pai писал(а):sneakycat Вы несколько всё упрощаете. Одно дело "клацалка катушкой" и совсем другое полноценный преобразователь, где есть контроль тока, поцикловое ограничение.
Поцикловый контроль тока - хорошо. Но не всегда. А быстрая и эффективная обратная связь в аналоге имеет свойство быть нестабильной и начинается множество компромиссов, ограничений, сюрпризов и особенностей. Полностью это не лечится и поэтому сложно угадать когда паразитные параметры лягнут. Можно конечно покупать полтора вида деталек из даташита и топологию платы оттуда же. Но это создает много неудобств и ограничений. Например, эти господа с фонариками желают супер-катушку, чтобы мелкая, сильноточная, с низким сопротивлением, а цена в разумных пределах не важна: они для себя, а КПД их все. А в даташитах обычно иные приоритеты. В их применении катушки из шитов - печаль. Заметьте, там на одной из схем катушка подкостылена демпфером. Что тут интересно? То что паразитный резонанс не вынес всю схему как это часто бывает в аналоге, а лишь вызвал какие-то мерцания на малой яркости. Не то чтобы это индикация сверхнадежности, но failure modes и проблемы там просто другие.
Конечно, всё это можно реализовать на контролере, но от аналога никуда не денешься.
Там в схемах по сути ничего нет кроме МК, полевика, диода и немного вспомогательной обвязки. Ну может еще TS5A3159 для усиления GPIO если полевик жирный. Правда на примере конкретно тех МК - у атмела ADC относительно медленный, поциклово на 500кГц на которых лупит эта штука он не успеет. Но в именно этом случае столько и не надо. Светодиод относительно постоянная нагрузка, батарейка разряжается постепенно. К тому же когда у вас PWM - вы знаете время открытия полевика и индуктивность катушки. Току больше чем то что позволит соотношение индуктивности и времени открытия взяться неоткуда, чистая физика. В boost можно максимальный duty ограничить, например. Но если на то пошло - boost от КЗ/перегруза не защищен by design. Это касается и чипов преобразователей. Просто потому что через катушку ток идет в нагрузку независимо от того что ключ делает, поэтому там путь источник-катушка-диод можно спалить независимо от потуг управления. Можно отключить дополнительным транзистором, но это лишнее сопротивление. А для buck может быть валидно и D=100%, у них так сделано в некоторых схемах - доехав до D=100% buck уходит в линейный режим, открыв ключ cовсем и не тратя энергию на gate charge. Схема при этом выполняет одну задачу: не мешает.
Плюс, к аналогу добавляется АЦП, который то же требует коррекции и програмная обработка, которые добавляют дополнительные ошибки.
Самое аналоговое что там припоминается - операционник, чтобы усилить сигнал с низкоомного резюка current sense до величин когда ADC работает по значительной части диапазона. А что до ошибок - у STM32 например заявлены довольно крутые параметры, все мыслимые ошибки не превышают считанных LSB. У атмела IIRC чуть похуже, но это никак не основная проблема. К тому же МК хорош тем что если не нравится то что на выходе по факту, можно завести какую-нибудь пару калибровочных констант и легко это исправлять, без всяких прецизионных компонентов, многооборотных резюков и прочих сомнительных радостей. Нетехнологичных или дорогих и геморных даже в прототипировании.
Во всех промышленных разработках контролер не "Клацает катушкой",
Он как минимум формирует сигнал драйверу. И если что - я совершенно не против того чтобы что-нибудь большое и мощное было подперто еще и парой аппаратных защит срубающих избыточные токи и проч. Дальше там еще наверняка какой-нибудь предохранитель, а за ним еще какие-нибудь пакетники... а МК всего лишь одна из деталей в цепочке и даже может со своей стороны еще пару защит подогнать. Например смотреть на какой-нибудь термодатчик и стопорить по перегреву, допустим. Или каким-нибудь системоспецифичным критериям. А для софтварного boost другой перец придумал хитрож...й failsafe: стаб + резистор на выход, это на гейт мелкому полевику. И его на RESET# МК, а МК может делать что захочет, но если он облажается до уровня когда откроется стаб, полевик зажмет RESET#. А вон те pull down резюки в gate полевика (или TS5A) - обеспечивают закрытие ключа когда схема зажата в RESET. То-есть если "хардварный" OVP как еще одну линию обороны хочется, его можно сделать. Если он имеет смысл, а габариты и прочие параметры схемы это позволяют. Еще и защиту от КЗ можно навесить. Но это еще полевик и еще сопортивление. И потеря КПД. При том что коротить особо нечему. Кстати о сопротивлении: у них там транзисторы с Rds_on = 2-3 миллиома. Чипов преобразователей с такими ключами просто не существует. А еще в таких штуках есть турборежим. Он превышает долговременное рассеивание тепла, но на пару минут можно втопить прожектором. И на глупых чипах выключение такого режима по таймауту или температуре не особо просто сделать. Особенно в таких габаритах.
