Алгоритм создания необходимой электрической схемы с нуля

[Solaris86]

Эту схему я бы и рад повторить, да автор патента не указал НИ ОДНОГО номинала, поэтому я даже не знаю, какие номиналы брать.
Мне нужно умудриться к 09.06.2021 уже разработать принципиальную схему такого устройства (это практическая часть бакалаврской выпускной квалификационной работы, посвящённой разработке автоматизированной системы искусственной ионизации воздуха), которое будет содержать следующие блоки:
1. Генератор отрицательный аэроионов
2. Генератор положительных аэроионов
3. Счётчик отрицательных аэроионов
4. Счётчик положительных аэроионов
5. Управляющий блок.
Смысл общий такой. Есть такие нормы концентрации в воздухе аэроионов:
- концентрация положительных аэроионов, $\frac {1}{\text{мл}}$ : $\rho_{\min}^+ \geqslant 400$, $\rho_{\max}^+ < 50000$
- концентрация отрицательных аэроионов, $\frac {1}{\text{мл}}$ : $\rho_{\min}^- > 600$, $\rho_{\max}^- \leqslant 50000$
Есть понятия коэффициента униполярности (КУ). КУ - это отношение концентрации положительных аэроионов к концентрации отрицательных аэроионов
$\text{КУ} = \frac {\rho^+}{\rho^-}$
Норма для КУ: $0.4 \leqslant \text{КУ} < 1.0$

Система должна работать так. Я включаю систему. Счётчики аэроионов через некоторое время после включения (допустим, 1 минуту) показывают концентрации аэроионов: счётчик положительных аэроионов своё значение, счётчик отрицательных аэроионов своё значение. На основании этих данных рассчитывается КУ. Диапазон измерений счётчиков аэроионов должен быть от 100 $\frac {1}{\text{мл}}$ до 100000 $\frac {1}{\text{мл}}$.
Следующий шаг - система предлагает меню из двух пунктов:
1. Вручную выставить требуемую концентрацию положительных аэроионов в диапазоне $400-49999$ и выставить нужный КУ в диапазоне $0.4 - 0.9$.
2. Вручную выставить требуемую концентрацию отрицательных аэроионов в диапазоне $601-50000$ и выставить нужный КУ в диапазоне $0.4 - 0.9$.
Пользователь выбирает либо вариант 1, либо вариант 2.
Далее система начинает в импульсном режиме генерировать положительные и отрицательные аэроионы, чтобы спустя некоторое время показания счётчиков аэроионов стали соответствовать заданным пользователем условиям.

Я ничего подобного раньше не делал, всякие там лабораторные работы и домашние задания всегда были с методическими указаниями, а тут у меня нет НИКАКИХ методических указаний и спросить не у кого (я на заочной форме обучения, научный руководитель чисто формально назначен, при этом он занят очниками и вечерниками). Я читаю Хоровица и Хилла, пытаюсь смотреть ролики на ютубе и читать статьи на сайтах, но пока что-то не идёт.

С системами прототипирования тоже не густо: пытался в Microcap собирать схемы и смотреть токи и напряжения, не получается пока. Может, есть какая-то более понятная система прототипирования (САПР)?

Пытался выбрать какой-либо счётчик аэроионов:
1. Есть из ГОСТа
https://docs.cntd.ru/document/1200105900
Там очень сложно, есть интегральный аспирационный конденсатор и дифференциальный аспирационный конденсатор, просто жесть, я даже за неделю не смогу в этом разобраться, скорее всего.
Там отсутствует принципиальная схема, поэтому мне его не собрать.
2. Есть попроще


Но опять же встаёт вопрос, как мне реализовать задуманное? Ладно ещё заменить транзисторы на этой схеме на противоположные (pnp на npn и наоборот) и получить детектор положительных ионов, но как оба этих детектора подключить к схеме генератора(ов) положительных и отрицательных аэроионов, создать возможность заданий концентрации аэроионов и КУ и чтобы это всё заработало... Это вообще реальная для меня задача в срок до 09.06.2021?

-- 01.06.2021, 12:50 --

EUgeneUS в сообщении #1520714 писал(а):

Кстати, Вы собрались повторять эту схему?

Я пока не знаю, какую схему взять.

