Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324

Kubald 02 Kwi 2013 20:16 14094 25
  • Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324

    Regulowane sztuczne obciążenie jest urządzeniem, które staje się przydatne przy projektowaniu wielu innych układów elektronicznych. Na przykład, w czasie konstruowania zasilacza laboratoryjnego za pomocą sztucznego obciążenia można sprawdzać jego wydajność pod różnymi obciążeniami. Generowanie obciążenia za pomocą przyłączanych do wyjść zasilacza rezystorów mocy też często się sprawdza, ale też równie często nie dysponujemy rezystorami o odpowiedniej mocy czy wartości. Użycie sztucznego obciążenia niweluje ten problem. Poniżej zostanie zaprezentowany opis budowy takiego urządzenia – jest ono łatwe do skonstruowania przez elektroników-hobbystów.

    Stałoprądowe sztuczne obciążenie zbudowane w oparciu o sędziwy już, poczwórny wzmacniacz operacyjny LM324 stało się popularne w kręgach hobbystów, od kiedy D. Jones na stronie eevblog zaprezentował pomysł jego zbudowania. Takie sztuczne obciążenie to nic innego, jak urządzenie zbudowane w oparciu o wykorzystujące wzmacniacz operacyjny źródło prądowe. Dodatkowo, w swojej konstrukcji, autor wykorzystał dwa wzmacniacze w kości LM324 do sterowania wentylatorem chłodzącym i do zabezpieczenia termicznego układu.

    Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324

    Na powyższym rysunku można zobaczyć schemat całości. Fragment opisany jako źródło prądowe („current source”) powinien być znany użytkownikom. Wzmacniacz U2D pracuje jako wtórnik napięciowy, który gwarantuje, że napięcie na rezystorze 0,1 Ω jest takie samo, jak to podane na wejście nieodwracające wzmacniacza. Prąd płynący przez rezystor wynosi I = Vi / 0,1 Ω = 10Vi. Autor zdecydował się wykorzystać rezystor o wartości 0,1 Ω – zamiast często spotykanych w podobnych konstrukcjach rezystorów 1 Ω – co pozwala pracować z większymi prądami. Dodatkowo, mniejsza wartość oporności oznacza mniejszą ilość mocy wytracaną w rezystorze. Także różnica napięcia źródła od masy (Vgs) jest utrzymywana poniżej dopuszczalnych wartości dla tranzystorów MOSFET. Autor wykorzystał dwa tranzystory MOSFET typu N 50N60 połączone równolegle, co pozwala zmniejszyć rezystancję włączenia tranzystora Ron i zwiększyć niezawodność urządzenia. W zaprojektowanym układzie maksymalny prąd nie powinien przekraczać 7A – jest on ograniczany przez rezystor o mocy 5W. Większe prądy można osiągnąć, stosując rezystory o mocy 10 lub 20W. Napięcie wejściowe nie powinno przekraczać 60V (maksymalne napięcie dren-źródło Vds dla zastosowanych tranzystorów). Dodatkowo, wejście pomiarowe zabezpieczone jest warystorem (na schemacie oznaczonym „MOV”).





    Wzmacniacz U2A pracuje jako bufor – wtórnik napięciowy dla napięcia odniesienia generowanego w dzielniku składającego się z rezystora 1 MΩ i potencjometru wieloobrotowego RV1. Napięcie ze wzmacniacza U2A podawane jest na jeszcze jeden dzielnik rezystorowy, zanim trafi do miernika. Było to konieczne w przypadku miernika stosowanego przez autora, aby wskazywał on poprawnie mierzone napięcia i prądy – w przypadku użycia innego miernika elementy te można pominąć. Przełącznik SW2 służy do przełączania pomiędzy pomiarami napięcia i prądu, co umożliwia też łatwe wyliczenie mocy. Wskazywany prąd zależy od ustalonej wartości – za pomocą wzmiankowanego dzielnika napięciowego – nawet, jeśli urządzenie nie jest podpięte do badanego układu. Pozwala to na odczyt ustalonej wartości prądu przed podłączeniem badanego obwodu, co jest bardzo dużą zaletą w użytkowaniu urządzenia.

