Источник тока на INA169, проблемы с обратной связью Опции

[ivainc1789]

На рис. приведена схема источника тока на INA169. Пока обратная связь разомкнута, измерения тока шунта проходят нормально и все соответствует даташиту и реальным измерениям. Как только замыкаю цепь обратной связи - получаю генерацию на частоте примерно 66Hz. Есть мнение, что по цепи обратной связи не хватает быстродействия. Подскажите, возможно ли использование INA169 в петле авторегулирования в принципе? Или лучше применить другую элементную базу?

[Herz]

Вы на правильном пути. Но, чтобы разобраться окончательно, давайте поймём предназначение Вашей схемы. Что от чего должно зависеть и в какой степени.

[ivainc1789]

Вы на правильном пути. Но, чтобы разобраться окончательно, давайте поймём предназначение Вашей схемы. Что от чего должно зависеть и в какой степени.

Привожу более подробную схему, она сейчас смакетирована. Это часть лабораторного блока питания. Если с режимом стабилизации напряжения на выходе не было особых проблем, в режиме источника тока они последовали одна за другой. Задача ставилась в получении источника тока от нескольких миллиампер до 100-200mA или больших значений, если возможно, без усложнения схемы. Схема имеет следующие особенности:
1. Источник VCC25 программно управляется от ATmega32 в диапазоне 0...25V.
2. В качестве нагрузочного резистора RL для INA169 использую цифровой потенциометр на 256 позиций. Сейчас установлено 50к.
3. Диапазон common mode input voltage range у INA169 начинается от 2.7 вольт, что требует применения источника отрицательного напряжения. Например, если выход источника тока вообще замкнуть, это привело бы к неудаче, если INA169 питается от однополярного источника. Я не уверен, что изготовитель допускает работу ИС от двуполярного источника... Но на макете это работает...
4. Как возможно следует из даташита, INA169 не может измерить малые токи. Слишком большое смещение и ошибка на малых напряжениях шунта. Я рассматривал вопрос применения прецизионных операционных усилителей для моей задачи, но не рискнул пока идти по этому пути - там свои сложности.

Итак, проблемы:
1. Расчет цепи обратной связи. Режим источника тока с замкнутыми щупами на выходе невозможен, приводит к перегрузке и вылету самовосст предохранителя. Автогенерацию я победил, но обеспечить нормальную работу в диапазоне пока не смог.
2. Калибровку такой схемы и INA169 сделать пока затрудняюсь. Проблема в том, как посчитать ошибки в присутствии цифрового потенциометра, у которого допуск на номинал +-30%. Там как бы получается замкнутый круг, слишком много неизвестных.

[dimka76]

Привожу более подробную схему, она сейчас смакетирована. Это часть лабораторного блока питания. Если с режимом стабилизации напряжения на выходе не было особых проблем, в режиме источника тока они последовали одна за другой. Задача ставилась в получении источника тока от нескольких миллиампер до 100-200mA или больших значений, если возможно, без усложнения схемы.

Коэффициент усиления по постоянному току при разомкнутой цепи обратной связи должен быть бесконечность!!!
В пропорциональном регуляторе (во что вы превратили свою схему) ошибка установки = ((Uвых/К) - Uоп)/коэф.усил.регулятора.
Следовательно чем больше коэффициент усиления регуляторы, тем меньше ошибка.
С другой стороны в П-регуляторе коэффициент усиления по постоянке равен коэффициенту усиления по переменке, следовательно возникает автогенерация.
Для ее устранения надо снизить коэффициент усиления по переменке. При этом снизится быстродействие. Например у лабораторного источника питания MASTECH HY3003F-2 постоянная времени по цепи стабилизации тока составляет примерно 10 mS.
Следовательно перейти к интегральному регулятору (И-регулятору). У него как раз коэффициент усиления по постоянке бесконечность, а коэффициент усиления по переменке частотнозависимый и регулируемый вами.
И для интегрального регулятора ВСЯ ИНЕРЦИОННОСТЬ ДОЛЖНА БЫТЬ СОСРЕДОТОЧЕНА В ОДНОМ МЕСТЕ. В вашем случае это место С21.
Рекомендации такие снизить емкости С30 и С31 и в последуюшем в подключаемом приборе на входе не должно быть больших емкостей.
Выкинуть R31 и конденсатором C21 добиваться отсутствия возбуждения.
Параллельно R28 поставьте стабилитрон для защиты затвора от перенапряжения. R29 можно вообще 10 Ом поставить.

В идеале лучше применить ПИД-регулятор, но это сложнее.

Все позиционные обозначения по второй схеме.

[Herz]

Коэффициент усиления по постоянному току при разомкнутой цепи обратной связи должен быть бесконечность!!!

Да-да! И все применяемые компоненты должны быть идеальными!!!

С другой стороны в П-регуляторе коэффициент усиления по постоянке равен коэффициенту усиления по переменке, следовательно возникает автогенерация.

Это новое слово в теории устойчивости.

И для интегрального регулятора ВСЯ ИНЕРЦИОННОСТЬ ДОЛЖНА БЫТЬ СОСРЕДОТОЧЕНА В ОДНОМ МЕСТЕ.

Откуда такая категоричность в суждениях?