Dmitriy40 в сообщении #1520719 писал(а):

Деление на цифровые и аналоговые схемы условно

Я спросил по причине того, что для соединения цифровых и аналоговых частей схемы нужны АЦП и ЦАП, а это ещё отдельная головная боль, какой выбрать, их же очень много разновидностей.

[EUgeneUS]

Solaris86 в сообщении #1520729 писал(а):

Это вообще реальная для меня задача в срок до 09.06.2021?

Если только принципиальная схема, а не работающий прототип. И если собрать из более-менее готовых узлов, то реальная. Если не есть и не спать
Вечером напишу Вам план добрых дел
Кстати, микропроцессоры Вам можно использавать или только рассыпуху?

[Solaris86]

EUgeneUS в сообщении #1520736 писал(а):

Solaris86 в сообщении #1520729 писал(а):

Это вообще реальная для меня задача в срок до 09.06.2021?

Если только принципиальная схема, а не работающий прототип. И если собрать из более-менее готовых узлов, то реальная. Если не есть и не спать
Вечером напишу Вам план добрых дел
Кстати, микропроцессоры Вам можно использавать или только рассыпуху?

Ограничений нет. И микропроцессоры, и микроконтроллеры можно.

[Dmitriy40]

EUgeneUS
Со схемой из патента я не разбирался особо, но там есть моменты когда конденсатор 39 переключается с питания на закоротку — и именно это я считаю ошибкой в логике работы (из-за отсутствия ограничения пикового тока).
Ну и вообще схема переусложнена для заданной логики работы.

Solaris86 в сообщении #1520729 писал(а):

Это вообще реальная для меня задача в срок до 09.06.2021?

Нарисовать схему — да, реально. Без всякой гарантии что она вообще заработает.
Слепить гарантированно работающую схему — нет. Причём генерить что-то (может даже анионы) она конечно будет, а вот считать их (тем более концентрации) или управлять генерацией — лишь случайно может заработать.
Ну например совершенно непонятно с какой стати анионам садиться на эту вот антенну чтобы их посчитали. И почему они на неё будут садиться пропорционально концентрации. И линейно ли. И хватит ли усиления транзисторов отследить бросок тока. А если транзисторы меряют средний ток, то вопросов ещё больше. И где и как эту антенну ставить и каких размеров и конструктива. Это всё требует или проведение опытной работы на готовом макете, или сложных расчётов.

Про то что положительные анионы генерить труднее упоминать не буду, не вполне уверен как это технически решается (думаю просто подать плюс недостаточно, электронный ветер существует, а вот положительно заряженного ветра при разумных конструкциях не бывает, насколько я понимаю физику процессов).

Solaris86 в сообщении #1520729 писал(а):

для соединения цифровых и аналоговых частей схемы нужны АЦП и ЦАП,

Не то чтобы нет, но не всегда, часто можно обойтись или резисторным делителем (ЦАП) или просто компаратором (АЦП). Вот например в схеме патента элемент 9 как раз и выступает таким компаратором (заменой АЦП), связывающим аналоговый сигнал с конденсатора 12 с цифровым входом элемента 10. Так что не всегда сопряжение цифровых и аналоговых схем требует чего-то сложного.

[Solaris86]

Dmitriy40 в сообщении #1520765 писал(а):

Ну например совершенно непонятно с какой стати анионам садиться на эту вот антенну чтобы их посчитали. И почему они на неё будут садиться пропорционально концентрации. И линейно ли. И хватит ли усиления транзисторов отследить бросок тока. А если транзисторы меряют средний ток, то вопросов ещё больше. И где и как эту антенну ставить и каких размеров и конструктива. Это всё требует или проведение опытной работы на готовом макете, или сложных расчётов.

А такой счётчик, как этот, который согласно ролику https://www.youtube.com/watch?v=w8J23vg ... TECHNOLOGY имеет относительную погрешность в 25% (таймкод 2:14), в целом достаточно точный?
Если да, тогда мне надо как-то найти его принципиальную схему (до сих пор не удалось найти).

Dmitriy40 в сообщении #1520765 писал(а):

Про то что положительные анионы генерить труднее упоминать не буду, не вполне уверен как это технически решается (думаю просто подать плюс недостаточно, электронный ветер существует, а вот положительно заряженного ветра при разумных конструкциях не бывает, насколько я понимаю физику процессов).

Ну, по идее этот процесс генерации положительных аэроионов у анода будет идти, только медленнее чем процесс генерации отрицательных аэроионов у катода?