    Jak wspomniano we wstępie, dwa dodatkowe wzmacniacze sterują obwodami zabezpieczającymi i wentylatorem. W oparciu o wzmacniacz U2C zbudowano prosty komparator, porównujący napięcie na dzielniku R8-termistor i na dzielniku referencyjnym R5-R6. Histereza kontrolowana jest poprzez pętlę sprzężenia zwrotnego, zawierającą rezystor R4. Termistor należy umieścić na radiatorze razem z tranzystorami MOSFET, element powinien być typu NTC. Kiedy temperatura przekroczy ustalony poziom, na wyjściu wzmacniacza U2C pojawia się napięcie, które powoduje załączenie tranzystora MOSFET BS170. Tranzystor ten powoduje przyłączenie do masy wejścia wzmacniacza U2D, na które podawane jest napięcie odniesienia – i w wyniku tego odcięcie przyłączonego układu od obciążenia. Wartości rezystorów R5 i R6 można wyliczyć (jak w przypadku autora) na podstawie danych tranzystorów. Należy dobrać je tak, żeby odcięcie obciążenia następowało dla temperatury niższej niż dopuszczalna maksymalna temperatura pracy złącza tranzystora. W ich miejsce można zastosować też regulowany potencjometr. Dioda D2 sygnalizuje zadziałanie zabezpieczenia.

    Wzmacniacz U2B pracuje również jako komparator z histerezą i służy do sterowania wentylatorem (ze starego komputera). Dioda 1N4001 zabezpiecza tranzystor przed przepięciami. Poziom temperatury powodujący uruchomienie wentylatora regulowany jest za pomocą potencjometru RV2 i powinien być ustalony na niższy niż ten, który powoduje zadziałanie opisanego wyżej zabezpieczenia.

    Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324

    Autor swoją wersję urządzenia zbudował na płytce uniwersalnej – co z perspektywy czasu okazało się błędem. Pojemność pasożytnicza takiej płytki czyni czasami układ niestabilnym. Poskutkowało to koniecznością zastosowania kompensacji dwubiegunowej, zrealizowanej za pomocą dodania kondensatorów C6 i C7 do obwodów bramek tranzystorów 50N60. Kolejnym problemem były kwestie związane z obwodem masy, które na pewno byłyby wyeliminowane w przypadku płytki zaprojektowanej specjalnie dla urządzenia. Problem pojawiał się w momencie uruchomienia wentylatora – wskazania miernika nagle rosły. Okazało się, że pętla masy w obwodzie wentylatora i potencjometru POT1. Dodanie dodatkowej ścieżki masy od tranzystora Q2 do masy zasilania. Dzięki temu, nawet w przypadku relatywnie prostych układów można napotkać niespodziewane problemy – ale też zdobyć dużą wiedzę w czasie ich eliminowania!

    Całość została zmontowana w odzyskanej, aluminiowej obudowie. Autor użył gotowych zasilaczy do zasilania układu i miernika (miernik wymagał osobnej masy zasilania).

    Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324
    Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324

    Na przednim panelu umieszczono miernik, potencjometr regulacji prądu i przełączniki SW1 i SW2, oraz diodę sygnalizującą przeciążenie.

    Na poniższej fotografii widać urządzenie w czasie testu zasilacza. Napięcie zasilacza ustalono na 5V, wskazania prądu są identyczne, a dodatkowo podłączony woltomierz umożliwia pomiar zmian napięcia bezpośrednio na wejściu sztucznego obciążenia.

    Sztuczne obciążenie na wzmacniaczu LM324

    Zaprezentowane sztuczne obciążenie jest prostym i przydatnym urządzeniem – powinno także służyć każdemu bezawaryjnie przez długi czas.

