители, но у меня экономика не сошлась. Опять-таки не исключаю, что просто не умею искать на бу рынке такие вещи

[vlasovzloy]

https://www.drive2.ru/c/2022235/
В чем сложность купить? Сам собери

Добавлено after 1 minute 20 seconds:
Ну или делай тогда на компараторе и реле мощном как предлагали

[AlexS4]

H мост 60V30A на fet - вообще непроблема: напр irfb3077 x4 + ir2101 x2 + 15V1W отдельный источник для питания затворов .
если надо исключить смену полярности на не-нулевом напряжении - можно применить прозрачный D-триггер , защелкиваемый при напряжении больше порогового, чтонибудь из 74hc или cd4000 подобрать. если порог нужен менее 1.5V то еще потребуется компаратор, lmv321 напр.


[uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=4617918#p4617918"]Не нужно никаких переключателей. Достаточно двух последовательно включенных источников. Один даст смещение на половину диапазона в минус, а второй будет изменяться в полном диапазоне.
Это для источников напряжения.
Для источников тока нужно параллельное соединение.[/uquote]

это всмысле предполагается что смещающий источник будет поддерживать напряжение когда ему будут обратно ток вливать? обычно же преобразователи в лабораторниках так не умеют , или я не понял идею?

кстати если это на сравнительно небольшое время в одном направлении включать то смещающий источник можно сделать из свинцовых AKБ, у них конечно будет переходный процесс при развороте тока, %4..20 по напряжению, в зависимости от глубины использования емкости. ну или из литиевых

[tehabq]

[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4617988#p4617988"]H мост 60V30A на fet - вообще непроблема: напр irfb3077 x4 + ir2101 x2 + 15V1W отдельный источник для питания затворов .
если надо исключить смену полярности на не-нулевом напряжении - можно применить прозрачный D-триггер , защелкиваемый при напряжении больше порогового, чтонибудь из 74hc или cd4000 подобрать. если порог нужен менее 1.5V то еще потребуется компаратор, lmv321 напр.[/uquote]
Спасибо! Очень ценный совет, надо будет прикинуть.

А вот этот момент [uquote="КРАМ",url="/forum/viewtopic.php?p=4617918#p4617918"]Не нужно никаких переключателей. Достаточно двух последовательно включенных источников. Один даст смещение на половину диапазона в минус, а второй будет изменяться в полном диапазоне.
Это для источников напряжения.
Для источников тока нужно параллельное соединение.[/uquote] я тоже не до конца понял...

Добавлено after 1 minute 56 seconds:
[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4617973#p4617973"]https://www.drive2.ru/c/2022235/
В чем сложность купить? Сам собери

Добавлено after 1 minute 20 seconds:
Ну или делай тогда на компараторе и реле мощном как предлагали[/uquote]

За схему спасибо. Завтра внимательнее посмотрю как вариант. Выглядит не очень сложно.

[AlexS4]

https://www.drive2.ru/c/2022235/

а как там заряжаются затворы полумостовых FET ??
похоже забыли нарисовать верхние плечи повторителей на JBT ? или чтото еще

кстати для таких параметров думаю непроблема подобрать достаточно легкозатворные FET чтоб интегральный драйвер их вытягивал без доп колхоза.

ну собственно - да, вопрос в том 120V полумост и 2 фикс источника 60V30A или H мост и 1 фикс источник 60V30A, а сделать pwm модуляцию тока в индуктор(целевой или доп дроссель, если на целевом ограничения по пульсациям) с отслеживанием тока или напряжения - да, реально.

[tehabq]

[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4618205#p4618205"]ну собственно - да, вопрос в том 120V полумост и 2 фикс источника 60V30A или H мост и 1 фикс источник 60V30A, а сделать pwm модуляцию тока в индуктор(целевой или доп дроссель, если на целевом ограничения по пульсациям) с отслеживанием тока или напряжения - да, реально. [/uquote]

Да, наверное, но чем дольше об этом размышляю, тем все больше не могу сообразить (может туплю), как H-мост продолжит работать, когда значения тока/напряжения источника будут приближаться к нулю... просто изначальная идея была гонять ток источника с шагом 1 мА через labview по modbus (источник так умеет) и параллельно в том же labview подключить какую-нибудь ардуинку (дабы не заморачиваться), чтобы дергать H-мост.

С электромеханическим реле нет такого вопроса. Основной вопрос только в том, чтобы подобрать подходящее по мощности (перелопатил кучу сайтов, из подходящего нашел только несколько решений от omron, но они уже с каким-то перебором по мощности)... А на нашем рынке из общедоступного только варианты максимум под 30VDC и 30 ампер соответственно.

