Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Źródło prądowe i napięciowe

dudu19 07 Lis 2012 16:32 21099 70
  • #1 07 Lis 2012 16:32
    dudu19
    Poziom 16  

    Moim zadaniem w pracy dyplomowej jest wykonanie urządzenia 2w1, czyli źródła prądowego i napięciowego wykonanego w jednej obudowie.
    Mam parę pomysłów w głowie jak to wykonać, jednak wolę się upewnić i zapytać tu, by nie wygłupić się przed promotorem brakiem wiedzy.
    Mianowicie źródło napięciowe ma być w miarę możliwości regulowane od ~0 do 20V o wydajności prądowej 500mA.
    Źródło prądowe również od ~0 do 500mA.
    Oba te układy mają być później wykorzystywane w pracowni elektrycznej do badań podstawowych układów z teorii obwodów.
    Podstawowe założenie to możliwość w miarę liniowej regulacji prądu/napięcia.
    Wzrost parametrów ma być wykonany tak, by można było zwiększać parametr o małą wartość - dlatego chcę wykorzystać potencjometry wieloobrotowe.
    Moja koncepcja wygląda tak:
    zarówno źródło napięciowe i prądowe chcę wykonać na lm317 na poniżej umieszczonych schematach:
    Źródło prądowe i napięciowe
    Źródło prądowe i napięciowe
    W przypadku źródła napięciowego nie obawiam się tym, że w układzie pojawia się napięcie ujemne 10V - jest to do wykonania.
    Natomiast dziwi mnie prostota układu do źródła prądowego.
    Czy tak wykonany układ spełni swoje zadanie?
    Pojawia się również problem - dla max prądu 0,5A potencjometr powinien mieć 2,4 Ω. Najmniejszy jaki znalazłem to 25 Ω, jednak dla niego nie korzystam całej możliwości obrotów.

    Druga kwestia: mam zamiar wykonać każdy układ na osobnym zasilaniu, by jeden nie ingerował w "zapas" prądowy drugiego.

    Trzecie i ostatnie moje wahania to zasilanie w/w układów.
    Wystarczy wyprostowany prąd/napięcie? Czy zastosować w zasilaczu jeszcze stabilizator?

  • #2 07 Lis 2012 16:59
    Mol
    Poziom 30  

    Cytat:
    Mianowicie źródło prądowe ma być w miarę możliwości regulowane od ~0 do 20V o wydajności prądowej 500mA.
    Źródło napięciowe również od ~0 do 500mA. :?: :?:


    Za bardzo ten opis nie pasuje do tych obrazków , które zamieściłeś .

  • #3 07 Lis 2012 17:11
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Takie źródło prądowe ma prąd odwrotnie proporcjonalny do rezystancji (1,25V/R)
    regulacji od zera nie zrobisz, liniowej regulacji nie zrobisz, szerokiego zakresu regulacji nie wytrzyma żaden potencjometr.

    Źródło prądowe zrób na wzmacniaczu operacyjnym z zewnętrznym tranzystorem.
    Czy ma być "pływające"?

    Czy to ma być oddzielne źródło prądowe i napięciowe czy obie charakterystyki w jednym układzie?

  • #4 07 Lis 2012 17:11
    marekzi
    Poziom 38  

    Ten układ źródła prądowego się nie nadaje - jak sobie wyobrażasz precyzyjną regulację potencjometrem 2,4ohm - do ilu? - 1k oznacza Imin.=1,25mA. Ale potencjometr 1k nawet o mocy rzędu 2W ma dopuszczalny prąd rzędu 45mA i przy prądzie 500mA go upalisz, poza tym wieloobrotowy będzie miał za małą rozdzielczość w pobliżu tej wartości minimalnej.
    Tu tylko źródło prądowe na wzmacniaczu operacyjnym sterowane napięciowo, na wyjściu albo tranzystor złączowy (ale wtedy tak naprawdę stabilizujesz prąd emitera, który różni się od prądu kolektora) albo MOSFET.

    Co do zasilania - a po co wstępny stabilizator do układu stabilizatora właściwego?

    Ten układ stabilizatora napięcia nie jest poprawny.
    Źle włączono potencjometr - dla Uwy=0-20V pin adjust LM-a powinien być dołączony do suwaka potencjometru, , R2 i R3 mają nieprawidłowe wartości, napięcie wejściowe za wysokie. Napięcie -10V powinno być starannie stabilizowane, zresztą ta wartość jest też niepotrzebnie wysoka.

  • #5 07 Lis 2012 17:41
    Mol
    Poziom 30  

    Może jakiś OPA549 , parametry trochę na wyrost , ale ...

  • #6 07 Lis 2012 18:06
    marekzi
    Poziom 38  

    OPA549 to armata na wróbla, niestety napięcie wyjściowe nie zbliża się ani do -Vs ani do Vs - a to jest tu konieczne aby uzyskać prąd wyjściowy od zera.
    Można by wprawdzie zastosować inne (symetryczne) zasilanie, ale i tak będą problemy.
    No i zapewne cena powala, dostępność też?

  • #7 07 Lis 2012 18:12
    RSP
    Poziom 27  

    To trzeba zrobić "z części", gotowego scalaka nie znajdziesz.
    Musisz zrobić regulowane źródło prądowe, np. wzmacniacz operacyjny sterujący tranzystorem większej mocy, i z tego regulowanego źródła prądowego zasilić stabilizator równoległy na wzmacniaczu operacyjnym i tranzystorze mocy. Tylko w taki sposób można można uzyskać wartości zbliżone do twoich wymagań, oczywiście zapomnij o zerowym prądzie i napięciu, ale powinno się dać (w prosty sposób) uzyskać np. prąd od 1mA do 500mA, oraz napięcie od 0,1V (lub nawet mniej) do 20V .

