Jeśli chodzi o ogrzewanie, myślę, że prąd przemienny jest tak dobry jak prąd stały. Zbudowałbym transformator toroidalny z tylko 1 uzwojeniem wtórnym (w zależności od napięcia wejściowego). Aby osiągnąć wysoki prąd, umieść kilka uzwojeń wtórnych równolegle i upewnij się, że ich długość drutu jest dokładnie taka sama.
edytuj
Zmienną napięcia / prądu można dokonać, zasilając wejście transformatora za pomocą wariatora:
edytuj 2 (ponownie twoja cyfrowa regulacja)
Zastanawiam się nad tym od dłuższego czasu i myślę, że najlepszym pomysłem nie jest przełączanie wysokiego prądu w pierwszej kolejności. Wszelkie inne elementy niż same paski metalowe i połączenia z nimi spowodują straty rzędu co najmniej setek watów.
Być może nadal możemy użyć naszego transformatora i dokonać przełączenia po stronie pierwotnej, wtedy nie będziemy musieli martwić się o rezystancję przejścia poniżej miliohmów. Chciałbym użyć napięcia stałego na pierwotnym transformatorze, pociętym przez MOSFET. Cykl pracy określi prąd wtórny.
edycja 3 (połącz z inną odpowiedzią na sugestię KV)
Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest próżnia . Oznacza to, że całe chłodzenie będzie musiało przejść przewodzenie przez ścianę komory próżniowej, ponieważ temperatura nie będzie wystarczająco wysoka, aby stracić dużo ciepła przez promieniowanie, i oczywiście nie ma konwekcji w próżni. Jest to również problem z ciepłem rozproszonym w ładunku (folia metalowa).
Wyjście z 12V DC to wysokie zamówienie. Standardowym sposobem przejścia z wyższego napięcia i niższego prądu na niższe napięcie przy wyższym prądzie jest oczywiście SMPS . Nawet przy niskiej wydajności 66%, zasilanie 12 V wystarczyłoby dostarczyć 6,25 A (dla 75 W). Wygląda na to, że to bułka z masłem. Jednak prąd cewki mieści się w zakresie prądu wyjściowego, a wartości szczytowe są wyższe. Istnieją cewki mocy, które mogą obsłużyć 100A , ale mają one tak niską indukcyjność, że wymagają bardzo szybkiego przełączania , co powoduje bardzo wysokie straty przełączania w tranzystorach MOSFET. I jest też moc tracona jako promieniowanie, co może być dużo . Nie ma również normalnych diod Schottly'ego, więc potrzebujesz synchronicznego prostowania za pomocą MOSFET-ów.
Mówiąc o synchronicznym rektyfikacji: jest to również opcja dla zasilacza prądu przemiennego. Będziesz miał kilka spadków napięcia, nawet najniższych, więc musisz zacząć od napięcia nieco wyższego niż 0,1 V. Wydajność też nie będzie wysoka, chociaż nawet dodatkowy spadek 100mV spowoduje tylko utratę 50W, więc myślę, że jest to do przyjęcia. Klasyczny prostownik diodowy jest niedostępny z powodu dużych strat mocy i właśnie tam pojawia się synchroniczne prostowanie . Otrzymasz prostowany sinus, który jest najbliżej odpowiedniego źródła prądu stałego. (Nawet nie myśl o kondensatorach do wygładzenia prądów 500A!)
Do pomiaru prądu można użyć kilku rezystorów czujnikowych Isabellenhütte.
(Mimo kilku pasożytniczych spadków napięcia żaden z nich nie nadaje się do pomiaru prądu, ponieważ nie mamy kontroli nad rezystancjami.) 0,1 mΩrezystor pomiarowy prądu jest określony dla 200 A, więc będziesz potrzebował kilku z nich równolegle. Moc rezystorów jest niska, są one określone na maksimum 5 W, ale liczą się na wielokrotność tej dla rezystancyjnych pasożytów. Najlepiej byłoby spawać jak najwięcej i zamontować na metalowej ścianie komory próżniowej.
Jeśli użyjesz trzech 0,1 mΩrezystory równolegle teoretycznie będziesz miał 17 mV przy 500 A. To niewiele, ale w praktyce wartość ta może być wyższa, np. 25 lub 30 mV, z powodu rezystancji pasożytniczych. Przy 100 A będzie to od 5 do 6 mV. Wzmacniacz oprzyrządowanie pomoże Ci przynieść to do poziomu, który jest łatwiejszy do helikoptera PWM pracować.
Reszta znajduje się w regulatorze sprzężenia zwrotnego, który jest tak naprawdę wzmacniaczem klasy D , po uśrednieniu zmierzonego prądu przez filtr dolnoprzepustowy.
Nie używaj zbyt wysokiej częstotliwości siekania; zwiększy to tylko rozpraszanie przełączania w tranzystorach MOSFET, a poza tym ciepło jest wolne, więc nie będziesz potrzebować przełączania poniżej milisekundy.
Instalacja wodociągowa: Będziesz potrzebować baterii równoległych tranzystorów MOSFET, które lutowałbym tak bardzo, jak to możliwe na prętach miedzianych, aby jak najbardziej zmniejszyć rezystancje pasożytnicze.