стабильный управляемый источник тока, нужна схема источника тока для нагрузки с большой ёмкостью Опции

[kkobru]

Добрый день!

Нужна схема источника тока, нагруженного електродиализной ячейкой, которая обладает большой ёмкостью. Обычный источник тока на ОУ и транзисторе начинает возбуждаться, чем выше ток, тем сильнее возбуждение. Диапазон токов — 0-200 мА, стабильность — 0.01 мА. Управляется источник ШИМом, но уж фильтр я сам сгорожу.

Заранее спасибо!

[MaxPIC]

А не рассматривали сделать такой источник с применением цифры? Сделать регулируемый источник напряжения, измерять ток в нагрузке, - и в микроконтроллер.

[Tanya]

Заранее спасибо!

Вы бы схему свою нарисовали. Лучше. Заранее.
Заранее заявляю, что сделать генератор тока для емкостной нагрузки так же легко, как генератор напряжения для индуктивной. Вот наоборот - трудно. Практически невозможно.

А не рассматривали сделать такой источник с применением цифры? Сделать регулируемый источник напряжения, измерять ток в нагрузке, - и в микроконтроллер.

Вот как? Цифра решает все!

[Guest_TSerg_*]

На такие токи и ШИМ тут лишний.

Заранее заявляю, что сделать генератор тока для емкостной нагрузки так же легко, как генератор напряжения для индуктивной. Вот наоборот - трудно. Практически невозможно.

Для емкостной нагрузки - да, проблем нет.

Для индуктивной может возникнуть проблема устойчивости, но она решается часто положительно введением корректирующих звеньев, короче - все та же ТАУ.

[sifadin]

ОУ возб потому , что появляется доп полюс из вых сопр и есмкости транзистора
Он вносит доп фазовый сдвиг
замени голый ОУ интегратором Вернее ПИ звеном
Коэфф усиления проп звена К = 1/e - определяется точностью, примерно 20000
с постоянной времени t >= Ky*RвыхОУ*Свхтранз

20000 *100 *1н = 2мс

[MaxPIC]

Вот как? Цифра решает все!

Я так не утверждал.
В некоторых задачах решение с применением "цифры" может оказаться проще, дешевле и гибче.

[Guest_TSerg_*]

Полагаю, что и на цифре сделать ИТ с диапазоном 200 мА и точностью 0.01 мА - надо хорошо постараться.
Это честных 15-16 разрядов.

[Tanya]

На такие токи и ШИМ тут лишний.



Для емкостной нагрузки - да, проблем нет.

Для индуктивной может возникнуть проблема устойчивости, но она решается часто положительно введением корректирующих звеньев, короче - все та же ТАУ.

Тут никакая ТАУ не поможет. В одном случае нужно бесконечно большое напряжение, в другом - ток. Если мы хотим произвольно менять.

[Guest_TSerg_*]

ОУ возб потому , что появляется доп полюс из вых сопр и есмкости транзистора

При очень большой емкости нагрузки ( по заявлению ТС ), транзистор есть сугубо безинерционное звено.

[kkobru]

слушайте, а ведь и верно. сделаю в цифре, 12-битного ацп хватит, с оверсэмплингом.

на выход фильтра шима транзистор, ток на АЦП снимать с 1-омного прецизионного резистора в цепи эмиттера транзистора, напряжение снимать как и раньше, делителем.

спасибо, друзья, так и сделаю. и никаких обратных связей кроме цифры. отлично.

Сообщение отредактировал kkobru - Apr 3 2014, 10:45

[Guest_TSerg_*]

Тут никакая ТАУ не поможет. В одном случае нужно бесконечно большое напряжение, в другом - ток. Если мы хотим произвольно менять.

Наверное, я что-то не так делал, когда обеспечивал в индуктивной нагрузке стабилизацию тока, причем как аналоговой, так и импульсной схемотехникой.

слушайте, а ведь и верно.
..
отлично.