    Źródło


    Fajne!
  • #2 02 Kwi 2013 22:16
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    W przypadku takiego stabilizowanego źródła prądowego trzeba pamiętać, aby raczej nastawiać go na minimalny prąd przed dołączeniem do badanego układu (np. zasilacza). Powodem jest to, że bez prądu wyjściowego U2D jest nasycony (na wyjściu ma napięcie ograniczone tylko napięciem zasilania), tranzystory mocy również całkowicie otwarte. Po dołączeniu obciążenia, zanim U2D oraz tranzystory zareagują minie sporo czasu, kiedy to prąd może wielokrotnie przekroczyć wartość nastawioną.
    Bardzo w tym niepożądanym zjawisku "pomagają" kondensatory C6 i C7 - powiedziałbym, że to "błąd w sztuce".

  • #4 02 Kwi 2013 22:49
    k124l
    Poziom 19  

    Witam. Jak zwykle w konstrukcjach made in USA wszystko paskudnie posmarkane na płytce uniwersalnej.

  • #5 02 Kwi 2013 23:37
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Urgon napisał:
    AVE...

    Nie powinno się zamiast tych kondensatorów C6 i C7 wstawić jakiegoś rezystora o zakresie 1-100k by bramki zawsze były rozładowane przy włączaniu układu?

    Kondensatory są tam szkodliwe, oporniki do masy powinny być - jak to przy MOSFET-ach, ale nic one nie pomogą, bo przy braku prądu w oporniku 0,1Ohm, U2D nie ma sygnału sprzężenia zwrotnego i daje na wyjściu napięcie maksymalne=(Vcc-ok.2V), tranzystory będą całkiem otwarte.
    A wyjście z nasycenia U2D potrwa kilka µs, rozładowanie bramek następne kilka µs, nie mówiąc już o tych nieszczęsnych kondensatorach - one przeładują się po ok. 100µs.

  • #7 03 Kwi 2013 00:26
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Co robi WO gdy napięcia na jego wejściach nie są równe?
    Robi wszystko aby je wyrównać. Co on może tu zrobić, gdy Uwe(-)=0 (bo prąd w R10 wynosi zero), a Uwe(+)=nastawione 0,5V ?
    Pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego - WO daje coraz większe napięcie wyjściowe aby otworzyć tranzystory, aby "puściły" one taki prąd że Uwe(-)=IR10=Uwe(+).
    No przecież to zasada działania tego układu stabilizowanego źródła prądowego.
    Dlatego napięcie wyjściowe WO pozostanie maksymalne - "ile fabryka dała" - czyli Vcc-Vdrop, gdzie Vdrop wynika z budowy WO i zwykle wynosi ok 2V. To jest t.zw. stan nasycenia WO, albo "przesterowanie wyjścia" ). Wyjście z tego stanu (gdy już WO dostanie sygnał sprzężenia z opornika R10) trwa długo jak na standarty wzmacniaczy operacyjnych, w tym czasie prąd w obciążeniu beztrosko sobie narasta do wartości wielokrotnie większej od nastawionej (chyba, że ograniczony jest przez badany zasilacz), WO to po czasie odczyta, przytka tranzystory obniżając im napięcie na bramkach do zera, i taką "huśtawką" po kilku (nastu) cyklach (wahnięciach) ustali się na wartości nastawionej.

  • #8 03 Kwi 2013 01:12
    markovip
    Poziom 34  

    Reasumując, opłaca się budować ten wynalazek, czy lepiej szukać innego rozwiązania?

  • #10 03 Kwi 2013 11:45
    Greyangel
    Poziom 14  

    Można by spróbować zaradzić opisanych przez Was wad dając na wejście przekaźnik który w położeniu martwym miałby jakieś malutkie źródło prądowe a w załączeniu podawał by prąd z testowanego układu ? Wtedy po odpaleniu i wygenerowaniu zwłoki potrzebnej do osiągnięcia pożądanego stanu początkowego znaczna część opisanych przez Szanownych Kolegów dolegliwości powinna minąć. Można by nawet dać na wejście układu jakieś źródło w zależności od zakresu pomiaru, takie "źródło startowe", rzekł bym ... źródełko.

