Уважаемые участники.
Не могли бы вы дать несколько советов по изготовлению преобразователя
напряжения в родственной области - для электромагнитных клапанов
пневматического оружия.
Принцип действия очень сходен с преобразователями, применяемыми
вами.Необходимо зарядить конденсатор, который выдает импульс на
электромагнит. Только параметры гораздо скромнее.
Основные требования.
1. зарядить конденсатор 25-60вольт, емкостью 10-30тыс мкф, желательно
за несколько секунд (до 10 сек максимум)
2.Желательна экономичность и малый ток потребления в режиме ожидания (в
пределах нескольких миллиампер.
3.Стабильность напряжения на конденсаторе, чем больше, тем лучше, но не
менее 1процента от напряжения зарядки.
4.Напряжение питания 6-9вольт, лучше 6 вольт, соответственно
работоспособность при севших батареях до 4-6вольт.
5.Доступность элементной базы.
Буду очень признателен за любые подсказки.
Можно ли применить с некотороми изменениями ваши схемы?
Сам я пока использую стандартную схему с накопительным дросселем.
Задающий генератор на 561микросхеме, буферный каскад на разнополярных
транзистрорах, ключ IRL3705. Отсечка по напряжению зарядки на TL431.
Схема вообщем работоспособная, но хотелось бы улучшить характеристики -
скорость зарядки, стабильность.
Очень надеюсь на Ваш опыт.

Для этой задачи при указанных параметрах схемы применение накопительного дросселя вместо трансформатора совершенно правильное решение.
Задающий генератор лучше выполнить на NE555, так будет более высокая стабильность работы и уверенный запуск генератора. Буферный каскад на транзисторах можно применять, но можно попробовать и отказаться от него для упрощения схемы - только в этом случае частоту не надо очень высокую делать - ориентировочно - десять-двадцать килогерц.
Поддержание на конденсаторе напряжения с точностью один процент - вот здесь есть вопросы. Компаратор с встроенным источником опорного напряжения - хорошая мысль. Он остановит в нужный момент преобразователь при достижении заданного напряжения. Но поддерживать напряжение на заряженном конденсаторе с такой высокой точностью - это отдельная проблема. В продвинутых схемах в подобной ситуации преобразователь имеет два режима работы: для заряда и для поддержания. В режиме поддержания напряжения преобразователь начинает работать с совсем маленькой выходной мощностью и ШИМ-стабилизацией напряжения. А уж если применять ШИМ, то напрашивается использование какого-либо ШИМ-контроллера, так как городить ШИМ на обычных элементах - обычно получается не слишком красиво. Для примера, на этом форуме в теме "ШИМ для микродрели" есть моя схемка на сдвоенном компараторе. Можно что-то подобное делать, но это - от бедности. Лучше, на мой взгляд, применить какую-либо специализированную микросхему - контроллер преобразователя с ШИМ по напряжению.

Спасибо за ответ, очень интересно мнение профи.
К сожалению у меня нету специального образования в этой области, когда проблема возникла, пришлось срочно вспоминать увлечение детства. Поэтому схему лепил сам, методом проб и ошибок.
Ну а теперь по теме. Немного проанализирую свою схему. Не нравится мне большой потребляемый ток в начальный момент, и медленный подьем напряжения в конце зарядки. Как с этим бороться?
Генератор на таймере конечно гораздо стабильнее, но насколько в этом случае нужна стабильность? Кроме того генератор на 561микросхеме гораздо проще согласовать по управлению с выходом TL431, у него при срабатывании остается на выходе 2.5 вольта, таймеру, насколько я помню, надо меньше 0.4 вольта. Я использую таймер в схеме одновибратора, подающего импульс на магнит, только микромощный 7555, почти ничего не ест, поэтому и там и тут буферные каскады. Борюсь за экономичность.
Частота порядка 100кгц, больше из 561 выжать сложно.
TL431 держит напряжение очень четко, при напряжении на конденсаторе 16 вольт (мои первые конструкции) гуляет второй знак после запятой на китайском мультиметре. Но, снова нужна экономичность, т.к. постоянно поддергивает генератор. Поэтому я вводил небольшой гистерезис установкой конденсатора по входу компаратора. В зависимости от свежести батарей генератор срабатывал от одного до нескольких раз в секунду.
Для большей ясности приведу свою схемку, старый вариант, сейчас все проще, ключи на транзисторах, есть еще небольшие изменения, но принцип тот же.
Светодиод работает как универсальный индикатор, в режиме зарядки горит, в режиме готовности мигает.
Если у Вас есть мысли по поводу улучшения схемы, очень интересно услышать. Хотелось бы повысить КПД, Улучшить стабильность работы при изменении напряжения.
Есть ли подходящие для этой цели ШИМ контроллеры? Хотя мне больше подходит вариант на распространенных деталях.
С уважением.