[vlasovzloy]

H мосту пофиг, лижбы на затворах напряжение было

[AlexS4]

в случае если H мост допом к внешнему регулируемому источнику, чисто для смены полярности - да, открытый FET канал проводит практически как металлический проводник(ну если сильно не залезать в отрицательную область), ему не нужно смещение для преодоления барьера, как скажем pn ререходу диода.
(!! очевидно надо будет отказываться от бутстрепного питания и подключать отдельный доп источник,привязанный гальванически к + питания моста для затворов верхних ключей)


.
а в случае если H мост используется как pwm - питание у моста будет постоянным, напр =60V, и обычно в схемах где требуется инфранизкие частоты смены полярности - верхние плечи моста (затворы которых имеют бутстрепное =динамическое питание) используют для pwm а нижние (допускающие статику) - для выбора полярности.

[tehabq]

[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4618354#p4618354"]H мосту пофиг, лижбы на затворах напряжение было[/uquote]

[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4618362#p4618362"]в случае если H мост допом к внешнему регулируемому источнику, чисто для смены полярности - да, открытый FET канал проводит практически как металлический проводник(ну если сильно не залезать в отрицательную область), ему не нужно смещение для преодоления барьера, как скажем pn ререходу диода.
(!! очевидно надо будет отказываться от бутстрепного питания и подключать отдельный доп источник,привязанный гальванически к + питания моста для затворов верхних ключей)


.
а в случае если H мост используется как pwm - питание у моста будет постоянным, напр =60V, и обычно в схемах где требуется инфранизкие частоты смены полярности - верхние плечи моста (затворы которых имеют бутстрепное =динамическое питание) используют для pwm а нижние (допускающие статику) - для выбора полярности.[/uquote]

Спасибо! Значит, все-таки туплю. Даешь H-мост, как предполагалось изначально

Еще раз большое спасибо всем за исчерпывающие ответы! Сэкономили много времени

[SM898]

Самое простое, экономичное и малогабаритное решение - реле. И самое дешёвое,
к тому же. Намного более дешёвое. Например, советские РЭН-33 (они пока еще,
относительно доступны, у нас на радиорынке в двух местах продаются).
Герметичные, экранирующие, со стеклянными изоляторами для выводов.
С четырьмя переключающими группами, каждая на 10 А. По 2 группы в параллель -
уже 20 А. Честных 20 ампер, не кетайских.
Причём, это под максимальным током, а если, как я понял, переключение
происходит при нулевом - допустимый ток через контакты будет гораааздо больше.
А если учесть ещё советский военный запас...
К тому же, контакты полностью гальванически развязаны от корпуса и обмотки.
В общем, всё просто, только надо ещё сгоношить приблуду для управления реле.
И всё...
А вот, если совсем не лежит душа к релюхам - тогда можно и Н-мост на мосфетах.
Соответственно, поимев кучу геморроя с контрафактными кетайскими ключами
и драйверами (иногда,очень недешёвыми), радиаторами для мосфетов, которые
(мосфеты) от малейшего чиха, тут же, мгновенно, пускают magic smoke
(при 30 амперах и 60 вольтах - это запросто, на раз-два), проблемами
саморазогрева ключей (опять же, при таких токах они будут наверняка),
ну и ещё целая куча запаров, в виде печатных плат под это всё, пайки, наладки,
отладки и ещё очень многого другого.
Так что, если хочется рукоблудия на "современной элементной базе" - вперёд,
и с песней, флаг в руки.

[AlexS4]

если задача допускает реле (по быстродействию, ресурсу , дребезгу на переключениях) то почему нет, можно применить унифицированные автомобильные реле, их еще много лет будут продолжать массово производить и соответственно они дешевы. на токи от 15 до 80A можно раздобыть почти в любом автомагазине, 60+V они легко выдерживают обычно.

но например pwm c частотой килогерцы, или даж в сотню герц, на реле увы никак ни построить

[local07]

Так, навеяло...
Испытательный аппарат АВИЦ СНЧ. На выходе постоянка без сглаживающих конденсаторов, поэтому изменение напряжения идет без задержек.
Моторчик управляет ЛАТРом - он вжик-вжик сначала туда, потом вжик-вжик обратно, далее щелчок, затем ЛАТР снова вжик-вжик туда, потом вжик-вжик обратно.
На выходе сначала идет рост напряжения одной полярности, затем оно падает. При нулевом значении срабатывает контактор, переключая полярность диода. Далее снова рост напряжения и дальнейшее падение, только другой полярности. В итоге ... синусоида.
При максимальном значении выходного напряжения и минимальной скорости его изменения полный цикл за 100 секунд.

А у ТС по ходу 50 минут туда, 50 минут обратно. И еще и от соленоида индукция может полевикам прилететь, наверное...