[Dmitriy40]

Solaris86 в сообщении #1520779 писал(а):

относительную погрешность в 25%

Т.е. вместо выставленного КУ=0.60 Вы легко можете получить при измерении и КУ=0.45 и КУ=0.75 и это считаете нормальным, ведь в 25% погрешности укладывается? А если два датчика вдруг разойдутся в разные стороны, то погрешность станет и 50%, вместо КУ=0.60 намеряете от КУ=0.30 до КУ=0.90. Я бы такое "измерение" словом измерение постеснялся бы называть ... Хотя случаи конечно бывают разные.

Solaris86 в сообщении #1520779 писал(а):

Ну, по идее этот процесс генерации положительных аэроионов у анода будет идти, только медленнее чем процесс генерации отрицательных аэроионов у катода?

Отрицательные анионы получаются за счёт эмиссии электронов с анода, при этом эти (или другие, не суть) электроны возвращаются в цепь у другого электрода, которым в данном случае выступает Земля. Поменяв полярность на аноде и превратив его в катод эмиссию протонов или позитронов не получите. Соответственно электронный поток потечёт из Земли к катоду (на котором плюс относительно Земли), но, положительных анионов при этом образовываться не будет, на электроде будут нейтрализоваться отрицательные анионы, возникшие где-то у другого электрода, т.е. Земли. Если оба электрода рядом в одном месте, то получите поток тех же отрицательных анионов между электродами, только в обратную сторону, но не показанный вентилятор их выдует ровно так же. Поэтому как получать положительные анионы я не очень представляю. Но могу и просто чего-то не знать.
Возможно положительные анионы образуются при контакте молекул с катодом, который отрывает от них электроны. Но тогда КПД этого на порядок хуже генерации отрицательных анионов потому что сечение электродов настолько же меньше эффективного сечения потока электронов от анода при генерации отрицательных анионов, когда контакт с электродом и не нужен. Под контактом с электродом понимаю конечно подход на пробойную дистанцию, когда напряжённости поля хватает оторвать электрон у молекулы или электрода.

В общем при таком слабом знании теории происходящих процессов за неделю сваять что-то реально работающее, даже хотя бы на бумаге — это ИМХО фантастика.

[EUgeneUS]

Dmitriy40 в сообщении #1520783 писал(а):

.е. вместо выставленного КУ=0.60 Вы легко можете получить при измерении и КУ=0.45 и КУ=0.75 и это считаете нормальным, ведь в 25% погрешности укладывается? А если два датчика вдруг разойдутся в разные стороны, то погрешность станет и 50%, вместо КУ=0.60 намеряете от КУ=0.30 до КУ=0.90. Я бы такое "измерение" словом измерение постеснялся бы называть ... Хотя случаи конечно бывают разные.

IMHO, это тот самый случай, "разный". По сути важно значение "по порядку величины".
Если у ТС получится измеритель с точностью 25% - это будет успех на уровне выхода сборной России по футболу в финал ЧЕ

Dmitriy40 в сообщении #1520783 писал(а):

Отрицательные анионы получаются за счёт эмиссии электронов с анода, при этом эти (или другие, не суть) электроны возвращаются в цепь у другого электрода, которым в данном случае выступает Земля. Поменяв полярность на аноде и превратив его в катод эмиссию протонов или позитронов не получите. Соответственно электронный поток потечёт из Земли к катоду (на котором плюс относительно Земли), но, положительных анионов при этом образовываться не будет, на электроде будут нейтрализоваться отрицательные анионы, возникшие где-то у другого электрода, т.е. Земли.

Там "фишка" в том, что один электрод с иголками (у которых и происходит ионизация), а другой - гладкий. Если на иголках плюс, то отбираются электроны у атомов вблизи остриев, положительные ионы выдуваются. Устройство в целом заряжается отрицательно, этот избыточный заряд сбрасывается в Землю. То есть устройство д.б. заземлено.

-- 01.06.2021, 18:49 --

Solaris86

EUgeneUS в сообщении #1520736 писал(а):

И если собрать из более-менее готовых узлов, то реальная. Если не есть и не спать

"Что-то, Славик, я меньжуюсь"
То есть уже не верю.
Ну да ладно. Обещанный путь к звездам, с терниями.

Делим слона на четыре части:
блок управления, блок генерации ионов (ионизатор), блок измерения, блок питания.