  • #8 07 Lis 2012 18:18
    marekzi
    Poziom 38  

    RSP napisał:

    Musisz zrobić regulowane źródło prądowe, np. wzmacniacz operacyjny sterujący tranzystorem większej mocy, i z tego regulowanego źródła prądowego zasilić stabilizator równoległy na wzmacniaczu operacyjnym i tranzystorze mocy. Tylko w taki sposób można można uzyskać wartości zbliżone do twoich wymagań, oczywiście zapomnij o zerowym prądzie i napięciu, ale powinno się dać (w prosty sposób) uzyskać np. prąd od 1mA do 500mA, oraz napięcie od 0,1V (lub nawet mniej) do 20V .

    Jak to rozumieć? (wytłuszczony fragment) - rozwiń, proszę.
    Oczywiście, że da się zrobić i zero V i zero mA. Żaden problem.

  • #9 07 Lis 2012 18:44
    Mol
    Poziom 30  

    Na Aledrogo po 25zł. są i była to tylko propozycja , bo dudu19 podał dolne wartości w przybliżeniu ~.

  • #10 07 Lis 2012 20:07
    dudu19
    Poziom 16  

    no cóż, macie rację. Układ źródła prądowego jest chybiony.
    Co do źródła napięciowego to ten układ skopiowałem z noty katalogowej LM317.
    Dolne progi oczywiście nie muszą być idealne od zera, ale zbliżone.
    Więcej szczegółów uzyskam po konsultacji z promotorem od jak niskiego progu może się zaczynać regulacja parametrów.

    jarek_lnx napisał:
    Źródło prądowe zrób na wzmacniaczu operacyjnym z zewnętrznym tranzystorem.
    Czy ma być "pływające"?

    W wolnym czasie posiedzę przy tym i zastanowię się jak to rozwiązać, a wy mi powiecie co robię źle (bo zapewne jakieś błędy popełnię).
    Pływające, czyli z regulacją od -500mA do 0 i do 500mA tak?
    Sądzę, że to nie potrzebne. Wystarczy tylko jedna polaryzacja.
    jarek_lnx napisał:
    Czy to ma być oddzielne źródło prądowe i napięciowe czy obie charakterystyki w jednym układzie?

    Nie jestem zmuszony wykonywać tego jako osobne układy, jednak lepszym rozwiązaniem będzie wykonanie ich jako samodzielne układy.
    Dlaczego? Podejrzewam, że układ będzie prostszy w takim wypadku.
    Ogólne założenie to posiadanie dwóch par zacisków (osobno napięciowe i prądowe) z osobną regulacją jednego i drugiego źródła z osobnym pomiarem.
    Ma to być między innymi wykorzystywane do praktycznego ilustrowania praw prądu stałego.
    O pomiar się nie martwie - wykonam go na ICL7107.
    Jedyny mój problem to wykonanie regulowanego źródła prądowego.
    Muszę się tylko dowiedzieć, jak bardzo blisko wartość minimalna ma zbliżać się do zera.
    Bo źródło napięciowe wtedy wykonałbym jako najprostszy zasilacz regulowany.

    Zasada przewodnia tych układów to: prostota i czytelność.


    Bo tak w ogóle to początkowo chciałem wykonać zasilacz SK-1138. Jednak usłyszałem, że układ jest zbyt skomplikowany oraz kolejny zasilacz się nie nada w pracowni.
    Więc mam wykonać "dwa zasilacze" w jednej obudowie i na prostszych układach.

    Czy ja dobrze rozumiem: źródło prądowe ma pracować tak, jak ograniczenie prądowe w zasilaczu sk-1138?

  • #11 07 Lis 2012 21:23
    marekzi
    Poziom 38  

    Nie musisz dopytywać promotora o "od jak niskiego progu może się zaczynać regulacja parametrów. "
    To jest pytanie z poziomu piaskownicy i może być źle widziane, a to dlatego, że wykonanie od zera jest bezproblemowe.
    Poczytaj sobie n/t tak prostego układu: Źródło prądowe i napięciowe
    Z tranzystorem bipolarnym jest mały kłopot, gdyż tak naprawdę jest tu stabilizowany prąd emitera, który (szczególnie dla małych prądów) może różnić się od wyjściowego (użytecznego) prądu kolektora. Dlatego lepiej tu użyć MOSFET-a.
    Oczywiście trzeba dobrać opamp, zasilanie, precyzyjny rezystor mocy w emiterze (źródle), Uwe podać z helipot-a zasilanego napięciem stabilizowanym (np. na TL431)....

    Nie wiem jak wygląda zasilacz sk-1138, ale Twoje źródło napięciowe to po prostu zasilacz i raczej nie może pracować tak jak to napisałeś "jak ograniczenie prądowe w sk-1138"
    To zwykły zasilacz. Nie jest złym pomysłem zastosować tu LM317, chociaż na pracę dyplomową to już wypadałoby może pokusić się o coś bardziej wyszukanego (tak przy okazji - co niektórzy psioczą na niski poziom elektrody - "same zasilacze". No to gdzie jest niski poziom?).
    LM317 ma szereg zabezpieczeń, nieźle stabilizuje i to są zalety, ale będzie problem z ciepłem.
    Jeśli to ma być zasilacz porządny to należy przewidzieć spadek napięcia w sieci zasilającej o 10%, co przy możliwym wzroście tego napięcia da moc strat na LM317 (w najbardziej niekorzystnych warunkach, czyli Uwy=0,5V, Iwy=0,5A) około 15W, co wymaga porządnego chłodzenia (duży radiator, nadmuch?) a może przełączanych uzwojeń transformatora?

  • #12 07 Lis 2012 22:24
    RSP
    Poziom 27  

    marekzi napisał:
    RSP napisał:

    Musisz zrobić regulowane źródło prądowe, np. wzmacniacz operacyjny sterujący tranzystorem większej mocy, i z tego regulowanego źródła prądowego zasilić stabilizator równoległy na wzmacniaczu operacyjnym i tranzystorze mocy. Tylko w taki sposób można można uzyskać wartości zbliżone do twoich wymagań, oczywiście zapomnij o zerowym prądzie i napięciu, ale powinno się dać (w prosty sposób) uzyskać np. prąd od 1mA do 500mA, oraz napięcie od 0,1V (lub nawet mniej) do 20V .

