Schlecht am Ausgang der Konstantstromquelle

Was versuche ich zu tun?

Ich mache eine Konstantstromquelle basierend auf einem vorhandenen Design. Die Spezifikationen des bestehenden Designs sind:

Bestehendes Design

Das Design ist eine Konstantstromquelle, die einen Ausgangsstrom von 4–20 mA aus einer Eingangsspannung von 0–2 V ausgeben kann .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Problem

Das Problem besteht darin, dass beim physischen Herstellen der Schaltung der Ausgang dieser Schaltung unabhängig vom Eingang bei 56 mA hängen bleibt .

Ich kann den ursprünglichen Autor der Schaltpläne nicht finden/kontaktieren, um das Problem zu besprechen, und es liegt an mir, dies herauszufinden.

Auch die Simulationen zeigen die gleichen Ergebnisse wie in der Realität:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Simulationsergebnisse

Input: Sinusoidal Wave of 0-2V peaks of frequency 1 per second
Output Current: Constant current of 56 mA
Output Voltage: 13.6474V with small ripples with amplitude in microvolts.

PMOSFET-Info

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

V(Gate)   : 23V
V(Source) : 14V
V(GS)     : 8V

Frage

1) Where should I start looking for issues?
2) What is the name of the op-amp configuration being used in the second stage? I do know that the 
   first stage is a voltage follower.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

BEARBEITEN 1: Auflösen, ob das PMOSFET-Symbol korrekt ist

Ich habe den MOSFET für alle Fälle invertiert und das Ergebnis ist etwas besser, aber immer noch nicht annähernd so wie erwartet. Ich weiß nicht, ob Invertieren geholfen oder es schlimmer gemacht hat.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Verbindung zum invertierenden Eingang von U2A in Ihrem Design stimmt nicht mit U4A im alten Design überein.
@ThePhoton danke, dass du das entdeckt hast. Dieser Fehler war bereits behoben, als ich die Simulation durchführte, sodass die Ergebnisse immer noch gültig sind. Es ist nur ein alter Screenshot, ich werde ihn aktualisieren.
Ist in der Simulation der DC-Arbeitspunkt sinnvoll? Arbeiten alle Operationsverstärker in ihren linearen Bereichen und die FETs in Sättigung?
Es tut mir leid, dass ich nur ein Anfänger bin und derzeit googel, um den DC-Arbeitspunkt dieser Operationsverstärker herauszufinden. Der FET ist mit Vgs von 8 V in Sättigung (sorry, wenn ich mich irre). Siehe auch Bearbeiten, Abschnitt PMosfet.
Ich denke, Ihr PFET (Q2) steht auf dem Kopf. Die Quelle sollte zur positiven Angebotsseite gehen.
@ Aaron, ja. Seltsames Symbol auf der Originalschaltung, mit dem Tor genau in der Mitte.
@Aaron und Vangelo Ich habe den Mosfet invertiert und die Ergebnisse als Edit 1 am Ende des Beitrags hinzugefügt. Überprüfen Sie bitte.
Der ursprüngliche Teil (Q5) ist als P-Kanal-JFET gezeichnet, der eine Vorrichtung vom Verarmungstyp ist. Aber sie verwenden auch den gleichen Symboltyp für den 2n7002, der kein JFET ist. Das Symbol für Q2, das Sie haben, steht für einen MOSFET vom Anreicherungstyp.
Mit dem P-MOS in Ihrer Simulation passiert etwas Seltsames. Ihre Spannungsnotizen zeigen es mit Vgs von mindestens -19 V, aber es leitet kaum. Sie haben dort ein passendes Simulationsmodell ausgewählt?
Ich habe Ihren Schaltplan in Circuit-Lab neu erstellt und es simuliert dort gut ...
@brhans kannst du bitte den Simulationslink teilen
@Mohsin könnten Sie bitte bestätigen, dass die ursprüngliche Schaltung 4 mA am Ausgang liefern soll, wenn der Eingang = 0 V ist?
@vangelo Ich fand das auch seltsam, aber der Schaltplan besagt, dass es so ist. Wenn Sie sich das Ausgabeetikett ansehen
@Mohsin In der Ausgabe ja, aber wo ist der DAC-Bereich angegeben? Genauer gesagt: Bei einem 0-V-Eingang sollte der Ausgang auch Null sein (oder sehr nahe daran).
Ich würde die Pins der zu modellierenden Geräte überprüfen. Zum Beispiel stimmt die Pin-Nummer nicht mit 2N7002 und Datenblatt überein (möglicherweise in Ordnung). Für Q2 stimmen Symbol und Beschriftung nicht überein; PMOS-Strom sollte Source-to-Drain -Link gehen . Auch für Q2 habe ich einen Spannungs-Strom-Konverter als Namen gehört, siehe Link
@Mohsin - als Antwort gepostet, weil ich nicht herausfinden kann, wie (oder ob es möglich ist) einfach einen Link zu posten, ohne ein Circuit-Lab-Konto zu erstellen.

Antworten (2)

Ihre Schaltung wird in Circuit-Lab problemlos simuliert.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Der Kommentar von Vangelo zu Ihrer Frage gilt ebenfalls - für 0 V in können Sie mit dieser Schaltung keine 4 mA herausbekommen.
Es ist kein 0-2V auf 4-20mA Konverter, es ist ein 0-2V auf 0-20mA Konverter.

Die LED und die Diode in Reihe scheinen etwas Headroom für die Operation zu geben. Ampere. da das Original V+ nicht erreichen kann und das gilt auch für die Eingänge. Je nach op. Ampere. Sie verwenden, können Sie Probleme haben.

Wenn R10 direkt mit +VF verbunden ist, wird die Eingangsspannung des dritten Op. Ampere. wäre sehr nahe an +VF (von +VF bis +VF-2).

Folgendes sollten Sie für einen 1-V-DC-Eingang erwarten:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Schlecht am Ausgang der Konstantstromquelle
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v