Stabilisierung einer Rückkopplungsschleife eines Operationsverstärkers mit konstanter Stromlast

Ich habe eine Konstantstromlast um den Hall-Effekt-Stromsensor ACS712 (Modul von eBay) herum entworfen. Dieses Modul liefert eine Ausgangsspannung von 185 mV/A, die VCC/2 überlagert ist. Der aktuelle Bereich beträgt + -5 A, obwohl ich für dieses Design nur an + I interessiert bin. Das folgende Schema zeigt die Grundlagen des Designs.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter SchaltplanIch hatte einige Probleme, die Rückkopplungsschleife zu stabilisieren. Der "Fehlerverstärker" (OA3) war eine offene Schleife und gab einen Bang-Bang-Ausgang. Die Schleife war instabil und erzeugte eine Schwingung im Hunderterbereich von Hz. Dann fügte ich C2 hinzu und erhöhte den Wert von R13 auf 100.000. Dadurch wurde die Schwingung stark reduziert, aber es gab immer noch eine Schwingung mit einem niedrigen Pegel von weniger als 100 Hz, die eine Sägezahn-Gate-Ansteuerung auf dem MOSFET erzeugte. Nachdem ich ohne großen Erfolg herumgestochert und Bypass- und Roll-Off-Caps zu den Operationsverstärkern hinzugefügt hatte, fügte ich instinktiv C1 hinzu, wobei ich den "Gain Amp" OA2 umging, und dies heilte die Oszillation vollständig. Meine Frage ist, warum diese Änderungen die Oszillationen abgetötet haben? Ich bin nicht der Beste in dieser Art von Schaltungsdesign, aber mein Instinkt hat mich in die richtige Richtung geführt, und ich würde gerne verstehen, warum das Hinzufügen der Kappen C1 und C2 den Unterschied gemacht hat. Auch,

Ich habe weder die Impulsantwort dieser Schleife überprüft, noch wie sie sich unter dynamischen Bedingungen verhält. Ich würde mich über eine Anleitung zur Herangehensweise an solche Tests freuen.

Antworten (1)

Kurze Antwort: Die geschlossene Schleife hat einen Resonanzpunkt. Wenn Sie den Kondensator hinzufügen, glätten Sie diesen Punkt entweder oder eliminieren ihn alle zusammen. Es wäre besser, sich in einer solchen Situation aufzuregen und sich eine Vorstellung zu machen (ohne die Parasiten wird es nicht genau sein, und es lohnt sich nicht, sie durchzugehen und herauszufinden, was sie auf dem Brett sind, und sie zu modellieren). . Sobald Sie eine Idee haben, können Sie Wege finden, das Problem zu entschärfen. Oder Sie könnten einfach überall Kondensatoren hinzufügen und sehen, ob das das Problem behebt.

http://dcontrolsystems.com/specifications/classical-specifications/closed-loop-frequency-response-specs/

Es hängt wirklich vom System UND der Implementierung ab. Manchmal können Bordparasiten einen Unterschied machen. Ich bin auf ein ähnliches Setup mit einem BJT für den Stromverstärker und den Unterschied in den Parasiten eines 10-Ohm-Widerstands gestoßen, der geschnitten und aufgelötet wird, und direkt auf eine Leiterplatte mit Lötpads gelötet. Der Unterschied war nH's und pF's. Normalerweise sind die Schwingungen hochfrequent. Die Verstärker können auch Probleme verursachen, da sie einen Cutoff haben und der Mosfet normalerweise einen höheren Frequenz-Cutoff hat. Wenn Sie keine Frequenzanalyse durchführen , treten diese Probleme häufiger auf.