    Jak to rozumieć? (wytłuszczony fragment) - rozwiń, proszę.
    Oczywiście, że da się zrobić i zero V i zero mA. Żaden problem.


    Oczywiście że się da, tylko czy ktoś, kto pyta jak to zrobić, poradzi sobie z całościowym zaprojektowaniem układu włącznie z płytką drukowaną. Czy źle wykonana płytka nie sprawi, że ten zasilacz zacznie pływać w okolicach zerowego napięcia lub maksymalnego prądu, dlatego dałem taki komentarz "(w prosty sposób)".

  • #13 07 Lis 2012 22:36
    dudu19
    Poziom 16  

    znowu mała wtopa. Z tego wszystkiego zaczynam mylić słowa.
    Chodziło mi o stwierdzenie: źródło prądowe jak ograniczenie prądowe
    Panowie to może z innej strony zacznę.
    Prosiłbym o jakieś pozycje, do której mógłbym zajrzeć i zrozumieć działanie i samemu zaprojektować niezbędne układy.

    marekzi napisał:
    chociaż na pracę dyplomową to już wypadałoby może pokusić się o coś bardziej wyszukanego

    Studiuję energetykę, a taki temat wybrałem, ponieważ wolę samemu coś wykonać, stworzyć i zaprezentować, niż po raz kolejny wałkować te same tematy i być porównywany do starszych roczników.
    Początkowo miał być zasilacz regulowany z ograniczeniem prądowym, jednak "taki układ jest zbędny i zbyt rozbudowany, bardziej przyda się źródło prądowe prostej konstrukcji" - tak usłyszałem od promotora.
    Jako, że jestem ambitny, to chociaż postanowiłem wykonać dwie konstrukcje w jednym urządzeniu.
    Jeśli chodzi o chłodzenie, to nie będzie problemu. Umieszczę elementy większej mocy na wspólnym radiatorze za pomocą podkładek z mikki i pasty termo, do tego wentylator i układ pomiaru temperatury.
    Być może przez niektórych zostanę okrzyknięty mianem głupka, bo po co brnę w elektronikę użytkową, skoro bardziej "ogarniam" temat energetyki i elektryki.
    Otóż jestem ambitny i lubię stawiać sobie zadania, z którymi nie od razu sobie poradzę.
    Podstawy jakieś tam mam, a dzięki tej pracy zdobędę również i wiedzę.
    Bo jak mam to wykonać, jeśli tego nie zrozumiem?

  • #14 07 Lis 2012 23:34
    marekzi
    Poziom 38  

    Takie podejście mi się podoba.
    Znajdź sobie w sieci Sztuka Elektroniki - P. Horowitz.
    Na pewno jest w sieci, duży pdf , ponad 100MB, ciekawie i przystępnie tłumaczy wiele zagadnień, bardziej od strony praktycznej niż teoretycznej. Źródła prądowe i zasilacze są tam ładnie omówione, szukaj dobrze bo np. źródła prądowe są "rozstrzelone" w kilku miejscach.

    I jeszcze jedna uwaga.
    Możesz to zrobić na dwa sposoby - osobne źródło prądowe i osobne napięciowe (zasilacz), a możesz też zrobić "prawdziwe 2 w 1", czyli stabilizator napięcia z regulowanym/stabilizowanym napięciem wyjściowym i regulowanym/stabilizowanym prądem.
    Taki zasilacz pracuje jako zwykły zasilacz stabilizowany o nastawialnym napięciu wyjściowym (tu 0-20V), a po osiągnięciu pewnego prądu obciążenia przechodzi on w stan stabilizacji (ograniczenia) tego prądu, którego wartość też można nastawiać (tu ok. 1-500mA).
    Bardzo przydatna funkcja w zasilaczu (stabilizatorze napięcia), niestety ma też wady: nie da się uzyskać regulacji prądu od zera, parametry częstotliwościowe takiego źródła prądowego (dla prądu zmiennego) są zwykle sporo gorsze od źródła prądowego choćby zbudowanego wg schematu powyżej. Efekt - jak w popularnym zasilaczu "Electronics Lab" (albo sk-1138 - nawet nie wiedziałem, że taki ma symbol). N.b. ten zasilacz ma kilka błędów.

  • #15 08 Lis 2012 00:24
    dudu19
    Poziom 16  

    marekzi napisał:
    Możesz to zrobić na dwa sposoby

    pozostanę przy wersji pierwszej, gdyż bardziej taka forma będzie potrzebna.
    Pamiętam z semestru drugiego jak badaliśmy oczko obwodu elektrycznego, w którym stosowaliśmy zarówno źródło napięciowe i prądowe. Wtedy niezbędne były dwa zasilacze laboratoryjne, które były tak nieudolnie wykonane (masowa konstrukcja, nie pamiętam producenta), gdzie niemalże niemożliwym było precyzyjne ustawienie płynącego prądu.
    Dlatego taki nacisk na prostotę układu i potencjometr wieloobrotowy.
    Podaną lekturę już zarezerwowałem na uczelni. Na dniach ją odbiorę i zabiorę się za lekturę.
    Co do tego zasilacza elektronics lab - wykonałem go kiedyś. Działa on do dziś. Jednak jego wykonanie jak na moje ówczesne umiejętności było dość ubogie. Aczkolwiek sprawuje się dość dobrze.

  • #16 08 Lis 2012 00:46
    marekzi
    Poziom 38  

    I jeszcze jedna uwaga - tak na przyszłość.
    Potencjometr wieloobrotowy z licznikiem to fajna rzecz,. Jeśli dobrze wykonasz sam układ źródła prądowego (liniowość przetwarzania napięcia sterującego na prąd wyjściowy) i potencjometr będzie miał dobrą liniowość to prąd wyjściowy da się nastawiać wprost z pokrętła - błąd będzie minimalny.
    Pozostaje problem rozdzielczości regulacji. Taki potencjometr ma skok regulacji rzędu 1:1500 (piszę na podstawie doświadczeń z DM-102 prod. Telpod) co oznacza że napięcie regulacyjne np. 1V (a więc i prąd wyjściowy 0-500mA) będzie regulowane ze skokiem 1V/1500, prąd wyjściowy 500/1500mA czyli ok. co 0,3mA. To jest OK dla prądu 500mA, nawet dla 100mA. Ale w okolicy zera będziesz miał regulację 0 - 0,3mA - 0,6mA - 0,9mA...
    Trzeba będzie wymyślić jeszcze coś a'la precyzer do nastawy dokładnej.

