Steuern Sie eine induktive Last mit VCO

Die Schaltpläne

Ich versuche, diese Schaltung abzustimmen, indem ich die Werte der Widerstände Ra, Rb und des Kondensators C dimensioniere ... Die Schaltung funktioniert auf diese Weise: Eine Spannung Vin regelt den in der Induktivität fließenden Strom über den VCO-Block. Der Betrieb gibt NE555 ein Vctrl, das als astabiler Oszillator konfiguriert ist, der (Anpassung des Tastverhältnisses) den richtigen Strom auferlegt. Dieser Strom könnte vom Operationsverstärker durch den 2-Ohm-Rückkopplungswiderstand geleitet werden. Ich frage Sie, was die schnellste und schnellste Methode ist, um diese Schaltung zum Laufen zu bringen. Ich bin folgendermaßen vorgegangen: Zuerst habe ich die Zeitkonstante des Induktors am Drain mit der L / R-Formel berechnet. Dann habe ich eine Frequenz weit entfernt von der Frequenz des Pols gewählt, um einen "Tiefpasseffekt" des Stroms in der Induktivität zu erhalten, etwa 100 kHz. Also nahm ich an, dass der Operationsverstärker nicht Rail-to-Rail ist, und dann habe ich eine Berechnung durchgeführt, um festzulegen, dass bei Vin = 1 V die Ladung des Kondensators (von Vdd / 3 bis etwa 11 V, der Schiene des OP-Verstärkers) etwa 90% der Entladezeit dauern würde und dann einen Strom von 90 erhalten würde % des maximalen Stroms, der im Drain fließen kann (eine Art 12V/22Ω). Dann habe ich es mit einem anderen Wert von Vin (0,1 V) versucht und überprüft, ob die Einschaltdauer reduziert werden würde.

Ich weiß, dass es so verwirrend aussieht, also frage ich Sie bitte, wie Sie diese Schaltung dimensionieren.

Antworten (1)

Die Regel für Induktivitäten lautet V = L * di/dt. Wenn Sie also bei 100 kHz für den ersten Zyklus einschalten, haben Sie V von 12 Volt über der Induktivität. Bei L = 0,1H di/dt = 120 Ampere pro Sekunde. Bei 100 kHz und 90 % Einschaltdauer beträgt Ihre Impulsbreite 9 us, Ihr Strom ist also eine Rampe, die bei Null beginnt und auf 9 us * 120 a/s oder etwa 1,08 Milliampere Spitze ansteigt. Bei diesem niedrigen Erstimpulsstrom hat der 2-Ohm-Widerstand einen vernachlässigbaren Effekt.

Dann öffnet der FET und die Spannung am Drain wird positiv auf 12,7 Volt schwingen, wo die Diode zu leiten beginnt. Dann entlädt sich der Induktor über den 20-Ohm-Widerstand und der Strom fällt ab, bis er entweder aufhört zu leiten (diskontinuierlicher Modus) oder der FET-Schalter wieder einschaltet und der Strom von diesem Punkt an ansteigt.

Für eine ideale Induktivität können Sie einen Punkt berechnen, an dem der Anstieg des Induktorstroms während des „Ein“-Teils des durch den 2-Ohm-Widerstand geladenen Zyklus dem Abfall während des „Aus“-Zyklus entspricht, wenn der Strom in der Induktivität durch den entladen wird Diode und Widerstand. Aus diesem Grund weist die Stromwellenform bei Ihrer Schaltfrequenz eine Welligkeit auf.

Ja, aber was ist die Berechnung, um Werte für Widerstände und Kondensatoren herauszufinden?
Ihre Schaltung funktioniert genau wie ein Flyback-Konverter, daher würde ich vorschlagen, dass Sie anstelle eines 555 einen Flyback-Controller verwenden, um Ihre Tastverhältnis- / Rückkopplungsfunktion auszuführen.