Fuente de alimentación de CC de alta corriente en modo de corriente constante con carga inductiva

Es posible una corriente continua constante de 10 A o 100 A a una carga de rango de miliohmios sin grandes pérdidas mediante el uso de un circuito de modo de conmutación. La idea básica es utilizar la inducción. El inductor puede ser su carga o un inductor adicional solo para la regulación actual.

Cómo funciona el inductor: cuando se aplica un voltaje de CC a un inductor, su corriente comienza a crecer a una tasa de voltaje/inductancia.

Si el inductor tiene un diodo de supresión de fuerza contraelectromotriz en paralelo, el voltaje de CC se puede desconectar sin una chispa. Después de la desconexión, la corriente del inductor disminuye a razón de Vd/inductancia. Vd significa la caída de tensión directa del diodo. Al apagar la CC a una frecuencia lo suficientemente alta, la corriente oscila entre dos valores al igual que el termostato hace que la temperatura oscile entre el límite superior y el inferior. Aquí está el principio del circuito:

Rs es la derivación de medición de corriente (miliohmios). El Osc tiene un gatillo Schmitt que enciende y apaga el fet + circuito de accionamiento de alta velocidad adecuado para el fet. Sin más en el Osc, el sistema es un oscilador de funcionamiento libre.

Un IC de control de suministro de modo de conmutación seguramente se puede adaptar a esto para el control de PWM y la frecuencia de operación deseada. El sistema de funcionamiento libre se puede mover a una frecuencia más alta al reducir la histéresis actual.

Se puede insertar una carga resistiva de rango de miliohmios en serie con el inductor. Si el inductor genera una fem adicional debido a un campo magnético externo, los +V deben ganarlo para mantener la corriente. Si la carga inductiva es un electroimán que mueve hierro, se esperan pulsos de fem externos altos.

D1 debe ser del tipo de apagado rápido y baja caída de voltaje y estar clasificado para el voltaje inverso Vs + la fem externa. He dibujado un diodo schottky solo para recordar la velocidad y la baja caída.

Ideas de desarrollo:

1) 100 amperios suena alto. Seguramente sería útil investigar si hay disponibles algunos componentes de conmutación modernos para motores de alta corriente.

2) la disipación en el fet crece hasta ser enorme si no hay inductancia. Para estar seguro, se debe agregar algún esquema de protección que vea la corriente y el voltaje altos simultáneos.

3) la disipación en D1 puede ser intolerablemente alta. Un interruptor activo puede tener una caída de voltaje directo mucho menor. Una gota un 50 % más pequeña significa una disipación un 50 % más pequeña. Esto es importante porque la corriente pasa la mayor parte del tiempo a través del diodo, el fet solo da una nueva patada cuando es necesario.

Las recomendaciones de productos están fuera de tema aquí.

Su requisito de 100 A a 30 V implica una potencia de salida de 3 kW, lo que será costoso.

El modo de límite de corriente en la mayoría de los suministros no está realmente diseñado para operar como una fuente de corriente constante (por lo que no necesariamente funciona tan bien), también algunos suministros de alta potencia son conmutados y no pueden bajar a un voltaje de salida muy bajo (por lo que el El voltaje de salida de 50 mV podría ser un problema). Es posible que pueda agregar algo de resistencia externa real (obviamente, tendrá que estar clasificado para la disipación de energía requerida) y sortear eso (pero el suministro debe estar clasificado para aún más potencia para tener en cuenta la potencia perdida en la resistencia) .