  • #17 08 Lis 2012 12:34
    tehaceole
    Poziom 28  

    Poszukaj na forum mój temat sprzed kilku lat: "stanowisko pomiarowe do badania elementów optoelektronicznych". Tam znajdziesz rozwiązanie swojego problemu.

  • #18 08 Lis 2012 17:09
    dudu19
    Poziom 16  

    marekzi napisał:
    Trzeba będzie wymyślić jeszcze coś a'la precyzer do nastawy dokładnej.

    dzięki serdecznie za nakierowanie na problem. O to będę się martwił, gdy będę testował układ. Zobaczę jak to się zachowuję i wtedy będę działał.

    tehaceole, nie omieszkam poszukać.

  • #20 09 Lis 2012 00:47
    nemo07
    Poziom 36  

    Witam.
    W trosce o poziom elektrody wrzuce swoje trzy grosze, jesli pozwolicie.

    marekzi napisał:
    ... Poczytaj sobie n/t tak prostego układu: Źródło prądowe i napięciowe
    Z tranzystorem bipolarnym jest mały kłopot, gdyż tak naprawdę jest tu stabilizowany prąd emitera, który (szczególnie dla małych prądów) może różnić się od wyjściowego (użytecznego) prądu kolektora. Dlatego lepiej tu użyć MOSFET-a. ...

    Nie tylko moze ... :D Ale to maly klopot, jesli za T1 wybierzemy Darlington albo zbudujemy tranzystor "super-beta" zlozony z dwoch lub trzech pojedynczych. Dla dostatecznie wysokiego Bst (~ 1000 lub wyzej) blad pomiaru Ic (z racji faktycznego pomiaru Ie) w tym ukladzie wyniesie zaledwie 0.1% lub mniej.
    MOSFET usuwa wprawdzie ten niedostatek, ale stwarza inne problemy, np. stabilnosci itd.

    Chcialbym tu rowniez zwrocic uwage na jeden notoryczny mankament powszechnie prezentowanych, "sprawdzonych", praktycznych ukladow regulowanych zrodel pradowych. Powyzszy schemat nalezy do tejze klasy "sprawdzonych".
    Pytanie: Jak, generalnie rzecz biorac, najprawdopodobniej posluzymy sie jakims regulowanym zrodlem w praktyce?
    Ustawiamy pozadana wartosc, czy to napiecia, czy pradu, po czym wpinamy do ukladu. Tak postepujemy np. z regulowanym zasilaczem napieciowym. Chyba oczywiste.
    Jest to jednak mocno niewskazana procedura w przypadku regulowanego zrodla pradowego z rodzaju tych "sprawdzonych".
    Problem w tych ukladach stwarza petla regulacji realizowana na WO.
    W powyzej zalaczonym schemacie, w sytuacji otwartego obwodu kolektora T1, znika napiecie "regulacyjne", oczekiwane w normalnym trybie pracy na rezystorze emiterowym, R. Skutkiem tego WO bedzie przesterowany i jego wyjscie wejdzie w ograniczenie, wysterowujac wedle swoich limitow (Iomax, Uomax) baze T1 do maksimum. Jesli teraz wepniemy to zrodlo pradowe do badanegio ukladu, okaze sie, ze chwilowa szczytowa wartosc pradu (zanim petla sprzezenia odzyska kontrole ukladu) nijak sie bedzie miala do ustawionej, i co gorsze, przekroczy dalece maksymalny projektowany zakres pracy. A to moze zniszczyc badany takim zrodlem uklad.
    Oznacza to w pryktyce, ze poslugiwanie sie takimi "sprawdzonymi" regulowanymi zrodlami pradowymi wymaga chwili zastanowienia co do kolejnosci wykonywanych czynnosci:
    ustaw MIN --> wepnij do ukladu --> ustaw wartosc zadana. Nie wolno mylic kolejnosci!
    Uklady te sa dalekie od idei "uniwersalnych": nie sa "idiotoodporne", a ponadto narzucona "procedura obslugiwania" ogranicza w oczywisty sposob mozliwosci ich zastosowan.
    Problem poruszylem w tym temacie:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=11410308#11410308
    Nie wywolal jednak wiekszego zainteresowania, choc nie jest ani banalny, ani nierozwiazywalny.

    Pozdrawiam

  • #21 09 Lis 2012 02:48
    marekzi
    Poziom 38  

    nemo07 napisał:
    Witam.
    W trosce o poziom elektrody wrzuce swoje trzy grosze, jesli pozwolicie.
    marekzi napisał:
    ... Poczytaj sobie n/t tak prostego układu: Źródło prądowe i napięciowe
    Z tranzystorem bipolarnym jest mały kłopot, gdyż tak naprawdę jest tu stabilizowany prąd emitera, który (szczególnie dla małych prądów) może różnić się od wyjściowego (użytecznego) prądu kolektora. Dlatego lepiej tu użyć MOSFET-a. ...

    Nie tylko moze ... :D Ale to maly klopot, jesli za T1 wybierzemy Darlington albo zbudujemy tranzystor "super-beta" zlozony z dwoch lub trzech pojedynczych. Dla dostatecznie wysokiego Bst (~ 1000 lub wyzej) blad pomiaru Ic (z racji faktycznego pomiaru Ie) w tym ukladzie wyniesie zaledwie 0.1% lub mniej.
    MOSFET usuwa wprawdzie ten niedostatek, ale stwarza inne problemy, np. stabilnosci itd.