    Kolejna sprawa że te kondensatory w obwodzie bramek są chyba rzeczywiście błędem w sztuce. Oczywiście Mosfety mają zapewne niskie RDSon co się tu pewnie właśnie wykorzystuje jednak jednym z celów rozwinięcia koncepcji tranzystora polowego mocy, było założenie minimalizacji pojemności bramki tak by można było ją szybko przeładowywać więc obecność tych kondensatorów ... razi ;). Oczywiście że układ zastosowano jako filtr wygładzający jednak wątpię czy na serio się zajęto symulacją i zagadnieniem stałej czasowej a to jest dość ważne gdyż może dojść do generacji tętnień zamiast do ich wygaszania jeśli układ się wzbudzi na skutek np. tętnienia źródła badanego. Myślę że mogło być tak że pierwotnie użyte zostały zwykłe tranzystory. Kolejnym etapem było wywalenie rezystorów ustanawiających punkt pracy przy zmianie na Mosfety jednak kondensator ktoś zostawił. Zmontowałem kilka podobnych źródeł prądowych i jakoś nigdy nie stosowałem kondensatorów w obwodzie bramki. Czasami stosuję dołączane przekaźnikiem kondensatory ale na wejściu jeśli układ się wzbudza bo tętni badane źródło (bardzo częste zjawisko zwłaszcza jak się zasilacz nie wyrabia i przy zasilaczach impulsowych).

    Dodano po 14 [minuty]:

    markovip napisał:
    Reasumując, opłaca się budować ten wynalazek, czy lepiej szukać innego rozwiązania?


    Zależy jaką moc chcesz wpuścić i na jakich właściwościach Ci zależy. Do 5W polecał bym jednak układ równoważny zmontowany na dobrej jakości bipolarnej końcówce mocy. Zalety są dwie. Po pierwsze możesz testować zarówno dodatnie jak i ujemne względem masy obciążenia bez przełączania układu, po drugie możesz zewrzeć urządzenie do masy całkowicie czego nie da się uzyskać przy obciążnikach bazujących na rezystorze pomiarowym. Wady są takie że urządzenie będzie czerpało więcej prądu co badane źródło (bo choć równoważy się moc - mocą w przeciw-fazie to dochodzi sprawność końcówki i zagadnienie mocy traconej). Generalnie temat jest troszkę bardziej skomplikowany jeśli chodzi o pełne opisanie go na forum.

  • #11 03 Kwi 2013 13:56
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Jak dla mnie budowa takiego sztucznego obciążenia to sztuka dla sztuki.
    Znacznie taniej i łatwiej wyjdzie zakup kilku(nastu) rezystorów dużej mocy , montaż ich na jakimś radiatorze i docelowe ich łączenie aby uzyskać oczekiwaną rezystancję/ prąd obciążenia.
    Druga zaleta - brak takich jak opisane wyżej zjawisk.
    Dotyczy to większości zastosowań, chociaż czasami potrzebne jest takie o jakim wspomina Kol. Greyangel, i wtedy układ dwóch źródeł prądowych (albo źródło symetryczne - bipolarne) jest najlepszym wyjściem.

  • #12 03 Kwi 2013 17:06
    szymon122
    Poziom 37  

    Może mi ktoś powiedzieć jaka jest różnica między tym układem a samym mosfetem którego bramkę sterujemy potencjometrem (działa na pewno bo tak testowałem małe zasilacze)? Rozumiem, że utrzymuje stałe obciążenie ale czy coś po za tym?

  • #13 03 Kwi 2013 18:06
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Różnica jest taka, iż obciążenie prądowe w tej konfiguracji nie zależy od napięcia podpiętego do układu. Gdybyś dał sam MOSFET regulowany potencjometrem, to uzyskałbyś coś w rodzaju potencjometru mocy. A tak masz dynamiczny rezystor, którego rezystancja zmienia się w ten sposób, by natężenie prądu nie zmieniało się mimo zmian napięcia, a cała moc była wytracana...

  • #14 03 Kwi 2013 21:56
    Greyangel
    Poziom 14  

    szymon122 napisał:
    Może mi ktoś powiedzieć jaka jest różnica między tym układem a samym mosfetem którego bramkę sterujemy potencjometrem (działa na pewno bo tak testowałem małe zasilacze)? Rozumiem, że utrzymuje stałe obciążenie ale czy coś po za tym?