Плохо, поскольку Вы так и не поняли, что нет приципиальной разницы между цифрой и аналогом.

[Herz]

слушайте, а ведь и верно. сделаю в цифре, 12-битного ацп хватит, с оверсэмплингом.

Плохо, поскольку Вы так и не поняли, что нет приципиальной разницы между цифрой и аналогом.

Примета времени... А ведь если возбуждается аналоговый, то цифровой - будет и подавно.

[Меджикивис]

Всё зависит от того, какое быстродействие необходимо.
Если хорошо поплясать с бубном на тему ПИДа - то не будет возбуждаться. Но это будет все же медленная вещь.

[sifadin]

Хрен знает куда у него что включено
Какой тип транзистора
Но емкость затвор сток вкл последовательно с нагрузкой, при посл вкл емкостей она чуть меньше Сзи

Если транзистор биполярный то будет большая емкость у эмитерного перехода, которая будет возрастать с увеличением тока. Опорное сопротивление сформирует ноль но где он будет хрен его знает
Думаю если включить вообще без нагрузки коллектор в шину он тоже может возбужаться вблизи единичного усиления

[sifadin]

Хрен знает куда у него что включено
Какой тип транзистора
Но емкость затвор сток вкл последовательно с нагрузкой, при посл вкл емкостей она чуть меньше Сзи

Если транзистор биполярный то будет большая емкость у эмитерного перехода, которая будет возрастать с увеличением тока. Опорное сопротивление сформирует ноль но где он будет хрен его знает
Думаю если включить вообще без нагрузки коллектор в шину он тоже может возбужаться вблизи единичного усиления

А не рассматривали сделать такой источник с применением цифры? Сделать регулируемый источник напряжения, измерять ток в нагрузке, - и в микроконтроллер.

Попишите формулы. Тут не просто.
Система управления предьявляет более жесткие требования к звеньям, в сравнении с измерительной
Основное - набег фазы он не должен превысить 180град в полосе вплодь до АЧХ=1, но дискретизация делает АЧХ периодической
Тут встанет проблема заград фильтра перед АЦП и выбор частоты дискретизации
Она навскидку будет равна 500кГц при полосе управления 10Гц

[Меджикивис]

Нужна схема источника тока, нагруженного електродиализной ячейкой

Вот схема:

Служебные цепи микросхемы не показаны, смотреть даташит.

На первый взгляд кажется, что LM3886 ну чрезвычайно(!) избыточна для такой задачи, но на самом деле это не так.
Стабилизатор тока - это очень тяжелый режим по мощности для микросхемы, если учесть, что нулевое сопротивление нагрузки - это один из его штатных режимов.

Я делал именно такую схему на ней. При напряжении питания +-24В как раз на 200 мА средне греется, я даже присаживал на радиатор небольшой.

Кроме того, эта микросхема имеет незначительный тепловой дрейф и хорошую устойчивость против возбуда, то есть сочетание качеств как раз под данную задачу.

R1 = Uцап / Iнагр


Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 3 2014, 12:23

[Guest_TSerg_*]

Вот схема:

Извините, но это полная глупость.
Если нагрузка чисто емкостная, как у Вас показано, то обеспечить заданный стабильный ток можно только в течении определенного времени, которое ограничено энергетическими возможностями.

P.S.
Рекомендую всем отвечающим перечитать начальный пост ТС - электродиализ.
Кому совсем все непонятно, считайте, что нагрузка - ионистор (+ паразитное последовательное сопротивление) + параллельный резистор, обеспечивающий предельный устоявшийся ток ( у ТС ~ 200 мА )

[Меджикивис]

Извините, но это полная глупость.
Если нагрузка чисто емкостная, как у Вас показано

У меня показана электрохимическая ячейка с двумя электродами, а не конденсатор.
Нагрузка не чисто емкостная.