    Masz wiele racji, ale weź pod uwagę to, iż to źródło ma pracować z prądem 0-500mA. Od zera, czyli z małymi prądami (jak małymi? - 0,1mA?) i dla tak małych prądów żaden producent bety darlingtona nie podaje. Mozna tylko spekulować, ale pewne jest, że beta takiego darlingtona mocy (będzie rozpraszał na radiatorze ok. 13W mocy, gdyż ma "wydać" na wyjsciu 20V)na pewno przy Ic=0,1mA mooocno spadnie.
    Być może jakiś darlington się tu nada, trzeba by taki pomierzyc, sprawdzić betę przy tym prądzie.
    nemo07 napisał:

    Chcialbym tu rowniez zwrocic uwage na jeden notoryczny mankament powszechnie prezentowanych, "sprawdzonych", praktycznych ukladow regulowanych zrodel pradowych. Powyzszy schemat nalezy do tejze klasy "sprawdzonych".
    Pytanie: Jak, generalnie rzecz biorac, najprawdopodobniej posluzymy sie jakims regulowanym zrodlem w praktyce?
    Ustawiamy pozadana wartosc, czy to napiecia, czy pradu, po czym wpinamy do ukladu. Tak postepujemy np. z regulowanym zasilaczem napieciowym. Chyba oczywiste.
    Jest to jednak mocno niewskazana procedura w przypadku regulowanego zrodla pradowego z rodzaju tych "sprawdzonych".
    Problem w tych ukladach stwarza petla regulacji realizowana na WO.
    W powyzej zalaczonym schemacie, w sytuacji otwartego obwodu kolektora T1, znika napiecie "regulacyjne", oczekiwane w normalnym trybie pracy na rezystorze emiterowym, R. Skutkiem tego WO bedzie przesterowany i jego wyjscie wejdzie w ograniczenie, wysterowujac wedle swoich limitow (Iomax, Uomax) baze T1 do maksimum. Jesli teraz wepniemy to zrodlo pradowe do badanegio ukladu, okaze sie, ze chwilowa szczytowa wartosc pradu (zanim petla sprzezenia odzyska kontrole ukladu) nijak sie bedzie miala do ustawionej, i co gorsze, przekroczy dalece maksymalny projektowany zakres pracy. A to moze zniszczyc badany takim zrodlem uklad.




    Oznacza to w pryktyce, ze poslugiwanie sie takimi "sprawdzonymi" regulowanymi zrodlami pradowymi wymaga chwili zastanowienia co do kolejnosci wykonywanych czynnosci:
    ustaw MIN --> wepnij do ukladu --> ustaw wartosc zadana. Nie wolno mylic kolejnosci!
    Uklady te sa dalekie od idei "uniwersalnych": nie sa "idiotoodporne", a ponadto narzucona "procedura obslugiwania" ogranicza w oczywisty sposob mozliwosci ich zastosowan.
    Problem poruszylem w tym temacie:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=11410308#11410308
    Nie wywolal jednak wiekszego zainteresowania, choc nie jest ani banalny, ani nierozwiazywalny.

    Pozdrawiam

    Tu masz całkowitą rację.
    O tym problemie miałem pisać, ale zrezygnowałem z powodu braku jakiejkolwiek w tym temacie merytorycznej (poza Twoim postem) rozmowy. Autor nie "siedzi" w temacie, odłożył sprawę do przeczytania książki, i nie chciałem już mącić w temacie takimi szczegółami odkładając to na później - gdy dojdzie do konkretów.
    Sposób na to zjawisko o którym piszesz (przesterowanie opampa aż do napięcia zasilania na wyjściu) jest.
    Zrobiłem to sprytnym sposobem w generatorze https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=2061969&highlight= gdzie "dałem zajęcie" opampowi AD8065 na czas wyłączenia tranzystora T3 przez T5 sygnałem z komparatora NE521. Wtedy opamp przesterowuje tylko o napiecie na 2 diodach (ok. 0,9V) uruchamiając T4, który daje na oporniku emiterowym owo tak upragnione przez pętlę sprzężenia zwrotnego napięcie.
    Oczywiście pojawia się bardzo krótki (pojedyncze ns - dla szybkiego opampa) impuls prądu T3 (o wartości większej niż wynikająca z napięcia wejściowego opampa) w momencie wyłączenia T5 ale tu można ten "pik" ograniczać choćby pojemnościami.
    Przy okazji - nasycenie opampa wywołane brakiem sygnału sprzężenia zwrotnego może nawet uszkodzić tranzystor wyjściowy - jeśli zastosujemy opamp o dużej wydajności prądowej to tranzystor dostanie w bazę prąd np. 100mA. W praktycznym układzie trzeba obok wielu zmian zastosować opornik ograniczający w bazie (czy to zwykłego złączowego czy darlingtona) - schemat powyższy to poglądowy, który miał na celu zobrazowanie zasady działania autorowi tematu.

    Do autora; - w poście tytułowym najpierw napisałeś:
    "Mianowicie źródło prądowe ma być w miarę możliwości regulowane od ~0 do 20V o wydajności prądowej 500mA.
    Źródło napięciowe również od ~0 do 500mA."
    a następnie zmieniłeś na:
    "Mianowicie źródło napięciowe ma być w miarę możliwości regulowane od ~0 do 20V o wydajności prądowej 500mA.
    Źródło prądowe również od ~0 do 500mA."
    Ale tu ważne jest też zakres napięć, jaki może "rozwinąć" źródło prądowe na wyjściu, ograniczony przez jego napięcie zasilania. Powinieneś to sprecyzować.

  • #22 09 Lis 2012 17:34
    dudu19
    Poziom 16  

    źródło napięciowe ma być w miarę możliwości regulowane od ~0 do 20V o wydajności prądowej 500mA.
    Źródło prądowe również od ~0 do 500mA
    Tak chciałem początkowo napisać, lecz z przemęczenia lub z pośpiechu zamieniłem słowa.
    Nie mam odgórnie narzuconych ograniczeń napięcia w źródle prądowym.
    Posiadam transformatory o różnych napięciach wyjściowych (od 3V po 80V) więc do testów mogę wykorzystać któreś z nich.
    Na finałowy efekt końcowy będę kupować nowe transformatory.

