Precyzyjne źródło napięcia 4,096V o wydajności do 70mA

Question

Witam, potrzebuję zasilać 12 bitowy przetwornik D/A napięciem 4,096V, tak aby móc prosto przeliczać wartości dla przetwornika. Mam źródło napięcia referencyjnego 4,096V, niestety jego wydajność prądowa to tylko 10-15mA. A potrzebuje około 50mA, najlepiej z lekkim zapasem 70mA, bo chciałbym...

Konto nie istnieje · Accepted Answer

Czytaj datasheet - wynika z niego że max Vcc to 18V (niesymetryczne). Musisz obniżyć to napięcie do 10V. Ten opamp może dostarczyć ok. 45mA na wyjściu - jeśli mało to albo zastąpić go innym o większej wydajności prądowej, albo dorobić prosty układ przeciwsobny na wyjściu - dwa tranzystory pnp i npn średniej mocy (ok. 1W, 200mA) w układzie wtórnika emiterowego (emitery do siebie=wyjście, wyjście opampa do połączonych baz i ten punkt do wyjścia czyli emiterów przez opornik rzędu 100Ω). Oczywiście kolektor górnego tranzystora (npn) można zasilać z innego napięcia (np. tych 22V) - ale tu też trzeba liczyć starty mocy (ciepło). Oczywiście ten układ wtórników trzeba objąć sprzężeniem zwrotnym, czyli wyjście całego układu jest z emiterów tranzystorów. Przy takim prądzie wyjściowym trzeba liczyć się ze sporymi mocami strat w opampie i policzyć to - potrzebny opamp o większej mocy, więc taki wzmacniacz (wtórnik przeciwsobny na wyjściu) jest jakimś rozwiązaniem - większość prądu dają tranzystory i na nich będzie większość strat mocy (ciepła) a o tranzystory łatwiej - np. BD135/136. Ograniczyć moc strat można dobierając opampowi napięcie zasilania, ale dla TS912 nie warto schodzić niżej 10V, gdyż spada mu prąd wyjściowy (patrz datasheet)

-RoMan- · Accepted Answer

Nie potrzeba dwóch tranzystorów na wyjściu - wystarczy NPN i rezystor rzędu 22R między B a E.

Konto nie istnieje · Accepted Answer

No i rzeczywiście - podałem z rozpędu przepis na pełne wzmocnienie wyjścia opampa, a w tym przypadku wystarczy go wzmocnić tylko od plusa - wtórnikiem emiterowym. Tyle, że 22R oznacza prąd z opampa rzędu 35mA (reszta z tranzystora) i wg mnie szkoda go tak obciążać prawie na maksimum, przy 100R - z opampa tylko 7mA a reszta z tranzystora. Tak przy okazji - ta wielkość prądu ok. 50mA to z grubsza granica wydajności prądowej (dość szeroka) popularnych opampów i dlatego warto ratować się w takich przypadkach prostym wzmacniaczem na tranzystorach (tranzystorze) bo opampy większej mocy (z większymi prądami wyjściowymi) są trudniej dostępne.

-RoMan- · Accepted Answer

Nie ma nic za darmo - chcesz mieć mniejsze straty - zmniejsz napięcie zasilania do jakiegoś normalniejszego. Jeśli chcesz zachować stabilność napięcia, musisz wybrać wzmacniacz operacyjny o bardzo małym napięciu niezrównoważenia i dryfcie tego napięcia.

Konto nie istnieje · Accepted Answer

Tak.
Ale obniż temu opampowi napięcie zasilania, choćby włączając w pin 8 diodę Zenera 8V.
Poza tym moc wydzielana na tranzystorze wyniesie (22-4)x Iwy=18V x 60mA=1,1W - potrzebny radiator albo obniżenie napięcia zasilania, choćby przez włączenie odpowiedniego opornika (ok. 150-180ohm/2W) w kolektor tranzystora - najprostsze rozwiązanie.

MirekCz · Accepted Answer

Tworzysz problem tam gdzie go nie ma. DAC i ADC razem pobiorą

ks_fenix · Answer

Nie przyszło mi do głowy żeby sprawdzić maksymalne napięcie dla TS912:(, bo taki otrzymałem od prowadzącego. Dzięki za zauważenie tego faktu.
Jaki wzmacniacz mógłbym użyć? Zwykły LM358 wystarczy do tego zastosowania z jednym tranzystorem? I gdzie podłączyć tam wyjście?
Czy może zastosować wzmacniacz L2722, on ma prąd wyjściowy aż do 1A.

ks_fenix · Answer

Czy chodzi o taki układ? Jeśli dobrze liczę to przy 70mA mam ponad 1W strat na tranzystorze.

ks_fenix · Answer

W takim razie obniżę napięcie zasilania do ok 10V. I zastosuje układ z tym jednym tranzystorem. Dziękuje za pomoc:)

Szymon Tarnowski · Answer

A co to za przetwornik który pobiera 50mA prądu ze źródła referencyjnego?

ks_fenix · Answer

Przetwornik to MCP4725, który ma napięcie zasilania i napięcie referencyjne takie samo.

MirekCz · Answer

Tak z ciekawości spytam - po co do tego DACa taki prąd? Co chcesz podłączyć pod tego DACa?
Jak potrzebujesz dużego prądu na wyjściu to lepiej będzie dać wzmacniacz za MCP4725, a nie przed nim.

PS. Jak chcesz z przetwornika pociągnąć większy prąd to spójrz na wykres 2.16 (source and sink current capabilities) w dokumentacji - http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22039d.pdf
Widzisz jak przy 4mA na wyjściu z napięcia 0V robi się ok. 50mV i analogicznie z 5V robi się 4,950V? :-)

ks_fenix · Answer

W zasadzie ten założony przeze mnie prąd jest trochę "przewymiarowany".
Potrzebuję podłączyć dwa przetworniki: MCP4725 i MCP3221. Ten drugi to przetwornik ADC. W jego nocie znalazłem możliwość zasilania bezpośrednio z źródła napięcia odniesienia MCP1541. Więc pomyślałem, że fajnie by było podłączyć również ten drugi przetwornik, żeby "łatwo" się przeliczało napięcie.
Z przetwornika DAC będę ciągnął bardzo mały prąd, ponieważ jest on podłączony przez rezystor 10kOhm do wejścia nieodwracającego wzmacniacza operacyjnego działającego w układzie źródła prądowego Howlanda.
Jeśli masz jakieś lepsze propozycje chętnie wysłucham:)

Precyzyjne źródło napięcia 4,096V o wydajności do 70mA

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Podsumowanie tematu