    Różnica jest dosyć konkretna. Układ z wzmacniaczem operacyjnym jest daleko bardziej doskonały gdyż jego siła tkwi w sprzężeniu zwrotnym i to załatwia dużo spraw bo nie musisz się zastanawiać nad np. zakresem pracy liniowej tranzystora ani nad jego rozrzutem produkcyjnym wartości czyli jeśli np. stosowałeś do tej pory BUZ11 jako klucz i on się spalił a nie masz pod ręką następnego to możesz spokojnie dać np. IRF540 bo tak naprawdę jedynym parametrem jaki cię interesuje jest RDSon (będzie ono decydować jaki największy prąd można pobrać) o resztę zadba op-amp. Sterowanie potencjometrem mosfeta jest w zasadzie mało praktyczne (tak mi się wydaje) przynajmniej w zastosowaniach bardziej precyzyjnych. Kolejna zaleta jest taka że źródłem prądowym możesz sterować cyfrowo, niekiedy nawet nazywa się go konwerterem napięcie - prąd. Można oczywiście pokusić się o wstawienie potencjometru cyfrowego lecz ma on parametry na ogół gorsze od współczesnego DACa i może wymagać i tak stosowania bufora wyjściowego.

    Dodano po 20 [minuty]:

    trymer01 napisał:
    Jak dla mnie budowa takiego sztucznego obciążenia to sztuka dla sztuki.
    Znacznie taniej i łatwiej wyjdzie zakup kilku(nastu) rezystorów dużej mocy , montaż ich na jakimś radiatorze i docelowe ich łączenie aby uzyskać oczekiwaną rezystancję/ prąd obciążenia.
    Druga zaleta - brak takich jak opisane wyżej zjawisk.


    Dopóki mamy do czynienia z prądami stałymi i sposobem warsztatowym chcemy sprawdzić wydajność niedużych urządzeń to oczywiście w pełni uzasadnione jest takie podejście, jest prostsze i mniej jest rzeczy do spalenia czy zepsucia a usterki oczywiste. Podejście jednak zależeć też będzie od rodzaju obciążenia z którym będzie współpracował badany zasilacz być może celowe będzie testowanie nawet żarówkami o różnych mocach. Mam nadzieję że Kolega nie miał jednak na myśli sensu stosowania takich obciążeń jak tu przedstawiono w ogóle. Poruszone tu źródło prądowe pozwala przede wszystkim na płynną zmianę obciążenia co pozwala na wyznaczenie charakterystyk o tyle dokładnych że jest z pewnością dużo więcej punktów pomiarowych. Ponad to sterowane cyfrowo źródło prądowe pozwala na symulowanie nawet dynamicznych obciążeń (w tym wspomnianej żarówki).

  • #15 03 Kwi 2013 22:05
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Oprócz tego co napisali Kol. Urgon i Greyangel to układ z MOSFET-em jako niestabilizowany będzie zmieniał swoje parametry np pod wpływem temperatury - MOSFET grzejąc się zmienia Rdson. Powyższy układ źródła prądowego jest stabilizowany i w warunkach pracy ustalonej, czy wolnozmiennej jest znacznie lepszy od układu z MOSFET-em - pod każdym względem. Oprócz stanów nieustalonych o czym pisałem wyżej.

    Greyangel napisał:


    trymer01 napisał:
    Jak dla mnie budowa takiego sztucznego obciążenia to sztuka dla sztuki.
    Znacznie taniej i łatwiej wyjdzie zakup kilku(nastu) rezystorów dużej mocy , montaż ich na jakimś radiatorze i docelowe ich łączenie aby uzyskać oczekiwaną rezystancję/ prąd obciążenia.
    Druga zaleta - brak takich jak opisane wyżej zjawisk.