  • #23 09 Lis 2012 19:11
    marekzi
    Poziom 38  

    Ale powinieneś o to dopytać.
    Bo bez wymagań co do napięcia wyjściowego (dla źródła prądowego) to bez sensu. Od tego zależy na jakich obciążeniach możesz ten prąd wyjściowy uzyskać. Przykładowo jeśli źródło prądowe 500mA może dać napięcie do 20V, to znaczy że ten prąd jest możliwy w dołączonym oporniku (jako obciążenie) o wartości <40ohm. Ale jeśli to źródło 500mA daje tylko do 5V na wyjściu - wtedy prąd 500mA będzie możliwy dla obciążenia <10ohm.
    Jak widzisz od tego zależy "uniwersalność" tego źródła, jego użyteczność dla różnych (dla nas nieznanych) zastosowań w pracowni.
    To napięcie narzuca też rozwiązania konstrukcyjne (albo inne wyklucza) - dlatego jest potrzeba jego określenia.

  • #24 09 Lis 2012 20:13
    dudu19
    Poziom 16  

    Poszperałem troszke i znalazłem skrypty do ćwiczeń, które kiedyś sam wykonywałem na początku studiów:
    Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe

  • #25 09 Lis 2012 20:15
    nemo07
    Poziom 36  

    marekzi napisał:
    ... Masz wiele racji, ale weź pod uwagę to, iż to źródło ma pracować z prądem 0-500mA. Od zera, czyli z małymi prądami (jak małymi? - 0,1mA?) i dla tak małych prądów żaden producent bety darlingtona nie podaje. Mozna tylko spekulować, ale pewne jest, że beta takiego darlingtona mocy (będzie rozpraszał na radiatorze ok. 13W mocy, gdyż ma "wydać" na wyjsciu 20V)na pewno przy Ic=0,1mA mooocno spadnie.
    Być może jakiś darlington się tu nada, trzeba by taki pomierzyc, sprawdzić betę przy tym prądzie. ...

    Nie jest tak zle. Fakt, ze producenci nie podaja Bst dla tranzystorow mocy przy ekstremalnie malych pradach, fakt tez ze ona spada w tym zakresie, ale ten spadek jest z natury lagodny az do zakresu mikroamperow dla tranzystorow mocy projektowanych do zastosowan liniowych.
    Bylby problem, gdyby uzyc gotowego Darlingtona (ze wzgledu na zintegropwane rezystory Rbe). Dla tranzystora "super-beta" wlasnej konstrukcji (bez rezystorow Rbe) osiagniecie Bst ~ 1000 nie przedstawia problemu w zakresie Ic od pojedynmczych uA do 0.5A. Mozna tez zlozyc np. JFET lub "enhancement mode" MOSFET malej mocy z tranzystorem bipolarnym mocy.
    Problemem moglyby okazac sie prady Ico tranzystorow stopnia wyjsciowego przy podniesionych temperaturach, ale rowniez temu mozna zapobiec przez adekwatne jego chlodzenie.
    Co do zakresu napieciowego zrodla, skoro nie zostalo narzucone, praktyka je narzuci. Jesli przyjac powszechnie stosowane maksymalne napiecie zasilania dla WO, 36V, recjonalnym byloby wybrac zakres "compliance" dla zrodla na poziomie ca. 30V. Przy Imax = 0.5A nie przedstawia to zadnych realnych wyzwan.

  • #26 09 Lis 2012 22:06
    marekzi
    Poziom 38  

    nemo07 napisał:

    Nie jest tak zle. Fakt, ze producenci nie podaja Bst dla tranzystorow mocy przy ekstremalnie malych pradach, fakt tez ze ona spada w tym zakresie, ale ten spadek jest z natury lagodny az do zakresu mikroamperow dla tranzystorow mocy projektowanych do zastosowan liniowych.
    Bylby problem, gdyby uzyc gotowego Darlingtona (ze wzgledu na zintegropwane rezystory Rbe).

    Z ciekawości przejrzałem ok. 20 datasheet różnych darlingtonów (o Ic=2-6A) pod kątem "beta przy małym Ic". Jest źle, nawet gorzej niż przypuszczałem. O ile dla średniej mocy (Ic=ok.2A) są takie których producent podaje betę od 10mA, ale wynosi ona (typowo) poniżej 100 (i nie wiem jak z dostępnością bo to japońskie), to dla większej mocy podają betę dla Ic>0,1A i wynosi ona ok. 200-500 (typowo). Poniżej 50mA zejść się nie da, beta spada tam z nachyleniem ok. 6-7x na dekadę prądu.
    Gdyby napięcie ograniczyć do 10V (czyli moc do ok. 6W) to nadałby się 2SA2040 - ale jest niedostępny. To zwykły bipolarny, nie-darlington, ma dużą betę 200-560, która przy małych prądach (10mA) jeszcze wzrasta , jest szybki, obudowa da się lutować do blaszki radiatorowej. Jest w jednym sklepie w PL na literę "n" ale to niestety marna podróbka. Jest na e-bay - nie wiem jak z jakością/oryginalnością.
    nemo07 napisał:

    Dla tranzystora "super-beta" wlasnej konstrukcji (bez rezystorow Rbe) osiagniecie Bst ~ 1000 nie przedstawia problemu w zakresie Ic od pojedynmczych uA do 0.5A. Mozna tez zlozyc np. JFET lub "enhancement mode" MOSFET malej mocy z tranzystorem bipolarnym mocy.
    Problemem moglyby okazac sie prady Ico tranzystorow stopnia wyjsciowego przy podniesionych temperaturach, ale rowniez temu mozna zapobiec przez adekwatne jego chlodzenie.