а управляет специализированным драйвером, контролирующим ток, обеспечивающим защиту от КЗ и выдающим сигнал аварии ну и управляющим устройством по сигналам контролера.
Это актуально для крутых, дорогих, мощных, высоковольтных преобразователей и т.п.. А например в фонарике номер не очень катит. Если вы в теме - может вы тогда назовете именно драйвер, именно MOSFET, который вообще в принципе согласен питаться от вольтажей вида 2.5 to 4.4V (min/max, 1 литиевая банка). Обычно драйверы хотят минимум 4.5-5V и больше. А если схема более низковольтная - то чего? Не говоря о том что драйверы стоят конских денег, а в случае фонарика там еще и места под схему мало. Драйвер мог бы быть интересен тем что если бы он уровни конвертил, так можно и soft-sync сделать, скостив потери на диоде. Я из интереса прошелся по каталогам, но драйверов согласных на упомянутое питание найти не смог. Поэтому рассуждения о том как это круто - хорошо, но только не работает нихрена. А чипы преобразователей в таких штуках в основном делают 2 вещи: занимают мето которое можно было бы отдать силовым компонентам и портят КПД и гибкость. В свое время народ там что только не пробовали. И остановились на семействах схем которые для них лучше работают.
Даже в вашей любимой автоэлектронике контролер не "клацает катушкой", а управляет интеллектуальным ключём, который при проблемах в нагрузке ограничивает ток/ обесточивает нагрузку.
А еще там полно предохранителей и проч. И это ничем таким не плохо, если штука мощная и оно того стоило. Но вот если МК например сдуреет - то что получится очень варьируется. Ну как, если основной элемент схемы в ауте, схема свою функцию выполнять, очевидно, перестанет. Насколько это SAFE - возможны варианты. В общем на мое мнение МК - компонент как компонент. Его надежность не идеальна, глупым использованием можно просадить. Но это верно и для других деталей, хоть тех же чипов преобразователей. Бабах SMPS при криворукости или неидеальностях при починке/наладке - опять же стандартное явление природы. Настолько стандартное что стреляные воробьи лампочку в разрыв питания включают. Но она портит КПД и в финальной версии схемы ее не будет. И там таки вынесет половину схемы "если что".
Затем выдает сигнал контролеру, мол "авария, нагрузку обесточил, думай что дальше делать".
...и юзерь на каком-нибудь segway/гироскутере тут же сделает FAILSAFE мордой об асфальт. Или дрон кому-нибудь на бошку с неба - хрясь! Оказывается, процессы которыми рулят МК бывают очень разные и универсальные рецепты не катят. Если segway на камень наскочил - это не повод коммутацию по превышению тока стопнуть. Вот по долговременному превышению мощности или температуре обмоток что-то предпринять - возможно. А если просто резко срубить коммутацию - пользователь приложится об асфальт. С дронами вообще хитро. На земле по хорошему поцикловые лимиты нужны, регули стопорят моторы при росте тока, чтобы юзеру не порубило пальцы в капусту если они в пропеллер попали. Моторы там мощные. Но вот резкое отрубание мотора в воздухе чревата тем что дрон неконтролируемо грохнется вниз. Наверное это не лучший failure mode.
Ещё во всех бытовых и промышленных приборах и устройствах в первичных и вторичных источниках питания не "клацают катушкой", а применяют специализированные микросхемы.
Да, лежит тут у меня несколько питальников. Тут в ключе дырка, тут дорожки или даже обмотки транса испарились, etc. А предохранители, что иронично, живые. Специализированная микросхема - чудно дуреет если высыхает электролит по ее питанию (в цепи bias winding). Ряд питальников еще и нагрузку перед кончиной прихватить ухитряются. И вообще, перфекционисты должны знать что boost и flyback - не failsafe "by design". Да и прямоход может иметь достаточный предел регулирования чтобы при глюках вынести нагрузку. Да даже в трансформаторном БП обмотку в трансе может замкнуть. Что характерно - иногда выносит даже огромные мощные трансы на подстанциях, обложенные кучей защит. В чем можно убедиться на ютубе.