(Добавление)
Почему то не могу вставить картинку. Открываю обзор, выбираю файл, нажимаю отправить и ничего ??? Файл порядка 50к .

Энергия в конденсаторе пропорциональна квадрату напряжения, потому при работе преобразователя с некоторой фиксированной выходной мощностью, напряжение на конденсаторе по мере его заряда будет возрастать всё медленнее и медленнее.
Это нормально. Но это достигается именно при фиксированной выходной мощности, когда потребляемый от батареи ток не меняется в процессе заряда конденсатора. Если ток потребления уменьшается по мере заряда конденсатора, происходит неполное использование возможностей батареи. Работа преобразователя с фиксированной мощностью - один из основных доводов в пользу применения именно обратноходового преобразователя без самовозбуждения, то есть с задающим генератором (в вашем случае используется дроссель, а не трансформатор, но это не меняет сути). Если потребляемый схемой ток в первый момент больше, чем в конце заряда - схема работает не в своём нормальном режиме, что-то надо в ней настраивать. Всё же картинку попробуйте прицепить, чтобы было понятнее, о чём речь. Я имею в виду не стабильность частоты, а стабильно хороший запуск при разном питании, на разных экземплярах микросхем. 561 в качестве генератора работает со своими собственными глюками - для стабильного запуска там и подстроечные конденсаторы бывают, и от ёмкости монтажа зависит. И вообще: когда собираешь любое устройство, кроме генератора, оно норовит генерировать все частоты сразу, а когда собираешь генератор на логике, он иногда ни за что не хочет генерировать хоть что-то.
NE555 - генерирует всегда именно то, что от него требуется, чем и заслужил всеобщее признание и любовь.
Так не даром называется эта работа "искусство схемотехники". Ищите красивый вариант решения.
Всё правильно. Чувствую, Вы и сами достаточно знаете.
Есть, сейчас много новых появилось, поищите. Конкретно не буду называть, так как надо выбрать и по ценеи по доступности в продаже и по диапазону питания (там как правило и ещё контрольза питанием встроен). Если найдёте подходящий контроллер, возможно это будет наилучшее решение. Если возможно изменить параметры системы так, чтобы применить конденсатор на напряжение около 300 Вольт, то почти идеально подойдёт контроллер (и готовый трансформатор) от фотовспышек фотоаппаратов и мобильных телефонов. Но надо выяснять, насколько они Вам доступны для покупки.
Тут ведь смотришь на список того, что есть вообще, на список, что есть в продаже по интернету, на список, что есть в соседнем магазине, и на то, что лежит под рукой, и уже тогда принимаешь решение, что именно из этого использовать в своей схеме...

Схему таки вставил, на всякий случай.
Убедили, попробую таймер 7555 в генераторе, подумаю как согласовать.
Еще вопрос, ток я могу замерить только приблизительно, в смысле средний. Емкость только по надписи на конденсаторе. Получается у меня весьма приблизительно исходя из энергии заряда, кпд порядка 10процентов, что не радует, насколько это нормально?
О вспышке я думал, но 300вольт мне много, коммутировать сложнее, не уверен в экономичности в режиме ожидания. Меня пока до 60 вольт устраивает.