    Dopóki mamy do czynienia z prądami stałymi i sposobem warsztatowym chcemy sprawdzić wydajność niedużych urządzeń to oczywiście w pełni uzasadnione jest takie podejście, jest prostsze i mniej jest rzeczy do spalenia czy zepsucia a usterki oczywiste. Podejście jednak zależeć też będzie od rodzaju obciążenia z którym będzie współpracował badany zasilacz być może celowe będzie testowanie nawet żarówkami o różnych mocach. Mam nadzieję że Kolega nie miał jednak na myśli sensu stosowania takich obciążeń jak tu przedstawiono w ogóle. Poruszone tu źródło prądowe pozwala przede wszystkim na płynną zmianę obciążenia co pozwala na wyznaczenie charakterystyk o tyle dokładnych że jest z pewnością dużo więcej punktów pomiarowych. Ponad to sterowane cyfrowo źródło prądowe pozwala na symulowanie nawet dynamicznych obciążeń (w tym wspomnianej żarówki).

    Nie pisałem że to jest "do niczego". W pewnych zastosowaniach jest niezastąpione, a opisana wada tylko czasem jest uciążliwa, czy niebezpieczna.
    Jeszcze lepsze jest symetryczne - pisałem o tym.
    Mam na myśli to, że w warunkach amatorskich to przerost formy nad treścią - zazwyczaj. Bo przeciętnemu amatorowi rzadko będzie to przydatne na tyle aby celowa była budowa.
    Charakterystyki? - a ile tych charakterystyk amator bada (zdejmuje) i czego? - i w końcu wystarczy dobrać wartości oporników aby nimi zasymulować obciążenie.
    Np. szereg 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 pokrywa ponad dwie dekady z dokładnością do 1. A to tylko 7 wartości.

  • #16 04 Kwi 2013 09:47
    OldSkull
    Poziom 27  

    trymer01 napisał:
    Znacznie taniej i łatwiej wyjdzie zakup kilku(nastu) rezystorów dużej mocy , montaż ich na jakimś radiatorze i docelowe ich łączenie aby uzyskać oczekiwaną rezystancję/ prąd obciążenia.

    WRONG! Ostatnio ostro testowałem układ zasilania. Nie jesteś w stanie dokładnie, szybko i z małym krokiem wykonywać takich testów. Próbowałem rezystorami - makabra. Rozwiązaniem był mosfet+potencjometr+kontrola prądu na mierniku.

    Urgon napisał:
    Różnica jest taka, iż obciążenie prądowe w tej konfiguracji nie zależy od napięcia podpiętego do układu. Gdybyś dał sam MOSFET regulowany potencjometrem, to uzyskałbyś coś w rodzaju potencjometru mocy. A tak masz dynamiczny rezystor, którego rezystancja zmienia się w ten sposób, by natężenie prądu nie zmieniało się mimo zmian napięcia, a cała moc była wytracana...

    Również źle - MOSFET działa jak obciążenie prądowe sterowane napięciem. Niestety MOSFET nei jest idealny - wraz ze zmianą temperatury zmienia się jego charakterystyka, tak samo w małym stopniu zależy od napięcia Vds. Ale przy niewielkich zmianach napięcia i po nagrzaniu do ustalonej temperatury, będzie utrzymywał stały prąd.

    Poza tym rozwiazanie MOSFET+potencjometr+miernik może być tańsze niż zakup rezystorów duzej mocy - a to z tego względu, że taki komplet mamy za <10zł (bez miernika i zasilacza), a rezystory będą kosztować więcej (jeśli mowa o rezystorach na >5W, ja ostatnio np. testowałem obciążenie 10W, a będę testował 60W).

  • #17 04 Kwi 2013 10:28
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Dołóż op-amp, a zmiany temperatury MOSFETa nie będą miały znaczenia. Dlatego wszelkie układy źródeł/obciążeń prądowych mają jakiś układ sprzężenia zwrotnego - tylko tak idzie zachować stabilność niezależnie od warunków zewnętrznych. Wiem coś o tym, bo taką konfigurację wykorzystuję w jednym układzie do sterowania polem E-M...
    A problem ze stanem nieustalonym WO rozwiązałem w ten sposób, iż domyślnie wejście dodatnie jest zwarte do masy, aż zostanie ustalony tryb pracy całego układu. Daje to dość czasu na zadziałanie sprzężenia zwrotnego, bo wyjście WO będzie cały czas zatykać tranzystor wykonawczy...

  • #18 04 Kwi 2013 11:16
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Urgon napisał:

    A problem ze stanem nieustalonym WO rozwiązałem w ten sposób, iż domyślnie wejście dodatnie jest zwarte do masy, aż zostanie ustalony tryb pracy całego układu. Daje to dość czasu na zadziałanie sprzężenia zwrotnego, bo wyjście WO będzie cały czas zatykać tranzystor wykonawczy...

    Czyli mówiąc inaczej zrobiłeś to o czym pisałem w poście nr 2 ("nastawiać go na minimalny prąd przed dołączeniem do badanego układu"). I tu należałoby uwzględnić napięcie niezrównoważenia WO, ustawiając układ na minimalny prąd np. 1mA a nie na zero.
    OldSkull napisał:

    WRONG! Ostatnio ostro testowałem układ zasilania. Nie jesteś w stanie dokładnie, szybko i z małym krokiem wykonywać takich testów. Próbowałem rezystorami - makabra. Rozwiązaniem był mosfet+potencjometr+kontrola prądu na mierniku.

    Niech zgadnę - próbowałeś to zrobić z rezystorami, które masz w zapasach? To na nic.
    Badanie obciążenia zasilacza z małym krokiem? - hmm - wydaje się wydumanym zabiegiem, zresztą wyżej podaję że 7 opornikami obadasz np. obciążenie 0,05-6,3A z krokiem 0,05A. Za mało dokładnie dla zasilacza?
    No i wreszcie spróbuj podłączyć takie źródło prądowe jako obciążenie układu szybkozmiennego - prostokąta np. PWM kilkadziesiąt kHz. Bo te uwagi wyżej na temat stanów nieustalonych dotyczą każdej szybkiej zmiany, nie tylko przy włączeniu. Powiesz że opornik przy 50kHz ma indukcyjność? - ale indukcyjność opornika podaje katalog, można ją zmierzyć i uwzględnić.
    Albo spróbuj tego źródła prądowego użyć jako obciążenie wzmacniacza mocy m.cz. ?
    Nie ma rozwiązań idealnych, uniwersalnych - oporniki sprawdzą się wszędzie, ale są kłopotliwe, źródło prądowe ma inne wady i ograniczone zastosowanie, MOSFET sterowany również.

  • #19 04 Kwi 2013 11:44
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    W podstawowej konfiguracji wzmocnienie wynosi 1, więc napięcie niezrównoważenia nie ma znaczenia, nawet jak mierzy się w setkach mikrowoltów lub pojedynczych miliwoltach...
    W moim układzie w pętli sprzężenia mam filtr dolnoprzepustowy ze względu na zastosowanie układu. Obciążenie jest indukcyjne, więc dodałem filtr jako zabezpieczenie przeciwzakłóceniowe i jednocześnie celem dodania pewnej stałej czasowej "zmiękczającej" sposób pracy obciążenia. Generowane pole jest zmienne, w dość szerokim zakresie, w opcji ekstremalnej będzie to przebieg prostokątny o częstotliwości do 10kHz...

  • #20 04 Kwi 2013 12:09
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Filtr dolnoprzepustowy w pętli? - to dla szybkich przebiegów zwolnisz działanie i z prostokąta będziesz miał trójkąt.
    Dla szybkich przebiegów (stromych zboczy) musisz mieć układ szybki - żadnych filtrów, WO też nie LM324 bo on ma ok. 0,2V/mikros, co przy sterowaniu MOSFET-a napięciem bramki rzędu 5-10V dałoby czas narastania tego napięcia rzędu kilkudziesięciu mikrosekund i z prostokąta 10kHz zrobi się ładny trójkąt.

  • #21 04 Kwi 2013 12:27
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Filtr był liczony na 100kHz bodaj, więc mam dość pasma. W roli WO TL082. Pamiętaj, że steruję indukcyjnością, więc i tak dojdą do tego różne zjawiska fazowe. BTW, właśnie zauważyłem brak bardzo ważnej diody. Po prawdzie nie jest do końca ważny sam kształt przebiegu, ale stabilność amplitudy i częstotliwości...

