Wie entwerfe ich einen differenziellen Operationsverstärker zum Erfassen eines Wechselstroms?

Ich habe versucht, eine einfache elektronische Last zu entwerfen, aber ich möchte die Spannung über dem Messwiderstand mit einer Verstärkung von 20 verstärken. Dann kann ich eine Sinuswellenreferenz anlegen, um einen Strom zwischen 0-5 A zu haben, und ihn basierend darauf steuern Referenz. Ich habe versucht, dies anhand der Abbildung zu tun, aber es funktioniert nicht. Jemand sagte mir, dass diese Struktur für Differenzverstärker für Gleichstrom und nicht für Wechselstrom ist. Können Sie mir helfen, mein Design zu verbessern? Ich habe Zugang zu einer begrenzten Auswahl an Operationsverstärkern im Labor. Wie kann ich sie für diesen Zweck verwenden?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bitte beschriften Sie alle Komponenten in Ihrem Diagramm. Wenn ich Ihnen etwas über einen Ihrer Operationsverstärker erzählen möchte, kann ich lieber „U1“ oder „U2“ sagen als „der Operationsverstärker rechts“ und „der Operationsverstärker links“. ".
Wie genau soll die Stromregelung sein? Bei einem 10-mOhm-Messwiderstand müssten Sie auch das Schaltungslayout berücksichtigen. Was ist auch mit der Sinuswellenreferenz, wie Sie sagen? Sie benötigen eine negative Rückkopplung zu Ihrem "oberen Operationsverstärker", da dieser derzeit als Komparator fungiert, sodass der Antrieb einfach ausgeschaltet wird, wenn die Spannung am Erfassungswiderstand auf über den Referenzpegel ansteigt. Was hat es mit "upper IRL2004" auf sich? Es wäre wirklich hilfreich, wenn Sie ein wenig über Ihre Schaltung erklären würden und wie sie funktionieren soll ......
@golaz: ja mit Sinusreferenz, im negativen Teil sollte der Strom Null sein. und im positiven Teil sollte der Strom der Referenz basierend auf der Spannung über dem Messwiderstand folgen. Der obere Mosfet muss nicht verwendet werden, in dieser Struktur kann ich nur einen verwenden, aber ich würde gerne einen Cascode-Ansatz verwenden, um den Miller-Effekt zu reduzieren und ihn für den Betrieb bei hohen Frequenzen zu verbessern.
Und sagen Sie uns bitte, WIE es nicht funktioniert. Überhaupt kein Strom in der Last? Nicht sinusförmige Wellenform? Unerwünschte Schwingung? FETs verbrennen? Und wie hoch sind die Versorgungsspannungen Ihres Operationsverstärkers?
Beachten Sie auch, dass Ihre Spitzenverlustleistung in den FETs 125 Watt beträgt, mit einem Durchschnitt von etwa 44 Watt. Wie ist dein Kühlkörper?
Ich habe Kühlkörper und es funktioniert gut. Das Problem beim Arbeiten ist, dass ich Schwingungen habe ... bitte lassen Sie mich wissen, dass der Differential-Operationsverstärker richtig ist?

Antworten (1)

Ich würde aus dem von @Golaž erwähnten Grund eher etwas verwenden, das näher an einem 0,1-Ω-Messwiderstand (100 mΩ) liegt, und auf den zweiten Verstärker (U2) insgesamt verzichten. Das Einführen einer Verstärkung von 20 (26 dB) in die Rückkopplungsschleife wird Ihnen Probleme bereiten, wenn es an der Zeit ist, den Hauptschaltkreis des Operationsverstärkers (U1) zu stabilisieren. Ich erwarte, wenn Sie dieses aufbauen, würde es sehr schlecht oszillieren.

Es entsteht ein Spannungsabfall von 0,5 V R S e N S e bei Volllast, aber wenn Sie nicht vorhaben, die Last mit sehr niedrigen Quellenspannungen (wie <1-3 V, abhängig von den Eigenschaften Ihres MOSFET) zu verwenden, gehe ich nicht davon aus, dass dies ein Problem sein wird.

Ich verstehe nicht, warum Sie zwei MOSFETs in Reihe verwenden, wobei der obere anscheinend gerade voll eingeschaltet ist. Vielleicht könnten Sie diesen Punkt näher erläutern. Wenn Ihr Ziel darin besteht, die Belastbarkeit zu erhöhen, möchten Sie sie wahrscheinlich parallel betreiben.

Ich habe hier mit Hilfe mehrerer Mitglieder dieser Seite eine ähnliche Schaltung entworfen . Die verschiedenen Fragen, die ich dabei gestellt habe, und die sehr hilfreichen Antworten, die ich erhalten habe, hängen mit dieser Frage zusammen.

Ich entwarf auch eine willkürliche Signaleingangssteuerung und steuerte im Grunde die Last mit meinem Signalgenerator. Meine funktioniert sehr gut für Sinus-, Rechteck-, Rampen- / Dreieckwellen bis zu ungefähr 250 kHz, die alle nützlich sind, um eine Stromversorgung zu charakterisieren, was mein Zweck war.

Wahrscheinlich möchten Sie Ihre Bandbreitenanforderungen angeben, da dies zu einem Schlüsselfaktor wird, sobald Sie etwa 100 kHz und mehr erreichen. Die effektive Gate-Kapazität des MOSFET ist ein wichtiger Parasit, wie Sie sehen werden, wenn Sie sich die Reihe der oben verlinkten Fragen ansehen.

Wie entwerfe ich einen differenziellen Operationsverstärker zum Erfassen eines Wechselstroms?
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