Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Стабилизатор тока через диод.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2
smk
Цитата(Stanislav @ Jan 14 2014, 16:24) *
А и действительно - почему 1,28 ? wink.gif
И кто/что есть МС9?

PS. ОУ выберите пошустрее. Этот больно тормозной для Ваших целей.

Я частоту снизил до 3730 Гц. Для экспериментов.
Tuvalu
Цитата(smk @ Jan 14 2014, 18:09) *
Вопрос такой. Iout = 1.28 / R2. Если верить МС9. Собственно почему 1,28 В? Как его считать и насколько это стабильно?

ОУ работает с непонятно каким смещением на +входе, точнее, ни с каким. Поэтому, там может быть всё что угодно, а не только 1,28. Видимо, параметры источника V2 (амплитуда, скважность, постоянное смещение) такие, что среднее(?) напряжение на этом входе 1,28В. Собственно, напряжение на этом входе и определяет ток, как я и писал в #2. В случае с БТ еще следует учесть (отнять) ток базы, т.к. схема стабилизирует не ток коллектора, а сумму Iк + Iб. В отличие от МОСФЕТ'a, кстати.
Совет: соберите для начала источник стабильного тока, а затем экспериментируйте с модуляцией. Т.е. вместо V2 прикрутите батарею или какой-нибудь ИОН/стабилитрон, вроде того же TL431.

Stanislav, МС9 - это Микрокап 9.

ПС. ВС337 - неудачный выбор, т.к. в диапазоне требуемых токов его Вст сильно падает, что ещё больше увеличивает погрешность от тока базы. Скорее, даже, не погрешность, а непредсказуемость тока на выходе, т.к. в заявленном диапазоне 0,2-0,6А поправка на ток базы будет абсолютно разной. Надо бы поставить что-то более мощное и линейное. Смотрите график Hfe (Ic) - в диапазоне токов коллектора 0,1-0,6А линия должна быть горизонтальной. Вы же боретесь за 1%?

ППС. Только сейчас обратил внимание на величину напряж. питания схемы - 3,3В. При токе 0,5А напряж. насыщения К-Э данного транзистора около 0,2В. Плюс к этому, падение на датчике (= напряжению на "+" входе). Что остаётся на СД? Какое, кстати, у него падение при таком токе? Вообще-то, для обычного ИК должно хватить, а для вашего "особого" - не знаю. Кроме того, TL431 напрямую уже не подключить, а только через делитель, т.к. его мин.2,5В - это сильно много. Лучше, всё-таки, увеличить напр. питания, т.к. непонятно, зачем работа "на гране". Да и, номенклатура хороших ОУ будет намного шире.
smk
Питание чтоб не грелся транзистор. А какие ОУ предлагаете? Я бы склонялся к продукции ST чтоб не плодить поставщиков. Транзистор посмотрю. Может дарлингтон?
Stanislav
Цитата(smk @ Jan 14 2014, 18:29) *
Я частоту снизил до 3730 Гц. Для экспериментов.
ОУ лучше сразу всё-таки нормальный выбрать.

Цитата(Tuvalu @ Jan 14 2014, 18:49) *
Stanislav, МС9 - это Микрокап 9.
Ага, спасибо. Сам не пользуюсь...

Цитата(Tuvalu @ Jan 14 2014, 18:49) *
ПС. ВС337 - неудачный выбор, т.к. в диапазоне требуемых токов его Вст сильно падает, что ещё больше увеличивает погрешность от тока базы. Скорее, даже, не погрешность, а непредсказуемость тока на выходе, т.к. в заявленном диапазоне 0,2-0,6А поправка на ток базы будет абсолютно разной.
Да, тоже так подумалось.
Нужен довольно сильноточный транзистор с большим h21э в рабочем диапазоне токов и напряжений К-Э.
Как я понял, непредсказуемость не так уж и страшна - стабильность важнее. Но всё равно не комильфо.
Я бы, наверное, поставил (силовой) МОП-транзистор, как в Вашей схеме. С цепочкой частотной коррекции на опере, дабы не загудел сдуру.
smk, если решите делать так, полевик нужен не слишком мощный - большие междуэлектродные ёмкости ПТ способны загубить источник тока.