  • #22 04 Kwi 2013 13:00
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    TL082 też niezbyt szybki - ok. 13V/mikros, tylko on da czas narastania zbocza rzędu 0,5mikros. A do tego spodziewaj się duuużych przerostów i zwisów - przepięć, trwających jeszcze dłużej zanim WO odzyska kontrolę nad prądem po nagłej zmianie obciążenia.
    To wszystko dla rezystancji, dla indukcyjności będzie dużo bardziej złożone.

  • #23 04 Kwi 2013 13:18
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Będę miał aż 50uS od zbocza do zbocza. Przy napięciu sterowanym do 18V(zalecane 12-16V). A mówimy o najgorszym możliwym przypadku. Nie sądzę, by układ wychodził poza 1-2kHz, a w swoim podstawowym zastosowaniu pracuje w okolicach 100Hz, więc nie jest źle. Amplituda sygnału sterującego poza trybem ekstremalnego katowania układu wynosić będzie 1,024 lub 2,048V, raczej to pierwsze. W trybie ekstremalnym będzie to 4,096V. Sama cewka to sporej wielkości cewka powietrzna licząca od 6 do 60 zwojów...

  • #24 04 Kwi 2013 13:34
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Urgon napisał:
    AVE...
    Amplituda sygnału sterującego poza trybem ekstremalnego katowania układu wynosić będzie 1,024 lub 2,048V, raczej to pierwsze. W trybie ekstremalnym będzie to 4,096V. Sama cewka to sporej wielkości cewka powietrzna licząca od 6 do 60 zwojów...

    Bierz pod uwagę nie to napięcie ale amplitudę napięcia wyjściowego WO - czyli napięcia bramki MOSFET-a. To kilka V - 5V? Bo WO musi włączyć -wysterować MOSFET-a aby dał wymagany prąd a następnie go wyłączyć.
    Pod tym względem lepszy byłby bipolarny (niskie Ube) - ale wtedy są inne ograniczenia - duży prąd bazy (nie znam prądu obciążenia), a przede wszystkim czasy włączania/wyłączania BJT, który może wchodzić w nasycenie a wtedy czas magazynowania jest koszmarny. Darlingtony tu odpadają.
    Ale ten filtr dolnoprzepustowy w pętli mnie zastanawia. Bo im lepiej obcinasz wysokie częstotliwości (składowe - harmoniczne przebiegu prostokątnego) tym bardziej zmuszasz układ do uzyskania napięcia na obciążeniu w kształcie sinusa o podstawowej częstotliwości.
    Ale przy 100Hz czy nawet 1kHz to może działać, wiele tu zależy od indukcyjności.

  • #25 04 Kwi 2013 13:45
    OldSkull
    Poziom 27  

    trymer01 napisał:
    Badanie obciążenia zasilacza z małym krokiem? - hmm - wydaje się wydumanym zabiegiem, zresztą wyżej podaję że 7 opornikami obadasz np. obciążenie 0,05-6,3A z krokiem 0,05A. Za mało dokładnie dla zasilacza?

    Raczej za wolne w zmianie. Kiedy masz dobrać elementy i zrobić dla każdego zestawu kilkadziesiat pomiarów to zapewniam - nie będziesz się bawił z rezystorami, no chyba, że sobie zbudujesz samemu jakąś dekadę do obciążania.

  • #26 04 Kwi 2013 13:51
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Podstawowe przebiegi, które będą generowane to sinus, piłokształtny i trójkątny. Ponieważ sygnał jest generowany za pomocą dziesięciobitowego DACa, to mogę uzyskać dowolny w sumie przebieg na wejściu sterującym mojego źródła/obciążenia prądowego. Rezystor pomiarowy 1Ω/5W, i wzmocnienie równe 1 więc 4,096A przy napięciu 16V to maksimum. Niestety, wybrałem zły tranzystor wykonawczy, mianowicie IRF820, i prawdopodobnie w trybie ekstremalnym wyzionie ducha. Zwłaszcza że ma spory Rdson rzędu 3Ω. Dlatego docelowo całość ma pracować maksymalnie do 2,048A...