Warum zerstört der Flyback-Strom den Darlington-gepufferten Operationsverstärker?

Ich arbeite an einem Projekt, bei dem ich variable DC-Steuerspannungen an einen kontinuierlichen Magnetmotor liefern möchte, um unterschiedliche Betätigungsgeschwindigkeiten zu erreichen.

Um meine DC-Steuerspannung für hohen Strom zum Ansteuern des Solenoids zu puffern, habe ich versucht, einen Darlington-gepufferten LM358-Operationsverstärker wie folgt zu verwenden: Gepufferter OperationsverstärkerFür den Darlington verwende ich einen TIP120, der die folgende Schaltung in einem TO-220-Gehäuse ist. Wie Sie sehen können, enthält es eine Flyback-Diode:TIP120 Darlington

Ich hatte gedacht, die interne TIP120-Diode zwischen Kollektor und Emitter würde den Rücklaufstrom bewältigen. Ich habe jedoch ein Problem, bei dem ich einen massiven Flyback-Strom bekomme, wenn ich den Solenoid-Gleichstrom zu lange gebe, wenn der Eingang des Operationsverstärkers wieder niedrig schwingt (ich kann sehen, wie der Flyback auf meinem Oszilloskop verrückt wird) und der Operationsverstärker endet bläst sich auf.

Was verursacht das? Gibt es eine Möglichkeit, meine Schaltung zu modifizieren, um den Rücklaufstrom zu schützen?

Ist diese Diode nicht an der falschen Stelle, um einen Flyback-Impuls zu absorbieren? Wenn zwischen dem Emitter und der negativen Stromversorgungsschiene eine induktive Last vorhanden ist, würde ich beim Ausschalten des Transistors eine große negative Spannungsspitze am Emitter erwarten ... Es sei denn, es gab eine nach Norden zeigende Diode parallel zur Spule .

Antworten (3)

  1. Schalten Sie einen Widerstand in Reihe mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers. Dadurch wird der Strom in den Operationsverstärker begrenzt, wenn Spannungsspitzen auftreten. 10 kΩ sollten funktionieren.
  2. Überprüfen Sie die Stabilität. Vielleicht schwingt der Operationsverstärker. Mit dem Widerstand von Nr. 1 oben können Sie eine kleine Kappe direkt zwischen dem Ausgang und dem negativen Eingang hinzufügen, um die Stabilität zu erhöhen. Das verlangsamt auch die Reaktion, also müssen Sie den Kompromiss jonglieren. Ein paar 10 pF bis vielleicht 100 pF sollten alles sein, was Sie brauchen, es sei denn, dies ist ein sehr ungewöhnlicher Operationsverstärker.
  3. Ich würde eine Schottky-Diode in Rückwärtsrichtung vom Ausgang zur Masse hinzufügen. Dadurch werden alle negativen Spitzen abgeschnitten.
Für Vorschlag Nr. 1 sagen Sie, anstatt den Ausgang direkt mit IN zu verbinden, sollte er über einen 10k-Widerstand verbunden werden?
@das Ja. ----

Das Ziehen des Solenoids, um Strom zu ziehen, führt zu einer Überspannung am Kollektor, wenn es schnell ausgeschaltet wird.

Haben müssen

Eine Diode vom Kollektor (Anode) zu Vcc (Kathode), um die positive Spitze bei gleichem Nennstrom an Vcc + Vf zu klemmen.

Dies setzt voraus, dass die Masseverschiebung minimal ist und keine großen induktiven Stromschleifen zum Solenoid, um eine Induktionsüberspannung zu verhindern. Ein Basiswiderstand <<1k wird möglicherweise benötigt, um den Kollektor zu sättigen und/oder den Strom zu regeln.

Wenn der Operationsverstärker beispielsweise von einem LDO mit Strom versorgt wurde, ist möglicherweise kein Überspannungsschutz vorhanden).

V = LdI / dt beschreibt, wie viel Überspannung die Vcc-Versorgung des Operationsverstärkers sehen würde, nicht die Ausgangsstufe. Das Reduzieren der Anstiegsgeschwindigkeit nur beim Ausschalten könnte auch eine Verbesserung mit dem Dioden-RC-Eingangssteuerfilter sein.

Wie würde ein 1k-Widerstand die Rückkopplungsschleife des Operationsverstärkers in Bezug auf die Genauigkeit der Ausgangsspannung beeinflussen? Mein Grund für die Auswahl dieser speziellen Lösung war, dass sie der Eingangsspannung in einem sehr linearen Sinne folgen würde.

So habe ich das gelöst. Eine Diode in Reihe mit dem Ausgang des Operationsverstärkers, die verhindert, dass ein positiver Rücklaufstrom diesen Punkt erreicht:Lösung

Ich bin mir nicht sicher, ob die Flyback-Diode von der Magnetspule zu VCC erforderlich ist. Vielleicht kann mir da noch jemand einen Rat geben.

Sehr ineffizient mit all den Schaltverlusten
Zwei der drei Dioden sind sinnlos.
@Olin Welche zwei Dioden wären das? Wenn es eine Möglichkeit gibt, diese Schaltung zu verbessern, würde ich gerne lernen.
@ Tony Ja, aber die Diode vom Ausgang zur Spule ist SEHR notwendig. Andernfalls beginnt der Rücklaufstrom mit der Rückkopplungsschleife des Operationsverstärkers zu interagieren und der Operationsverstärker beginnt sich wie ein kleiner Vulkan zu verhalten. Nicht schön 😅
Warum zerstört der Flyback-Strom den Darlington-gepufferten Operationsverstärker?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v