Цитата(smk @ Jan 14 2014, 21:09) *
Питание чтоб не грелся транзистор. А какие ОУ предлагаете? Я бы склонялся к продукции ST чтоб не плодить поставщиков. Транзистор посмотрю. Может дарлингтон?
Опер любой, с частотой ед. усиления не менее 10 МГц, скоростью нарастания вых. напряжения не менее 5 в/мкс и нижним пределом входного напряжения не выше "-" питания (т.е., в Вашем случае - "земли").
Дарлингтон можно. Только схему нарисовать не поленитесь.
Tuvalu
Только, помните, что у Дарлингтона напр. насыщения К-Э больше, чем у одиночного примерно на один диодный перепад. Так что, про 3,3 В питания точно следует забыть. И даже про 5 В. По моим прикидкам, схема будет нормально работать, начиная где-то от 6-7 В (макс. ток 0,6А; R в эмиттере 5,1 Ом). Ну, а нагрев... Ну, поставьте небольшой радиатор.
smk
Думаю остановиться на таком. ЦАПом буду выставлять значение тока, а ключиком модулировать. В случае с синусом закрою ключик и подам "синус" от ЦАПа.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
_Vova
если ключик поставить параллельно нагрузке, то при импульсной модуляции можно уменьшить требования к быстродействию ОУ
Tanya
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 12:21) *
Думаю остановиться на таком. ЦАПом буду выставлять значение тока, а ключиком модулировать. В случае с синусом закрою ключик и подам "синус" от ЦАПа.

Я бы так не делала. При ошибке (ЦАП выдаст 5 вольт) будет не очень хорошо.
Вот Вы же писали, что диод дорогой... Так зачем же экономить на спичках - использовать дешевый ОУ?
А конденсатор зачем? А вот по питанию ОУ экономим?
smk
Пытался ОУ пошустрее посимулировать - заводится. Уменьшая R1 можно с этим бороться, но меньше нуля не снизишь. Акак на практике будет, кто-то в курсе?

ЦАП питается от 3,3В с опорой 2,56 В. С ОУ вообще пока не вполне ясно. Хотелось бы с питанием от 2,7 и рейл-ту-рейл. Хотя наверно подойдет любой с работой по входу от минуса. Вобщем рекомендации не помешают. Конденсатор влепил т.к. знаю, что на выходе ЦАПа от СТ присутствует какая-то помеха переключения (что-то внутри с логикой). Его не видно осциллографом, но будем считать перестраховкой.
Stanislav
Цитата(Tanya @ Jan 15 2014, 13:18) *
Я бы так не делала. При ошибке (ЦАП выдаст 5 вольт) будет не очень хорошо.
О, и здесь кудесники.
Почему ЦАП выдаст именно 5 вольт при ошибке?
И, самое интересное, почему это будет "не очень хорошо"?


Цитата(Tanya @ Jan 15 2014, 13:18) *
А конденсатор зачем?
Затем, что без него будет не очень хорошо. sm.gif


Цитата(smk @ Jan 15 2014, 13:30) *
Пытался ОУ пошустрее посимулировать - заводится. Уменьшая R1 можно с этим бороться, но меньше нуля не снизишь. Акак на практике будет, кто-то в курсе?
Резистор сильно уменьшать не нужно. Скажем, в районе 50-100 Ом (зависит от ОУ) для биполярника я бы оставил.
Самобуд гасить нужно при помощи частотной коррекции. Для этого с выхода ОУ на его инвертирующий вход протяните RC-цепочку. Номиналы для данной схемы, навскидку, 30кОм и 220 пФ - начальное приближение для оптимизации. Потом смотрите на форму переходного процесса, и подбирайте.

ЗЫ. R4 нужно ещё уменьшить, скажем, до 10кОм.

Цитата(smk @ Jan 15 2014, 12:21) *
Думаю остановиться на таком. ЦАПом буду выставлять значение тока, а ключиком модулировать. В случае с синусом закрою ключик и подам "синус" от ЦАПа.
По-моему, ключик не особо нужен. sm.gif
Я бы оставил на входе только R5, R4 и C1.
smk
Пытался рисовать цепочку. Если не заводитсмя, то появляется К усиления и уже не регулятор тока получается. Может последовательно с выходом?
Stanislav
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 15:39) *
Пытался рисовать цепочку. Если не заводитсмя, то появляется К усиления и уже не регулятор тока получается. Может последовательно с выходом?
Изобразите на схеме. Поправим, если не так чего. sm.gif

ЗЫ. Вообще, всё лучше рисовать. Во избежание риска быть понятым превратно...
smk
Вот так не заводится, но и регулятор никудышний.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Stanislav
Цитата(Tuvalu @ Jan 15 2014, 08:14) *
Только, помните, что у Дарлингтона напр. насыщения К-Э больше, чем у одиночного примерно на один диодный перепад.
Можно включить так, чтобы напряжение насыщения К-Э не увеличилось.

Цитата(smk @ Jan 15 2014, 15:46) *
Вот так не заводится, но и регулятор никудышний.
Нет, так нельзя. Вы же его в генератор превратили. В реале будет будиться.
Правильно будет нижний конец C3 оторвать от земли, и через резистор подключить к выходу ОУ.
Потом указать все номиналы. sm.gif
smk
Ну вот так относительно красиво, но ток 244 мА стал. Упал несколько.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

На счет ключика - так удобней программировать.

R1 снизил до 75 Ом. Стало лучше. Но ток не поменялся.
Stanislav
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 16:02) *
Ну вот так относительно красиво, но ток 244 мА стал. Упал несколько.
blink.gif
Режим по постоянному току не изменился.

Цитата(smk @ Jan 15 2014, 16:02) *
На счет ключика - так удобней программировать.
Так если ЦАП уж есть, зачем лишние сущности?
И с синусом как быть?
По-моему, как раз удобнее сделать универсальную процедуру вывода сигнала любой формы. А таймер использовать где-нибудь ещё.

Насчёт номиналов.
R10 увеличьте, скажем, до 3 кОм.
Потом снимите переходную характеристику.
Для этого временно удалите C1.
smk
Увеличил. Заводится надежно.

На счет ЦАП. Таймер завел и он машет себе самостоятельно. ЦАПу же нужно значения вовремя подставлять. Да и не факт, что синус понадобится. Эксперимент покажет, а там и ясность окончательная будет.

На С1 никакой реакции. Удаление влияния не оказывает.
Stanislav
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 16:13) *
Увеличил. Заводится надежно.
А частота какая?
smk
Пока 3730 Гц Период 268 мкС длительность импульса 27 мкС
Stanislav
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 16:16) *
На С1 никакой реакции. Удаление влияния не оказывает.
Пока есть генерация, о нём можно забыть.

Цитата(smk @ Jan 15 2014, 16:17) *
Пока 3730 Гц Период 268 мкС длительность импульса 27 мкС
Хорошо, тогда поясните, что Вы подразумеваете под "заводится"?
smk
Увеличение С3 помогает несколько.
Stanislav
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 16:16) *
Эксперимент покажет, а там и ясность окончательная будет.
Тогда ключ лучше по-другому включить. На опер сигнал должен приходить через RC-цепочку (ФНЧ), во избежание резких перепадов между входами.
smk
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Это токи через диод. На нижней по фронту видно. Конечно это вполе может быть и матаметика симулятора и модел не ахти.

Вот так более-менее красиво.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Stanislav
1. Коллектор Q3 подключите к "+" питания (в принципе, можно оставить и так при 5В).
2. R9 и R10 увеличьте примерно до 1 кОм.
3. Подберите конденсатор C3 до полного прекращения "звона" на фронте. После этого можно ещё увеличить R10.
Должен получиться резкий фронт без выбросов в конце.
sifadin
Я может чего не понимаю ...
А зачем импульсы тока создавать операционником?
Пусть он стабилизирует себе постоянный ток
а параллельно светодиоду нужно поставить быстрый ключ, который и управлять импульсами
как вариант быстрый двухтактный mosfet драйвер, выход которого подключить через диод шотки к коллектору

А в режиме синуса использовать вход ОУ
smk
Цитата(sifadin @ Jan 15 2014, 20:56) *
Я может чего не понимаю ...
А зачем импульсы тока создавать операционником?
Пусть он стабилизирует себе постоянный ток
а параллельно светодиоду нужно поставить быстрый ключ, который и управлять импульсами
как вариант быстрый двухтактный mosfet драйвер, выход которого подключить через диод шотки к коллектору

А в режиме синуса использовать вход ОУ

А смысл? В чем выигрыш?
sifadin
Цитата(smk @ Jan 15 2014, 23:10) *
А смысл? В чем выигрыш?

Можно получить быстрый фронт, без особых переходных процессов
30 кгц скважность 10 точность скажем 5%
это уже 150 нс фронт
полоса системы управления на основе ОУ десятки МГц
А у Вас она уже очень ограничена RC цепью- 33к 1н
Кроме того каскад ОУ будет насыщаться, что тоже не фонтан
такие схемы с ОУ лучше в импульсном режиме не использовать

В тоже время есть быстрые выходные драйверы MOSFET

А пардон нижнее значение тока не ноль, тогда понятно
Plain
Цитата(sifadin @ Jan 15 2014, 23:38) *
пардон нижнее значение тока не ноль, тогда понятно

Нет, не понятно, почему автор проигнорировал предложенное готовое рабочее решение.
domowoj
Цитата(Plain @ Jan 16 2014, 05:41) *
готовое рабочее решение.

Набросок, идея.
Tuvalu
Цитата(Plain @ Jan 16 2014, 02:41) *
Нет, не понятно, почему автор проигнорировал предложенное готовое рабочее решение.
Кстати, хотел попросить рассказать об идеологии построения этой схемы. Как она работает, мне понятно, но интересны сами предпосылки, достоинства, особые свойства и т.п. Какая схема предполагается на место символа источника тока?
Это я к тому, что попытка управлять импульсами источник тока на ОУ из 2 поста и мода на БТ приводит к диким выбросам тока в "плюс", ОУ явно "сходит с ума". Притом, моделировал как управление по затвору, так и шунтирование самогО СД. Управление по входу ОУ даёт хороший результат с небольшим выбросом в пару %%. TLC2272, МОСФЕТЫ разные, Дарлингтон ВС546+BD139. Микрокап 9.
Abell
ИМХО, не стоило бы весь функционал схемы совмещать в одном ОУ.
Во избежание "сумасшествия" ОУ или других элементов схемы, задачу действительно следовало бы разделить, как уже предлагалось:
Первое - собственно стабилизатор тока. Задача его - никогда, ни при каких обстоятельствах не допустить превышения тока в цепи питания дорогого и редкого излучателя. Обязательно предусмотреть аварийные ситуации - даже в случае пробоя/обрыва полупроводниковых компонентов ток через излучатель не должен превышать долговременное критическое значение, или же преращаться совсем.
Второе - модулятор. Задача - формировать ток через излучатель в заданном диапазоне в зависимости от входного напряжения.
Согласны?
smk
Где-то так изначально и предполагалось. Конечно защита не помешает. Подумываю как ее реализовать. Там и тепловую возможно делать понадобится или как-то по-другому отслеживать.
Stanislav
Цитата(Abell @ Jan 16 2014, 14:18) *
ИМХО, не стоило бы весь функционал схемы совмещать в одном ОУ.
......................
Согласны?
Если не трудно - изобразите, пожалуйста, в виде схемы своё видение вопроса.
Единственных решений не бывает; познакомиться с альтернативным подходом всегда полезно.

Цитата(smk @ Jan 16 2014, 15:09) *
Где-то так изначально и предполагалось. Конечно защита не помешает.
Защита от чего?
Тепловая - само собой, если действительно тепловой режим суровый. Но здесь, по-моему, она не слишком актуальна. 5В*200мА = 1Вт, а на светодиоде - 240 мВт при 1,2 В падении напряжения.
Если ток увеличивать - возможно и понадобится.
TSerg
По большому счету, начиная с первого поста ТС - это ТЗ на разработку, а при той недоопределенности этого ТЗ, что выявили последующие посты, ТС формально навязывал прямую эксплуатацию отвечающих участников форума.
Так, что на мой взгляд, ТС получил достаточно информации, чтобы далее начать думать самостоятельно.
sifadin
Цитата(Tuvalu @ Jan 16 2014, 13:37) *
Это я к тому, что попытка управлять импульсами источник тока на ОУ из 2 поста и мода на БТ приводит к диким выбросам тока в "плюс", ОУ явно "сходит с ума". Притом, моделировал как управление по затвору, так и шунтирование самогО СД.

Можете поделиться диаграммами где выбросы при шунтировании СД?
smk
Цитата(TSerg @ Jan 16 2014, 18:17) *
... чтобы далее начать думать самостоятельно.

Да и не заканчивал.

Сделаю в железе и тогда продолжим.
domowoj
Цитата(Tuvalu @ Jan 16 2014, 16:37) *
приводит к диким выбросам тока в "плюс", ОУ явно "сходит с ума

Чтобы этого не происходило, обычно ставят в коллектор(сток) ГТ
каскад собщей базой(затвором), тем самым увеличивая его выходное
сопротивление, а токовым ключем управляют сигналом с минимальным
перепадом, как, например, в ЭСЛ логике.
Но если ТС не нужна модуляция синусом и нормальные скорости,
то и не стоит применять токовый ключ.
Tuvalu
Цитата(sifadin @ Jan 16 2014, 21:58) *
Можете поделиться диаграммами где выбросы при шунтировании СД?

Дарлингтон повторяет внутреннюю структуру (номиналы резисторов) популярного прибора BD677, модели которого у меня нет. МОСФЕТы ставил разные - и сильнотоковые, и относительно слаботоковые. S1, S2 - это ключи, управляемые напряжением. На эпюрах показан ток в цепи диодов. Читайте подписи на графиках, т.к. "верх" и "низ" схем не соответствует таковым на графиках.

Вначале коммутация ИОН'а на входе ОУ. RC-цепочки в ООС убирают выбросы, но результаты я привожу без коррекции.
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла

Теперь коммутация в цепи СД. Я немного напутал - большие выбросы были при коммутации в цепи затвора (видимо, из-за разрыва цепи ООС), а здесь - пологий запаздывающий передний фронт и возбуды, которые я быстро не смог устранить (RC в ООС и т.п.). А долго возиться неохота, т.к. это не моя война. Да и не спец я "во всяких этих ваших модуляциях". Так что, не судите строго.
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла
_Vova
ключ параллельно светодиоду(нагрузке) Вы поставили, но управление "не очень", для начала попробуйте уменьшить резистор в затворе до 50-100 Ом, следующим шагом будет выбор схемы управления полевиком.
Как убрать звон Вам уже сказали.
Цитата
не стоило бы весь функционал схемы совмещать в одном ОУ

Защита: коллектор тр-ра источника тока на ОУ, можно запитать не напрямую от источника питания, а, например, от простенького источника тока - транзистор+стабилитрон(пара диодов)+резистор, тогда, при любых "ошибках" МК/ЦАП на входе ОУ, ток больше чем у данного источника через светодиод не пойдет.
П.С. добавлю хотя на синем графике выбросы незначительные,цепь коррекции лучше поставить
Tuvalu
Цитата(_Vova @ Jan 17 2014, 10:25) *
ключ параллельно светодиоду(нагрузке) Вы поставили, но управление "не очень", для начала попробуйте уменьшить резистор в затворе до 50-100 Ом, следующим шагом будет выбор схемы управления полевиком

Попробовал 100 Ом на +V, скважность пришла в норму, но на фронтах появились выбросы более 100%, звон остался. А "схема управления полевиком" - это уже не для меня, это, может быть, ТС будет интересно. Если бы это делал я, то всё-таки, остановился бы на управлении по входу.
khach
При однополярном питании операционника эта схема не работает- сигнал с датчика тока очень близок к нижней "рельсе" и поведение операционника непредсказуемо. Или ставьте двуполяроне питание (с диодом на базу транзистора чтобы отрицаловка не пошла на базу) или схему с двумя усилителями0 инструментальный усилок с токового шунта дает сигнал ОС по току на операционник- драйвер транзистора.
smk
С операционником TS922 вполне прилично работает от однополярного 5 В. Уже попробовал.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.