Я понадеялся, что sapienti sat (((



Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 3 2014, 16:18

[Guest_TSerg_*]

Ну.. сейчас УГО самых разных - масса.
К сожалению ТС таки и не привел модель своей ЭХ-ячейки, потому и недопонимание.

[Меджикивис]

Я его понял, потому что тоже занимался электрохимическими задачами.
Только мне были токи нужны гораздо больше, чем 200 мА.

Да, и неплохо конечно было бы уточнить, каково по порядку величины, сопротивление его нагрузки, то есть, какое напряжение для нее понадобится.

Обычно (на двойном электрическом слое) бывает не более пары вольт, но в сумме, со многими мембранами, может вырасти значительно.

Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 3 2014, 16:52

[Guest_TSerg_*]

Я делал управление с числом мембран до 500:)
Вопросов устойчивости почти не возникало.
Управление было чисто аналоговым, с заданием от ЦАП (594ПА1)

[Plain]

Обычный источник тока на ОУ и транзисторе начинает возбуждаться

напряжение снимать как и раньше, делителем

В первой цитате нет и никогда не было того, что во второй — очевидно это известное только Вам нечто и есть предмет данной темы.

[Меджикивис]

TSerg:
В общем да; но мне-то заказали ток до 4А, а нагрузка изменялась от нуля до 10 омов.
Написано, что ЛМка до 10 ампер, но при стабилизации тока она такого не выдерживала. Поставил мощные транзисторы в ТО-3, на здоровенном радиаторе, с обдувом.
И вот эти-то транзисторы и съели почти весь запас устойчивости микросхемы, пришлось хорошо поплясать с бубном в виде RC-цепочек, но в итоге всё получилось.
А без доп. транзисторов - вполне устойчиво работала сразу, так что с этим у автора проблем быть не должно.

Вообще, по впечатлениям от той работы, 5 ампер - это здравый предел аналоговой стабилизации. Если свыше - ключевая без вариантов.

Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 3 2014, 17:47

[sifadin]

А зачем нужна стабилизация тока в электродиализе?

[Меджикивис]

А зачем нужна стабилизация тока в электродиализе?

Судя по порядку запрошенной точности - смею предположить, что для кулонометрических измерений каких-нибудь...


Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 4 2014, 01:29

[Tanya]

Вообще, по впечатлениям от той работы, 5 ампер - это здравый предел аналоговой стабилизации. Если свыше - ключевая без вариантов.

Никогда не видели источник тока для сверхпроводящего соленоида? Там сотни ампер бывают. А дергающийся источник выведет из строя все это..., стоимостью... Некоторые делают, но никакого смысла, кроме понтов... Все равно после стоит линейный стабилизатор.

Судя по порядку запрошенной точности - смею предположить, что для кулонометрических измерений каких-нибудь...

Если бы для этого, то можно было бы интегрировать не особенно стабильный ток.

Наверное, я что-то не так делал, когда обеспечивал в индуктивной нагрузке стабилизацию тока, причем как аналоговой, так и импульсной схемотехникой.

Вы же поняли, что речь шла об управлении по произвольному (почти...) закону.

[Меджикивис]

Никогда не видели источник тока для сверхпроводящего соленоида? Там сотни ампер бывают.

Видел. И даже ремонтировал. И отчетливо понимаю, что это - совсем иная песня. Узко специфические условия и особые требования.
С прочими типами нагрузки сравнивать никак нельзя.

Если бы для этого, то можно было бы интегрировать не особенно стабильный ток.

Ну уж про это пусть скажет ТС.

[sifadin]

Никогда не видели источник тока для сверхпроводящего соленоида? Там сотни ампер бывают. А дергающийся источник выведет из строя все это..., стоимостью... Некоторые делают, но никакого смысла, кроме понтов... Все равно после стоит линейный стабилизатор.

Вообще конечно да получается одна индуктивность работает на другую гораздо большую.
А какое омическое сопротивление у сверхпроводящего соленоида?

[Tanya]

А какое омическое сопротивление у сверхпроводящего соленоида?