    Obawiam się, że z polowymi skomplikuje się sposób sterowania (duży przedział napięcia Ugs między "włącz" a "wyłącz").
    Z bipolarnych można składać, widziałem kiedyś jakieś tranzystory m.mocy o becie podawanej dla mikroamperów. Czyli nadawałby się taki na wstępny.
    Ale brak rezystorów emiterowych, zwłaszcza drugiego to nie jest dobry pomysł chyba? To jeszcze zmniejszy prąd emitera pierwszego tranzystora (a wtedy jego beta spadnie) - a przecież beta pierwszego tu decyduje.
    Poza tym brak emiterowych oporników okropnie zwolni taki supertranzystor. Będzie dużo wolniejszy od zwykłego darlingtona, które też są powolne, zwłaszcza czas wyłączania będzie długi (na którym nam zależy tutaj - aby po włączeniu obciążenia tranzystor szybko wyszedł ze stanu nasycenia i stał się sterowalny przez opamp).

    nemo07 napisał:

    Co do zakresu napieciowego zrodla, skoro nie zostalo narzucone, praktyka je narzuci. Jesli przyjac powszechnie stosowane maksymalne napiecie zasilania dla WO, 36V, recjonalnym byloby wybrac zakres "compliance" dla zrodla na poziomie ca. 30V. Przy Imax = 0.5A nie przedstawia to zadnych realnych wyzwan.

    No a jednak. 30V na wyjściu źródła oznacza zasilanie co najmniej 32V (a niestabilizowane jeszcze kilka V wyższe). Zaczynają się problemy z opampem - bo jego napięcie zasilania musi być jeszcze wyższe (nawet rail-to-rail nie pomoże z uwagi na prąd źródła=0), a powinien być w miarę szybki.
    Nie wiem, czy nie wypadałoby pozostać przy tych 20V.

  • #27 10 Lis 2012 11:21
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    nemo07 napisał:
    Dla tranzystora "super-beta" wlasnej konstrukcji (bez rezystorow Rbe) osiagniecie Bst ~ 1000 nie przedstawia problemu w zakresie Ic od pojedynmczych uA do 0.5A


    Tranzystora "super-beta" nie można sobie go zrobić domowym sposobem, na dodatek musiał by pracować w kaskodzie, co zmniejszyło by dokładność, choć jakby ktoś miał fabrykę półprzewodników, to można by rozważyć ;) bo od układu Darlingtona był by szybszy.


    marekzi napisał:
    No a jednak. 30V na wyjściu źródła oznacza zasilanie co najmniej 32V (a niestabilizowane jeszcze kilka V wyższe). Zaczynają się problemy z opampem - bo jego napięcie zasilania musi być jeszcze wyższe (nawet rail-to-rail nie pomoże z uwagi na prąd źródła=0), a powinien być w miarę szybki.

    Wzmacniacz nie musi być zasilany tak dużym napięciem, niezbędny zakres napięć wejściowych i wyjściowych WO jest niezależny od napięcia na kolektorze tranzystora wyjściowego.

  • #28 10 Lis 2012 12:53
    marekzi
    Poziom 38  

    jarek_lnx napisał:
    nemo07 napisał:
    Dla tranzystora "super-beta" wlasnej konstrukcji (bez rezystorow Rbe) osiagniecie Bst ~ 1000 nie przedstawia problemu w zakresie Ic od pojedynmczych uA do 0.5A


    Tranzystora "super-beta" nie można sobie go zrobić domowym sposobem, na dodatek musiał by pracować w kaskodzie, co zmniejszyło by dokładność, choć jakby ktoś miał fabrykę półprzewodników, to można by rozważyć ;) bo od układu Darlingtona był by szybszy.

    Nie wchodząc kol. nemo07 w paradę powiem tylko, że ja odebrałem użyty tu termin "super-beta" w znaczeniu potocznym, jak to się go często używa (czyli dwa tranzystory w układzie kaskadowym), a nie w znaczeniu dosłownym - prawdziwego "super-beta" o pojedynczym złączu b-e i wzmocnieniu ok. 20tys.


    jarek_lnx napisał:
    marekzi napisał:
    No a jednak. 30V na wyjściu źródła oznacza zasilanie co najmniej 32V (a niestabilizowane jeszcze kilka V wyższe). Zaczynają się problemy z opampem - bo jego napięcie zasilania musi być jeszcze wyższe (nawet rail-to-rail nie pomoże z uwagi na prąd źródła=0), a powinien być w miarę szybki.

    Wzmacniacz nie musi być zasilany tak dużym napięciem, niezbędny zakres napięć wejściowych i wyjściowych WO jest niezależny od napięcia na kolektorze tranzystora wyjściowego.

    Tak, masz rację, tam wystarczy ujemne napięcie zasilania opampa o kilka-kilkanaście V niższe od napięcia zasilania emitera tranzystora. Ale kłopot z zasilaniem jest - tylko do tego źródła trzeba co najmniej 3 napięć zasilających.

  • #29 10 Lis 2012 14:05
    nemo07
    Poziom 36  

    marekzi napisał:
    nemo07 napisał:

    Nie jest tak zle. Fakt, ze producenci nie podaja Bst dla tranzystorow mocy przy ekstremalnie malych pradach, fakt tez ze ona spada w tym zakresie, ale ten spadek jest z natury lagodny az do zakresu mikroamperow dla tranzystorow mocy projektowanych do zastosowan liniowych.
    Bylby problem, gdyby uzyc gotowego Darlingtona (ze wzgledu na zintegropwane rezystory Rbe).

    Z ciekawości przejrzałem ok. 20 datasheet różnych darlingtonów (o Ic=2-6A) pod kątem "beta przy małym Ic". Jest źle, nawet gorzej niż przypuszczałem. O ile dla średniej mocy (Ic=ok.2A) są takie których producent podaje betę od 10mA, ale wynosi ona (typowo) poniżej 100 (i nie wiem jak z dostępnością bo to japońskie), to dla większej mocy podają betę dla Ic>0,1A i wynosi ona ok. 200-500 (typowo). Poniżej 50mA zejść się nie da, beta spada tam z nachyleniem ok. 6-7x na dekadę prądu.
    Gdyby napięcie ograniczyć do 10V (czyli moc do ok. 6W) to nadałby się 2SA2040 - ale jest niedostępny. To zwykły bipolarny, nie-darlington, ma dużą betę 200-560, która przy małych prądach (10mA) jeszcze wzrasta , jest szybki, obudowa da się lutować do blaszki radiatorowej. Jest w jednym sklepie w PL na literę "n" ale to niestety marna podróbka. Jest na e-bay - nie wiem jak z jakością/oryginalnością.