Контролер осуществляет общее руководство, с чем он прекрасно справляется.
Не считая такой мелочи что схема без МК зачастую недееспособна/неуправляема и не выполняет свою задачу. И насколько оно там safe при этом - очень зависит от того что это было. А как можно безопасно прекратить коммутацию обмоток гироскутера или дрона висящего в воздухе - вопрос довольно интересный.
Добавлено after 1 hour 16 minutes 32 seconds:Alkul писал(а):Шо такое "трубка Гейгера"?
Но вы меня прекрасно поняли
. Я про характерный газоразрядный прибор. Так что давайте не придираться?
Эта идея (замена счетчика Гейгера-Мюллера на PIN-диод) неоднократно обсуждалась здесь. Как человек, занимающийся разработкой измерительной аппаратуры в этой теме, могу сказать, что PIN-диод в качестве детектора ионизирующего излучения - это игрушка. Чувствительность получается никакая.
Ну как, физику обмануть не получится. У PIN диода размеры по сравнению с счетчиком гейгера скромные. Поэтому вероятность попадения частиц пропорционально ниже. Но за те деньги которые просят за счетчик гейгера можно PIN диодами и high-end операционниками обложиться до состояния елочной гирлянды, пропорционально подняв чувствительность.
На том же opengeiger.de - честно написано о таких вещах. Вроде оттуда это и пошло, там человек в физике довольно хорошо разбирается и там же хорошо расписан и подбор компонентов, и что и как оно детектирует, и проблемы/особенности схемы. Уровнем сильно повыше чем местные обсуждения, уж извините. Про чувствительность там тоже есть. И кстати другой стороны мелкий детектор позволяет довольно прицельно локализовывать источник излучения, что достаточно любопытное свойство. Там есть и более интересные варианты, например поставить сцинтиляционный кристалл в пару к PIN диодам. Будет достаточно похоже на варианты с ФЭУ, только без высоких напряжений и редких вакуумных приборов. Но вот достать такой кристалл опять же некая проблема, увы. Поэтому влет частиц прямо в полупроводник - наиболее дешевое, массовое и общедоступное решение.
Так что никто, профессионально занимающийся такой тематикой и не думает о такой замене.
А там рядом с этим opengeiger.de есть упоминание какого-то полупроводникового стартапа. Ну так вот, этот стартап пораскинул мозгами да и научился делать БОЛЬШИЕ PIN-диоды, ставят их в свои модули и даже калибрует все это. Предоставляя калиброваный измерительный модуль. Так что насчет "никто" - знаете, местным так называемым "профессионалам", чаще всего застрявшим в технологиях цатилетней давности - вообще неплохо бы поубавить свой апломб и безаппеляционность, как на мой вкус, и почаще смотреть что творится вокруг.
Да фиговая идея, если не выразиться погрубее.
Не вижу альтернатив лучше. Куета которую почти невозможно купить, особенно за вменяемые суммы - это не альтернатива. Ну и я могу себе представить нечто на PIN диодах в габаритах чуть больше часов. Это не будет измерительным прибором, но индикатором - будет. А на счетчиках гейгера приборы обычно огроменные, и то что они такие из себя крутые и профессиональные - нивелируется их конской стоимостью, недоступностью компонентов, отсутствием например решений которые можно ну например к домашней системе автоматизации прицепить как очередной датчик до кучи, или там в каком мелком приборчике размером с часы организовать, для повседневного использования. А ходить с дорогим и большим прибором будут только профессиональные "охотники за привидениями". Но ниоткуда не следует что так делать хотят только они.
( {к.с.=="лопата"} )
Просто нужна тренировка и хорошее знание трассы - и всё это может присутствовать и у машиниста поезда... Вот только тормозной путь у поезда при такой скорости будет много больше расстояния видимости, придётся машинисту в бинокль пялиться... 
Я даже и не знал, оказывается существует прямая аналогия электроники с механикой. Это потрясающе! Навело меня на кое-какие мысли... Ток - это ведь движение электронов. А электрон обладает массой, а значит и инерцией. Так вот и в катушке электроны раскручиваются по виткам, набирая неслабую инерцию. И когда выключатель размыкается, электроны так раскручены по виткам, что просто напросто по инерции перескакивают с одного контакта выключателя на другой (пока расстояние еще мало) И так же они и в нагрузке двигаются и по всем проводникам в цепи, пока еще есть этот маленький мостик (искра). А тормозит их обратное напряжение, которое не возникает, а просто есть относительно инерционного движения этих электронов! 