1. Блок управления.
Находите любую схему любого устройства на любом (см. ниже) микропроцессоре. Где к микропроцессору подключены:
а) Экран. Такой, такой, или любой другой, кроме Nextion.
б) Минимум две кнопки, или энкодер с кнопкой.

Выкидываете из схемы всё остальное.
Добавляете источник опорного напряжения 2.5 В на TL431 (типовое включение, почитайте даташит) - для АЦП.

У процессора должно остаться следующее количество свободных пинов:
а) один, который можно запрограммировать на АЦП.
б) минимум 4, а лучше 8 пинов, которые можно запрограммировать на "цифровые выходные".
Всё. Блок управления готов.
Процессор рекомендую - ATmega328. На тот случай, если попросят собрать, то соберете на Ардуино
А так-то может быть любым с нужным количеством входов\выходов.

[Dmitriy40]

EUgeneUS в сообщении #1520793 писал(а):

Там "фишка" в том, что один электрод с иголками (у которых и происходит ионизация), а другой - гладкий. Если на иголках плюс, то отбираются электроны у атомов вблизи остриев, положительные ионы выдуваются.

Возможно и так. Но всё равно отбираться электроны должны лишь у ближайших молекул, а вот поток электронов, разгоняемый полем, особенно те что не столкнулись с ближайшими молекулами, могут улетать намного дальше. Т.е. ионизация осаждением электронов сильно эффективнее ионизации отрывом электронов при том же напряжении. Несмотря на все острия.

-- 01.06.2021, 18:52 --

EUgeneUS
В ардуино и в atmega328 есть встроенный источник опорного напряжения, для заявленной точности его сильно за глаза, внешнюю опору делать излишне.

[EUgeneUS]

Dmitriy40 в сообщении #1520794 писал(а):

Т.е. ионизация осаждением электронов сильно эффективнее ионизации отрывом электронов при том же напряжении. Несмотря на все острия.

Да и ладно. Решим временем продува на нужном режиме.

Dmitriy40 в сообщении #1520794 писал(а):

В ардуино и в atmega328 есть встроенный источник опорного напряжения, для заявленной точности его сильно за глаза, внешнюю опору делать излишне.

ОК. Согласен.

-- 01.06.2021, 19:14 --

Кушаем слона дальше.

2. Ионизатор.
Он должен быть "биполярным", то есть уметь формировать на остриях как положительное, так и отрицательное напряжение.
А значит все схемы с умножителями не подходят.

На примере схемы из патента, допиливаем напильником.

а) Инвертор (1) заменяем на элемент 2И-НЕ. Получившийся вход подаем на блок управления (на процессор). Если на нём ноль - генерации нет, если единица - генерация есть. Поучился выключатель, который управляет ионизатором. Этот же сигнал подаем на ключ, который включает вентилятор ионизатора.
б) Блок (21) выкидываем в помойку. Сигнал к элементу (20) подаем на блок управления. Этот сигнал будет задавать полярность ионов (если патент нам не врёт )
в) логические элементы - КМОП. То есть серия 561 или современнее. Питание логики - +5 В, как и у микропроцессора.
г) силовая часть. Тут есть варианты.

Первый: сильный ток, небольшое напряжение.
Второй: не очень сильный ток, большое напряжение. Если будете использовать выпрямленное напряжение сети, как предлагалось - нужна опторазвязка между логикой и ключами.

Номиналы в RC-цепях блока (1): конденсатор 10н, сопротивление (6)+(7) - 22 кОм. Это даст частоту в несколько десятков кГц. Ну и нормально. Сопротивление (5) - десятки кОм.

Основной геморрой - расчет трансформатора и емкости (39), исходя из того, что на иголках должно быть 4 кВ (это я в промышленных конструкциях подсмотрел).

(Тут где-то и закончится неделя)

[Dmitriy40]

EUgeneUS в сообщении #1520795 писал(а):

Если будете использовать выпрямленное напряжение сети, как предлагалось - нужна опторазвязка между логикой и ключами.

Не "нужна", а "желательна". При аккуратном проектировании и использовании и без неё можно. Но с ней конечно надёжнее и удобнее. Только на десятки кГц подойдёт уже не любой оптрон, придётся поразбираться в их параметрах.

Но при наличии управляющего блока всю логику можно вообще выкинуть и сделать просто два (три) ШИМ-а, которые подать на драйвера Н-мостов (без самих мостов, использовать драйвера как силовые ключи, вместо транзисторов на схеме), причём драйвера бывают сразу и изолированные (и уж точно у всех изолирован канал управления верхним полевиком). А всю логику переключения реализовать выбором параметров ШИМ-ов.

-- 01.06.2021, 19:40 --

EUgeneUS
И Ваше стремление впарить везде ардуино идеологически может и правильно, но для МК порог вхождения намного выше чем для пары микрух логики.

[Emergency]

Dmitriy40 в сообщении #1520783 писал(а):

Отрицательные анионы получаются за счёт эмиссии электронов с анода

За счет эмиссии электронов с катода образуется проводящая область из электронов. Электроны, двигаясь в поле ускоренно, сталкиваются с нейтральными молекулами газа и вызывают их ионизацию. Молекулы, потерявшие один или несколько электронов, являются положительными аэроионами. Часть электронов прилипает к нейтральным молекулам - получаются отрицательные аэроионы.

[EUgeneUS]

3. Детектор.

Во-первых. Схема в этом посте - фуфло. Обманка. Она не будет работать по двум причинам. Первая очевидна - полярности транзисторов и светодиода неверные относительно полярности питания. Вторая - см. ниже.

Во-вторых. С аспирационными конденсаторами Вам придется разбираться. Никуда Вы от это не денетесь. Ибо способ измерения концентрации аэроионов один: подать напряжение на конденсатор, дуть через него воздух и мерять ток утечки.
FGJ, китайцы на алиэкспресс продают какие-то карманные детекторы отрицательных ионов без воздуходувки. Как они работают - не знаю.

По теме строго рекомендую труд Х.Ф. Хаммет. Аспирационный метод измерения спектра аэроионов. (есть в интернете в pdf без СМС)

Там в частности на странице 128 указано, что

Цитата:

Ток через собирающую обкладку интегрального счетчик имеет обычно порядок $10^{-14}$ — $10^{-12}$ а. В дифференциальных счетчиках приходится иногда регистрировать ток, не превышающий $10^{-16}$ - $10^{-15}$а.

Это очень маленький ток. И чтобы его измерить придётся поизвращаться. Если Вы не найдете готовую схему датчика, то у Вас - беда.

При этом на странице 191 в описании практической конструкции указано:

Цитата:

Максимальное напряжение измерительного конденсатора при этом 870 в.

То есть на измерительный конденсатор подаётся напряжение сотни вольт.

-- 01.06.2021, 19:54 --

Dmitriy40 в сообщении #1520803 писал(а):

И Ваше стремление впарить везде ардуино идеологически может и правильно, но для МК порог вхождения намного выше чем для пары микрух логики.

ТС приводил кратко требования к функциональности. С такими требованиями микропроцессор в блоке управления обязателен. Это не пара микрух логики (хотя были на логике даже схемы игровых телеприставок). А у Ардуино порог вхождения минимален из всех микропроцессоров (так как её под учебные задачи делали).

Продолжаем есть слона.
3.1. Так как величина диапазона измерений - несколько порядков, в схеме детектора обязателен усилитель со ступенчатой регулировкой коэффициента усиления (КУ). КУ должен управляться с блока управления. 4 ступени (четыре декады) - это 2 выхода (пина) микропроцессора с дешифратором. Или четыре выхода, если по-простому.
3.2. Для управления детектором понадобится еще два выхода (пина) микропроцессора - детектор (и его воздуходувка) включена\выключена и пин для управления полярностью напряжения на аспирационном конденсаторе.

-- 01.06.2021, 20:06 --

4. И наконец. Блок питания.

Что нам нужно:
а) 5 В, на 1-2 ампера. Для питания микроконтроллера, экрана и логики ионизатора.
б) Десятки вольт с хорошим током для питания силовой части ионизатора.
в) Сотни вольт с малым током для напряжения на аспирационный конденсатор.
г) плюс-минус 12 вольт для питания операционных усилителей в усилителе детектора (но могут быть варианты).

Если бы я собирал эту поделку дома на коленке, я бы заказал нужные БП на алиэкспресс. Но такое читерство в работе по бакалавриату не пройдет. Схему БП нужно сделать. Понятно, можно взять какие-то готовые и допилить напильником. Но это - работа.
Кстати, если будет нужно батарейное питание, то есть от аккумуляторов, то ещё будет нужна схема зарядки и балансировки заряда банок. Это всё типовое. Но рисовать - тоже время.