    Pisalem przeciez, ze uzycie gotowego Darlingtona do takiego konceptu to kiepski pomysl. To sa tranzystory przeznaczone do zastosowan "switching". Ich elementy skladowe beda mialy niskie Bst ze wzgledu na wymagane krotkie czasy rekombinacji, ktore z kolei sa narzucone przez topologie Darlingtona, ktora ma problem z odprowadzeniem ladunku w bazie tranzystora koncowego przy wylaczaniu ze wzgledu na duza impedancje wyjsciowa tranzystora poprzedzajacego. Z tego tez wzgledu tranzystory te posiadaja zintegrowane rezystory bazowe Rbe. Ich rola jest tez minimalizacja pradow zerowych przy napieciach pracy bliskich Uces tranzystorow.
    Powinno byc tez jasne, ze przy temperaturze pokojowej dla tranzystora Si z rezystorem Rbe rzedu 5 kΩ nie da sie uzyskac Bst >1 dla wartosci Ie < Ube/Rbe ≈ 0.1mA.
    marekzi napisał:
    nemo07 napisał:

    Dla tranzystora "super-beta" wlasnej konstrukcji (bez rezystorow Rbe) osiagniecie Bst ~ 1000 nie przedstawia problemu w zakresie Ic od pojedynmczych uA do 0.5A. Mozna tez zlozyc np. JFET lub "enhancement mode" MOSFET malej mocy z tranzystorem bipolarnym mocy.
    Problemem moglyby okazac sie prady Ico tranzystorow stopnia wyjsciowego przy podniesionych temperaturach, ale rowniez temu mozna zapobiec przez adekwatne jego chlodzenie.

    Obawiam się, że z polowymi skomplikuje się sposób sterowania (duży przedział napięcia Ugs między "włącz" a "wyłącz").
    Z bipolarnych można składać, widziałem kiedyś jakieś tranzystory m.mocy o becie podawanej dla mikroamperów. Czyli nadawałby się taki na wstępny.
    Ale brak rezystorów emiterowych, zwłaszcza drugiego to nie jest dobry pomysł chyba? To jeszcze zmniejszy prąd emitera pierwszego tranzystora (a wtedy jego beta spadnie) - a przecież beta pierwszego tu decyduje.
    Poza tym brak emiterowych oporników okropnie zwolni taki supertranzystor. Będzie dużo wolniejszy od zwykłego darlingtona, które też są powolne, zwłaszcza czas wyłączania będzie długi (na którym nam zależy tutaj - aby po włączeniu obciążenia tranzystor szybko wyszedł ze stanu nasycenia i stał się sterowalny przez opamp).

    Dyskusja staje sie akademicka.
    Skad zalozenie, ze Bst pierwszego decyduje? Ktory z multiplikantow decyduje o wyniku multiplikacji?
    Jak pisalem, Bst tranzystora w zakresie wartosci ponizej Icmax nie jest funkcja pradu Ie. Teoretycznie jest stala konstrukcyjna, ale praktycznie, ze wzgledu na rekombinacje ladunkow w bazie, jest limitowana gestoscia pradu Ie, czyli przy danej wartosci Ic, powierzchnia emitera. Nie jest problemem technologicznym wykonac tranzystor mocy z Bst > 1000 w zakresie pradow od mikroamperow do Icmax, mialby on jednak fatalne parametry przelaczania.
    Wysoki Bst stoi w konkurencji do szybkosci wylaczania (tst, tf) tranzystora bipolarnego. Dlatego tez realne tranzystory z duzymi strukturami (mocy) maja z reguly niskie Bst.
    Skad zalozenie, ze zalezy nam na krotkim czasie wylaczania?
    To moze pojde dalei i zapytam: jak szybkie powinno byc zrodlo pradowe?
    Takie pytania, niestety zapedza nas tylko w bezproduktywne dyskusje.
    Z kombinacja JFET-BJT nie widze zadnych problemow, a ponadto jest to kombinacja typu "ultra-super-beta" (Bst >> 10^9), z racji znikomych wartosci pradu bramki.

  • #30 10 Lis 2012 14:27
    dudu19
    Poziom 16  

    Wybaczcie Panowie moje słabe zaangażowanie w temacie, jednak mam zbyt małą wiedzę, by móc wnieść coś istotnego to tak rozwiniętego tematu.
    Chciałbym tylko przypomnieć, że układ ma być prosty i ma działać.
    Idealna regulacja przy kilku miliamperach, szybkie przełączanie - te pojęcia nie są wymagane w moim wypadku.
    Przeglądając skrypty zauważyłem, że zazwyczaj prąd nastawiany na źródle to ciągle 100mA.
    W środę będę wiedział więcej szczegółów, czy jest duży nacisk na płynną regulację przy niskich natężeniach, do jakich układów będzie on wykorzystywany itd.

    Jednak muszę coś w środę ze sobą przynieść, jakieś przykładowe schematy, itd.
    Zastanawiam się nad wykorzystaniem xtr 110. Jego cena nie jest przyciągająca, ale jeśli będzie on w zupełności spełniał swoje zadanie, to jestem gotów się podjąć tego wykonania.
    Schematy są na str. 9 i 10
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/xtr110.pdf..
    Jeden z układów ma zbyt mały przediał, drugi zmowu zbyt duży.
    Ale przecież wydajność prądowa jest ograniczona możliwościami źródła zasilania.

    Planuję również chociaż do testów wykonać bardziej prostsze i tańsze układy.
    chociażby te:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic946017.html - schemat w poście 7
    http://www.forbot.pl/forum/topics27/proste-zrodlo-pradowe-sterowane-napieciowo-vt7308.htm post 3
    lub któryś z tych układów
    Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe Źródło prądowe i napięciowe

    lub ten układ, który znalazłem https://docs.google.com/file/d/0B_IGkop28--udnlVbUlMcnhNc0k/edit

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME