0 bis 2A variable Stromquellenschaltung

Ich versuche, eine variable Stromquelle von 0 bis 2 A nach dem Linear-App-Hinweis zu bauen .

Hier ist das Schema:

Schematische Darstellung der variablen Stromquelle

Die Schaltung ist ein Differenzverstärker (LT1995), der die an einem Messwiderstand entwickelte Spannung verstärkt. Die Verstärkerausgangsspannung wird in einen invertierenden Integrator (LTI1880) mit RC-Glied (R = 1k, C = 10 nF) eingespeist. Der Ausgang des Integrators wird in einen Tiefpass-RC-Filter (R = 100, C = 10 nF) eingespeist und diese Spannung wird an das Gate eines P-Leistungs-MOSFET (IRF9530) angelegt.

Die Quelle des IRF9530 ist mit der "niedrigen Seite" des Messwiderstands verbunden (Klemme geht in den Eingang P1 des LTI1995 in Abbildung). Den Drain des FET habe ich zum Testen an Masse gelegt, aber ich plane, in Zukunft eine induktive Spulenlast zu haben.

Der Ausgangsstrom skaliert bei meinen Messungen nicht so v ich N 5 × R S . Das ist mein Ziel für diese Schaltung.

Wenn keine Last angeschlossen ist (Drain schwebend gelassen), lege ich Spannung am Eingangsstift (Vin) an, der Verstärkerausgang entwickelt einen positiven Ausgang, wie er sollte, aber der Integrator integriert schnell auf die negative Schiene (-15 V). Der IRF9530 arbeitet in diesem Fall mit einer sehr großen (-15 V) Gate-Source-Spannung.

Wenn der Drain mit Masse verbunden war und die Spannung am Eingang mit Masse verbunden war, betrug die FET-Gate-Spannung -2,2 V.

Kann jemand ein besseres Bild von der Funktionsweise der Schaltung und den Stellen geben, an denen ich dies möglicherweise falsch zusammenbaue? Ich habe die Schaltung auf dem Steckbrett prototypisiert.

Datenblätter LTI1995: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1995fb.pdf

Kannst du einen Schaltplan deiner Schaltung zur Verfügung stellen?
Hallo Ricardo, Tanks für die Antwort. Ich habe ein Schema der gesamten Schaltung auf imgur beigefügt: i.imgur.com/nOcO8Vi.png
Wenn Sie versuchen, die Schaltung genau wie in der App-Notiz zu bauen, war es nicht erforderlich, den Schaltplan herauszuholen. Entschuldigung, mein fehler. Auf jeden Fall habe ich den Schaltplan für Sie in die Frage eingefügt.

Antworten (2)

Ihre Schaltung funktioniert anscheinend einwandfrei, Sie merken es nur nicht.

Wenn der Drain schwebend gelassen wird, kann der MOSFET keinen Strom ziehen, und daher liefert der Integrator weiterhin eine immer niedrigere Gate-Ansteuerung und versucht, Strom zu ziehen.

Wenn der Drain geerdet ist und die Referenz auf 0 Volt liegt, geht der Integrator gerade niedrig genug, um mit dem Ziehen einer winzigen Strommenge zu beginnen, und erfüllt die Schleife.

Was Sie jetzt tun müssen, ist, einen Satz Leistungswiderstände zu besorgen, z. B. 10 Ohm / 25 W, 20 Ohm / 25 Watt usw., und diese als Lasten zu verwenden. Aus der Spannung an Ihren Lastwiderständen können Sie den Strom durch sie bestimmen.

Bevor Sie das tun, müssen Sie jedoch dringend einen Kühlkörper für Ihren MOSFET bereitstellen. Seine Spitzenverlustleistung bei einem Strom von 2 A beträgt fast 30 Watt im schlimmsten Fall (für sehr niedrige Lastwiderstände).

Sie müssen auch sicherstellen, dass Ihr Shunt-Widerstand hoch genug ist. Wenn Sie die App-Notiz genau befolgen und einen 0,2-Ohm-Widerstand verwenden, muss es sich um ein 1-Watt- oder besseres Gerät handeln, da es bei 2 Ampere (2 x 2 x 0,2) = 0,8 Watt abführt.

Sie täten auch gut daran, Ihre Stromverkabelung zu überdenken. Die Kontakte auf einem lötfreien Steckbrett können 2 Ampere nicht gut handhaben.

Schließlich müssen Sie verdammt noch mal sicherstellen, dass Sie keine Referenzspannung von mehr als 2 Volt bereitstellen können.

Und schließlich empfehle ich Ihnen, viele Tests mit Widerständen durchzuführen, um sich davon zu überzeugen, dass die Schaltung wirklich funktioniert. Ich vermute, dass Sie möglicherweise feststellen, dass es nicht annähernd so gut funktioniert, wenn Sie ihm eine hochinduktive Last wie eine Spule geben. Es kann funktionieren oder nicht, da die Wirkungen der Induktivität dazu neigen, den Wirkungen des Schleifenintegrationskondensators entgegenzuwirken, und das Ergebnis kann Instabilität sein.

Ansonsten herzlichen Glückwunsch.

Hallo WhatRoughBeast, vielen Dank für die Antwort und Überlegungen. Ich habe ein programmierbares Widerstandsinstrument, das 150 W sinken kann, also werde ich damit experimentieren, den Lastwiderstand auf die 500-Ohm-Grenze zu bringen. Ich habe einen guten Kühlkörper für den MOSFET, den ich auf einer Prototyp-Leiterplatte verwende. Ja, das ist eines meiner Hauptanliegen in Bezug auf den Antrieb einer großen Spule. Der erste Schritt besteht darin, zu überprüfen, ob er einen programmierbaren Strom von 0 bis 2 A in eine feste 50-Ohm-Last treiben kann.
Denken Sie daran, dass Sie bei einer 50-Ohm-Last mit Ihrem 15-Volt-Netzteil nicht mehr als 0,3 Ampere hineintreiben können. (15/50 = 0,3). Wenn Sie den gesamten 2A-Bereich betreiben möchten, stellen Sie die Last auf ~7,5 Ohm ein.
Kann mir jemand sagen wofür der Integrator ist? Ich würde denken, dass eine direkte Verbindung von Verstärker und Mosfet-Gate ausreichen würde. Oder verhindert es Schwingungen?

Die Problemumgehung, die ich letztendlich für diese Schaltung verwendete, bestand darin, den LPF loszuwerden, der durch den 100-Ohm- und 10-nF-Kondensator gebildet wurde. Es muss eine Instabilität in der Schleife geben, denn wenn der LPF enthalten ist, wird das Gate auf den negativen Wert (-15-Volt-Schiene) heruntergezogen.

Mit entferntem LPF ist die erwartete Funktionalität erreichbar. Der an die Last gelieferte Strom folgt nicht genau der Gleichung, ist aber linear und gut genug.

Danke für das Feedback und die Unterstützung. Ich bin auf ein weiteres Problem gestoßen, bei dem der Ausgang eines DAC die Spannungsreferenz (REF) nicht ansteuern kann. Am Ende habe ich einen Puffer dazwischen gelegt und das hat es behoben.

Eine alternative Topologie, die ich in einer App-Note von Analog Device gefunden habe, ist: http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-968.pdf

Ich freue mich jedenfalls über die Antworten. Beifall!

0 bis 2A variable Stromquellenschaltung
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