На сайте www.osipoff.ru предложен вариант использования таймера 555 в качестве компаратора для отслеживания напряжения на конденсаторе. Если их и так уже будет две штуки, может добавить и третий - получится вся схема на одном типе микросхем, в SMD исполнении таймеры много места не займут.Конечно нет. Но измерьте ток стрелочным прибором. Или индуктивность (LC-фильтр) попробуйте включить на входе преобразователя, чтобы убрать импульсы из тока потребления для более точного измерения. Нормальным будет КПД около 85 процентов. С учётом возможной, например, 30-ти процентной суммарной погрешности измерений это КПД от 60 до 110 процентов, но никак не десять процентов.

Насчет таймера я почитаю, но TL431 меня устраивает пока, кроме того она значительно дешевле микромощного таймера, при единичном изготовлении это не принципиально, но все же.
Ток я конечно меряю стрелочным прибором. Картина приблизительно следующая - в начальный момент резкий скачок тока (конденсатор заряжается на прямую, я так понимаю) , потом порядка 2Амп. с плавным понижением к концу зарядки до пол ампера, потом генератор вырубается, ток потребления несколько мА, ну и стрелка дергается в вверх в моменты срабатывания генератора. Как его заставить брать поболее тока в последней фазе, чтобы время сократить - не знаю, или это нормально?
При нормальном КПД конденсатор должен заряжаться за пару секунд, у меня секунд 7, глядя , какие мощности качают ваши преобразователи завидно становится.
Еще пожалуй моя ошибка - довольно большая протяженность дорожки от генератора к буферу и потом к ключу.

Тут может быть несколько причин. Вероятно тоько посмотрев осциллографом, можно прояснить картину полностью. Без этого будет гадание на кофейной гуще. Может возбуждение на высокой частоте, может быть вначале заряда режим непрерывного тока, а в конце заряда режим прерывистого тока,может быть насыщение дросселя. Ваша схема при правильной настройке должна потреблять один и тот-же ток всё время. То есть сколько-то раз в секунду "пустой" дроссель во время импульса заполняется энергией от батареи. Во время паузы эта энергия выливается в конденсатор. При правильной работе в конденсатор во время паузы успевает перейти вся энергия дросселя, причём и в начале заряда, и в конце, так как пауза должна быть выбрана достаточной длины. А наполнение дросселя во время импульса (то есть потребление тока от батареи) получится всегда одинаковое и не зависит от степени заряда конденсатора. Если конечно дроссель полностью успевает передать в паузе свою энергию конденсатору. Правда тут мы не учитываем, что просадка напряжения батареи может измениться - может быть напряжение на батарее к концу заряда сильно падает и от этого уменьшается ток? В любом случае, надо временно включать в схему измерительный шунт (резистор доли Ома), осциллографом смотреть на нём форму тока, тогда можно о чём-то говорить. Методика настройки довольно подробно была разжёвана в теме "Преобразователь напряжения".
Ещё может быть частота великовата. Попробуйте уменьшить килогерц до двадцати (дроссель надо будет с большей индуктивностью). И ещё: 2 Ампера и 6 Вольт = 12 Ватт потребления. С учётом КПД на выходе должно быть примерно 10 Ватт. 2 Ватта выделятся в тепло. Это выдержит транзистор без радиатора. 10 Ватт это 10 Джоулей в секунду. Конденсатор 16 Вольт 20000 мкФ - это два с половиной Джоуля. То есть он должен за четверть секунды полностью заряжаться.

Еще вопрос. Транзистор ключевой IRL3705 управляется логическим уровнем, вроде.
Но насколько ему достаточно напряжения управления, ну скажем с подсевшими батареями, например 4 вольта?
Есть ли транзисторы надежно работающие и при более низких напряжениях? Поскольку я так понимаю, чем больше, мощнее и круче импульс, тем лучше.

При 6 Вольтах и выше (на затворе) этому транзистору совсем хорошо и он полностью откроется. При 4 Вольтах транзистор откроется только на 60%. При 3 Вольтах этот транзистор приоткроется на 40%. При 2,5 Вольтах транзистор IRL3705N приоткроется на 10%.
Транзисторы для более низких напряжений - биполярные.
Есть и полевые на более низкое напряжение. Сборка из двух таких полевых транзисторов в SMD корпусе часто установлена внутри аккумуляторной батарейки от мобильных телефонов.