Простой источник тока, Из неШИМ в ШИМ Опции

[Noxter]

Здравствуйте всем.
Сделал источник тока на 1 А (рис 1). Ток задается через ЦАП (вместо делителя напряжения).

Сейчас возникла задача сделать его "двуполярным" - т.е. с возможностью менять направление тока, при сохранении однополярного питания.
Придумал вот такую схему (рис 2). Управлять ей тоже планирую через 2хЦАП (на каждый канал).
Конечно в такой схеме есть недостаток - транзисторы греются.

Реальный используемый ток - где-то 50-150 мА, и даже маленького теплоотвода хватает чтобы транзисторы были чуть теплыми, но очень хочется сделать "как правильно".

Как же переделать схему так чтобы управлять ей через ШИМ, но при этом не сильно усложнить схему?

Сообщение отредактировал Noxter - Mar 18 2013, 12:06

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

.
Конечно в такой схеме есть недостаток - транзисторы греются.

Реальный используемый ток - где-то 50-150 мА, и даже маленького теплоотвода хватает чтобы транзисторы были чуть теплыми, но очень хочется сделать "как правильно".

Как же переделать схему так чтобы управлять ей через ШИМ, но при этом не сильно усложнить схему?

Вы же не от батареек питаете. Что хотите экономить?
Если уж очень хочется шумов и прочего... то добавить дроссель..
Или сразу взять драйвер шагового двигателя.

[Plain]

http://www.google.ru/search?q=howland+current+pump

А вторым ОУ расщепить питание. ОУ обыкновенные, и выходы у них обыкновенно умощняют комплементарной парой биполярных транзисторов.

Для управления всем этим естественно достаточно одного ЦАП.

[Noxter]

У меня какая-то мистика в первой схеме происходит.

R5 = 5 Ом.
До 130 мА регулировка тока идет точно как задаешь, после же ток начинает сильно отличаться от заданного.
Причем на разница на входах не больше 30 мВ, а напряжение на R5 Ur 5= Iзад*R5 = Uзад, но реально ток через нагрузку больше заданного в 2-3 раза.

Откуда полевик берет дополнительный ток? Не через затвор же через ОУ и не через инвертирующий вход. Кирхгоф же не соблюдается зараза.

[Plain]

Просто схема нерабочая изначально. Пририсуйте к ней все ёмкости этого транзистора, и тогда увидите, что собрали обыкновенный генератор.

[AlexeyW]

Именно. ОУ должен быть охвачен короткой собственной ОС. В этом смысле хорош интегратор или пропорциональный интегратор (ПИ). Т.е. самое простое - емкость с выхода ОУ на инвертирующий вход. Минимум этой емкости надо считать, максимум - определяется требуемым быстродействием.

[iosifk]

Просто схема нерабочая изначально.

А что мешает использовать сразу же ОУ с мощным выходом... Скажем микросхемы для звуковых усилителей. В том числе и усилителей, работающих в "классе D"...

[Noxter]

Про "расщепить" питание на двуполярное уже думал, но нагрузка высокоомная - не хватит питающего напряжения для развития максимального тока.

Пробывал сегодня ставить обратную связь - и емкость ставил (от 0,15 до 2.2 мкф) и резистор и резистор с емкостью - все равно начинает повышаться ток.
Может конкретно что с этим операционником или транзистором?

Усилители класса D всем хороши, но у меня нет опыта их эксплутации, а "взлететь" с этим нужно уже в ближайшее время.

Посоветуете, пожалуйста, какую-нибудь схему стабилизатора тока управляемого напряжением?

[Tanya]

Посоветуете, пожалуйста, какую-нибудь схему стабилизатора тока управляемого напряжением?

Лучше Вы сначала любезно скажите подробно, какая нужна точность, какие допустимы пульсации, что является нагрузкой...
А потом в ответ на это ждите любезного ответа.

[Plain]

обратную связь - и емкость ставил (от 0,15 до 2.2 мкф) и резистор и резистор с емкостью - все равно начинает повышаться ток

http://www.google.ru/search?q=mosfet+current+source+opamp

Выход ЦАП подаёте на вход этой схемы, а к выходу подключаете мост на четырёх ключах, в диагональ которого подключаете нагрузку.

[Ydaloj]

Реальный используемый ток - где-то 50-150 мА, и даже маленького теплоотвода хватает чтобы транзисторы были чуть теплыми, но очень хочется сделать "как правильно".

Правильно - это если всё работает, обеспечивает заявленные характеристики и не мешает соседним устройствам. Экономически невыгодно в устройство вбухивать средства на изыскные мероприятия по изменению режимов работы компонентов, если уже и так всё работает, и если эта ниокр не принесёт ощутимого эффекта.

если надо (хочется, интересно) сделать источник питания с ШИМ - создайте ИИП с такими параметрами, где ШИМ просто необходима.

[Herz]

Тему перенёс.