UPD: при этом полярность напряжения на аспирационном конденсаторе должна управляться логическим уровнем с блока управления.

-- 01.06.2021, 20:23 --

Dmitriy40 в сообщении #1520803 писал(а):

Но при наличии управляющего блока всю логику можно вообще выкинуть и сделать просто два (три) ШИМ-а, которые подать на драйвера Н-мостов (без самих мостов, использовать драйвера как силовые ключи, вместо транзисторов на схеме), причём драйвера бывают сразу и изолированные (и уж точно у всех изолирован канал управления верхним полевиком). А всю логику переключения реализовать выбором параметров ШИМ-ов.

+100500
а) используем один канал ШИМа - сразу выкидываем в помойку блоки (1) и (8), то есть все RC-цепочки.
б) что касается выкинуть всё остальное, то нужно:
- синхронизация по фазе разных каналов ШИМ. Не знаю, возможно ли это, не было повода разобраться.
- H-мосты должны уметь поддерживать Z-состояние на выходе - блоки (13) и (30) в некоторые моменты на выходе имеют Z-состояние.

[Dmitriy40]

EUgeneUS в сообщении #1520805 писал(а):

- синхронизация по фазе разных каналов ШИМ. Не знаю, возможно ли это, не было повода разобраться.

Возможно, но не прямо, а включив второй канал в противофазе и чуть сдвинув его начало. Т.е. в нём регулируется не конец импульса, а начало, конец же по нулю таймера. Если использовать центрированные импульсы, то можно даже программно регулировать dead time. Напрямую в ардуино этого конечно не сделать, но доступа к регистрам процессора никто не запрещал. Ну или просто запустить два таймера синхронно, с ШИМом на каждом.

EUgeneUS в сообщении #1520805 писал(а):

H-мосты должны уметь поддерживать Z-состояние на выходе - блоки (13) и (30) в некоторые моменты на выходе имеют Z-состояние.

Мда? Ну тогда наверное одними драйверами не обойтись, придётся и внешние полевики к ним ставить. Зато можно запитать хоть от 600В, всё трансу будет легче.
Хотя я бы на месте разработчика ещё посмотрел зачем именно там такая сложная диаграмма с какой-то вольтодобавкой, может она лишняя и можно обойтись одним-двумя ШИМами.

[Solaris86]

Большое спасибо за разъяснения!
Принципиальную схему получившегося прикреплю, как только всё будет готово. На деюсь, накосячу не очень сильно

[EUgeneUS]

Dmitriy40 в сообщении #1520837 писал(а):

Мда? Ну тогда наверное одними драйверами не обойтись, придётся и внешние полевики к ним ставить. Зато можно запитать хоть от 600В, всё трансу будет легче.
Хотя я бы на месте разработчика ещё посмотрел зачем именно там такая сложная диаграмма с какой-то вольтодобавкой, может она лишняя и можно обойтись одним-двумя ШИМами.

Поразбирался как там устроено.
1. Генерация высокого напряжения построена по типу катушки зажигания: ток вкачивается в первичную обмотку, потом цепь первичной обмотки размыкается - для чего и нужны z-состояния.
2. Вольтодобавка там увеличивает в два раза напряжение на катушке при вкачивании тока. Из текста следует, что питание (19) общее для логики и силовой части. То есть 9-15 вольт, не больше. Если делать отдельное питание силовой части с бОльшим напряжением, то вольтодобавка не нужна. Но исходную схему это не сильно упростит.
3. Вы были правы, заряд конденсатора происходит без токоограничивающего резистора. Это плохо.
4. Напрашивается решение:
А) выкинуть всю схему. Взять интегральный H-мост с поддержкой ШИМ. (Собственно говоря, Н-мост с третьим состоянием и останется от исходной схемы, после удаления генераторов и цепи вольтодобавки)
Б) "Быстрые импульсы" подать с ШИМ выхода контроллера на ШИМ вход Н-моста.
В) Направление включения первичной обмотки выбирать Н-мостом.

Но требования к Н-мосту будут довольно жесткими: ключи д.б. высоковольтными и быстрыми. Не знаю, можно ли подобрать подходящий интегральный Н-мост.
Если подберется, то больше ничего и не надо.