На то он и сверхпроводящий. Самый настоящий ноль. Полным-полно таких приборов, в которых соленоид закорочен сверхпроводящей перемычкой - ЯМР-спектрометры... Там поле один раз в жизни "заводят". И только гелий подливают.

Видел. И даже ремонтировал. И отчетливо понимаю, что это - совсем иная песня. Узко специфические условия и особые требования.
С прочими типами нагрузки сравнивать никак нельзя.

ТС требуется 50 ppm. Тоже ведь условия и требования... Вот как тут дергающийся источник? Тут уже о термостате нужно думать и об особом метрологическом обеспечении. Беспечность тут не катит?

Вообще конечно да получается одна индуктивность работает на другую гораздо большую.

Там в другом проблема. При приближении к критическому полю соленоид становится очень чувствителен к напряжению на нем. Поэтому напряжение уменьшают. Соответственно, любая переменная составляющая становится опасной. И трудно бывает включить сверхпроводящую перемычку. Шумы мешают.

[Меджикивис]

ТС требуется 50 ppm. Тоже ведь условия и требования... Вот как тут дергающийся источник? Тут уже о термостате нужно думать и об особом метрологическом обеспечении. Беспечность тут не катит?

Рекомендованная мной ЛМка регулировала диапазон +-4А с дискретой 1мА (13 разрядов). Нестабильность не превышала 500мкА. Термостатирование отсутствовало, микросхема была просто привернута на корпус, который при работе мог разогреться градусов под 45.
Я думаю, что если контролировать температуру доп. терморезистором, то можно компенсировать дрейф и улучшить точность в 2-3 раза. Но у ТС она на 200мА так разогреваться и сама не будет. Это надо просто попробовать, удовлетворит точность, или нет.





Tanya, Вы в науке работаете?

[Tanya]

Я думаю, что если контролировать температуру доп. терморезистором, то можно компенсировать дрейф и улучшить точность в 2-3 раза. Но у ТС она на 200мА так разогреваться и сама не будет. Это надо просто попробовать, удовлетворит точность, или нет.

Не стала бы я так никогда делать. Все эти фокусы с коррекцией стоит делать только тогда, когда дошли до предела... отчаяния. Ведь никто не гарантирует, что эта коррекция не будет плыть от времени и проч. А задатчик.
А тут... 50 ppm. Это значит, что при изменении температуры на 10 градусов... Температурный коэффициент получается 5 ppm/градус. Всего вместе. А это уже не шуточки.

Это надо просто попробовать, удовлетворит точность, или нет.

А чем пробовать предлагаете?
Вот популярный прибор Keithley 2000. При измерении токов +/-200 ppm от измеренного плюс еще 30 от диапазона...

[sifadin]

Там в другом проблема. При приближении к критическому полю соленоид становится очень чувствителен к напряжению на нем. Поэтому напряжение уменьшают. Соответственно, любая переменная составляющая становится опасной. И трудно бывает включить сверхпроводящую перемычку. Шумы мешают.

Интересно мне кажется, что если поле превысит критическое то произойдет взрыв
Те же 100А потекут уже по омической катушке, она нагреется ее сопротивление станет еще больше итд

[Tanya]

Интересно мне кажется, что если поле превысит критическое то произойдет взрыв
Те же 100А потекут уже по омической катушке, она нагреется ее сопротивление станет еще больше итд

Сверхпроводящая часть кабеля или провода окружена медью, куда и перетекает ток при переходе сверхпроводника в нормальное состояние. Взрыв получается довольно медленный, так как жидкий гелий выжимается из горячей зоны - так называемое "пленочное кипение". При этом возникают значительные напряжения (как электрические. так и механические), что неприятно. Электрические частично снимаются специальными устройствами защиты. Без них загорится дуга с фатальными последствиями.
Некоторые практики считают, что после нескольких таких аварий кабель становится даже лучше. Это относится к ниобий-титановым кабелям. Про ниобий-олово не знаю.