[Буратино]

Мне нравится идея с источником тока на микросхеме TL494 или подобных которая работает на полный мост с полевыми транзисторами в плечах.



Вместо +30 источник тока на TLке. Когда открыты Q1, Q4 одно направление тока, когда Q2, Q3 -другое.
При этом транзисторы в плечах не греются ибо открыты и их сопротивл. минимально, источник тока с ШИМ и соответственно его ключ также не греется.

Почитайте как устроена TL494, в сети есть варианты использования ее в зарядных ус-вах, где выходной ток задается напряжением на входе у-ля ошибки TL. Это напряжение может быть и от делителя управляемого и от АЦП.
Данный подход не ограничен по мощности и достаточно элегантен, как мне кажется.

[chernenko]

Как же переделать схему так чтобы управлять ей через ШИМ, но при этом не сильно усложнить схему?

Недавно делал схему двунаправленного источника тока на TPA2000D в качестве элемента формирующего ШИМ из аналогового напряжения. Аналоговый сигнал формировал 12 битный ЦАП. Это нужно было чтобы создать ШИМ с частотой 200-300 кГц и при этом с довольно малым шагом скважности. Все это работало на драйверы TC4427A. Токи были до 2 А. Напряжение, которое коммутировали ключи было до 20 В. При этом контроль тока был полностью в цифре.

Светодиодами и двигателем так управлять конечно можно, а вот более "тонкие" операции увы...
В общем пришлось отказаться, от такой реализации из-за очень больших шумов при переключении.

Поэтому вы опишите задачу и зачем вам ШИМ. А то так не понятно, что вы хотите и может не адекватно ожидаете, то чего получите...

[Буратино]

Недавно делал схему двунаправленного источника тока на TPA2000D в качестве элемента формирующего ШИМ из аналогового напряжения. Аналоговый сигнал формировал 12 битный ЦАП. Это нужно было чтобы создать ШИМ с частотой 200-300 кГц и при этом с довольно малым шагом скважности. Все это работало на драйверы TC4427A. Токи были до 2 А. Напряжение, которое коммутировали ключи было до 20 В. При этом контроль тока был полностью в цифре.

Светодиодами и двигателем так управлять конечно можно, а вот более "тонкие" операции увы...
В общем пришлось отказаться, от такой реализации из-за очень больших шумов при переключении.

Поэтому вы опишите задачу и зачем вам ШИМ. А то так не понятно, что вы хотите и может не адекватно ожидаете, то чего получите...

То есть Вы подавали напряжение с ЦАП на некий усилок TPA2000D , который лупил ШИМ на ключи? (ну или без ключей, не зна, как ам у вас)
А как вы управляли током? Речь ведь идет о источнике тока, а значит при изменении нагрузки ШИМ должен отрабатывать скважностью (например).
Как у вас реализован процесс управления каналом "ЦАП-TPA2000D -ШИМ-Измерение тока"?

[chernenko]

То есть Вы подавали напряжение с ЦАП на некий усилок TPA2000D , который лупил ШИМ на ключи? (ну или без ключей, не зна, как ам у вас)

Да, можно без внешних ключей, если токи и напр. небольшие.

А как вы управляли током? Речь ведь идет о источнике тока, а значит при изменении нагрузки ШИМ должен отрабатывать скважностью (например).
Как у вас реализован процесс управления каналом "ЦАП-TPA2000D -ШИМ-Измерение тока"?

Да, именно такая попытка и была. Все делалось в цифре. Оценивался средний ток через нагрузку за период времени и он поддерживался на заданном уровне. Все это было под конкретную задачу и под конкретную нагрузку. Все делалось ради того, чтобы не рассеивать мощность на регулирующем элементе.

В общем я теперь не сторонник этого извращения

Просто регулировать ток ещё можно, а делать источник стабильного тока на ШИМ..... Поэтому я и спросил автора о применении его схемы и как он собирается обеспечить стабильный ток при ШИМ управлении.... Беспокоят ли его пульсации, которые возникнут....Нагрузка скорее всего имеет индуктивный характер....

Придумал вот такую схему (рис 2). Управлять ей тоже планирую через 2хЦАП (на каждый канал).

Вы её моделировали?

[Буратино]

chernenko, я также повозился с подобной схемой и понял что без аналоговой обратной связи не получится именно источник тока в обычном смысле слова. Какая бы у вас не была разрядность ШИМ, этого недостаточно. Для точного поддержания тока нужен аналоговый усилок ошибки и схемы которые могут изменять заполнение ШИМ на миниатюрные, микроскопические толики в случае если требуется.
Вот как раз TL494 (и иже с ними) умеют конкретно это делать.

[AlexeyW]

Возможен и промежуточный вариант: источник тока аналоговый и делается как обычно. А для уменьшения потерь адаптивно подстраивается питающее напряжение (быстродействие подстройки напряжения может быть намного меньше, чем ИТ).