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

[Rozwiązano] Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia

Radzio M. 04 Maj 2016 16:48 1047 8
  • #1 04 Maj 2016 16:48
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Witam.

    Jestem w trakcie projektowania elektronicznego obciążenia, które docelowo będzie złożone z modułów. Kilka mniejszych w jedno większe.
    Z wstępnych założeń przyjąłem, że urządzenie powinno pracować w temperaturze zewnętrznej do +50 °C. Posiadam radiator 2.5 °C/W. Dla tranzystora IRF530 przyjąłem obciążalność na moc 20-25W. Zaproponowałem poniższy układ:
    Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia
    Układ przetestowałem na pająka. Działa nawet ładnie. Dokładnie nie wypowiem się na temat jakości regulacji, ponieważ prąd mierzony był miernikiem w zasilaczu (z tego co było na nim widać to prąd był stały). Jeśli koledzy mogą zerknąć co by tutaj dodać lub czego się pozbyć to proszę o podzielenie się informacją.

    R5=1kΩ
    R2= 220m || 220m , każdy po 2W, metalizowane ±5%

    0 8
  • #2 04 Maj 2016 18:07
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Sprawdź odpowiedź impulsową po usunięciu R6 i C2, zmmieniając czas trwania impulsów na kilka- kilkadziesiąt us żeby było widać co sie dzieje na zboczach.

    Q2 jest włączony odwrotnie.

    Jaki jest sens zastosowania U2 i dzielnika R5 R7 za nim? (to jest fragment który bym usunął)

    0
  • #3 04 Maj 2016 18:45
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia
    Odpowiedzi w praktycznym układzie w tym momencie nie przetestuję.

    U2 wzmacnia i całkuje sygnał zwrotny. R5 podciągnięcie do masy wejścia (-) U1, a R7 "wyciąga prąd z U2" do wejścia (-) U1.
    W przypadku pominięcia układu z U2 otrzymuję uchyb regulacji oraz sporą różnicę w wartości zadanej i otrzymanej. Chciałbym mieć układ, gdzie podaje na wejście 1V i to żeby miało przełożenie na 1A, czyli wielkość wejściowa napięcie a wyjściowa prąd, która jest odwzorowana pod względem wartości. Tak jest zrobione dotychczas.
    Układ bez U2, schemat z 1 postu:
    Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia

    Dodano po 8 [minuty]:

    Fakt, pomyłka z Q2,
    odpowiedź impulsowa, czasy podobne jak wyżej.
    Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia

    0
  • #4 04 Maj 2016 21:05
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    U2 wzmacnia i całkuje sygnał zwrotny.
    A raczej chciał byś żeby całkował i wzmacniał, jesli obejrzysz charakterystykę Bodego dla U1 i U2, U1 wzmacnia i całkuje (U1 wzmacnia DC o 100dB i powyżej 10Hz ma charakterystykę opadającą o 20dB/dek ) natomiast U2 ze swoim kiepskim wzmocnieniem 18dB niewiele tu poprawia, za to pod koniec pasma może wprowadzać dodatkowe przesunięcie fazy przyczyniając sie do zmniejszenia marginesu fazy.

    Wrzuć plik asc wraz z biblioteką lm324 której używasz, to sobie sprawdzę jak to działa w symulacji, twoje przebiegi odpowiedzi impulsowej trochę odbiegają od tego co spodziewałem sie zobaczyc - sprawdzę dlaczego.

    Cytat:
    W przypadku pominięcia układu z U2 otrzymuję uchyb regulacji oraz sporą różnicę w wartości zadanej i otrzymanej.
    Tak uczą na wykładach o regulatorze PI ale w rzeczywistości z U2 też masz uchyb tylko 8x mniejszy (sporo)/8≠(mało)
    Cytat:

    R5 podciągnięcie do masy wejścia (-) U1, a R7 "wyciąga prąd z U2" do wejścia (-) U1.
    Tylko czemu to ma służyć, bo ja nie widzę celowości dodania tego dzielnika.

    0
  • Pomocny post
    #6 06 Maj 2016 21:51
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Wystarczy wyrzucić dodatkowy wzmacniacz i mamy taką odpowiedź impulsową:
    w ciągu 10-20us mamy wartość ustaloną a nie tak jak u ciebie 10ms.
    Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia

    Wzmocnienie pętli zależy od prądu - z powodu transkonduktancji MOSFETa która się zmienia, dlatego przy mniejszych prądach jest dłuższa stała czasowa.

    błąd statyczny w symulacji 0.3mV w rzeczywistości będzie gorzej LM358 ma offset typowo 2mV który trzeba by wyzerować.

    EDIT: Ale i tak te 0,3mV to głównie offset wzmacniacza, po jego odjęciu uchyb ustalony wynosi ok 10uV przy zmianie pradu z 0,1 na 1A, można włączyć dodatkowy integrator w pętli - sprawdziłem i symulacja pokazuje że pozwala to zejść do nV, ale sensu praktycznego to to nie ma, chyba że ktoś lubi oglądać małe liczby na komputerze ;) układ rzeczywisty przy tak niskich napieciach/prądach zadziała zupełnie inaczej. Bardziej opłaca sie zamienić LM358 na coś szybkiego i/lub precyzyjnego - zależnie od tego czy chcesz optymalizować parametry dynamiczne czy statyczne.

    0
  • #7 07 Maj 2016 14:41
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Elektroniczne obciążenie - potrzebna opinia

    Zależy mi bardziej na parametrach statycznych. Zerowanie wzmacniacza chyba sobie podaruję. Chyba, że użyć wzmacniacza z wbudowanym układem kompensacji wejściowego napięcia niezrównoważenia.
    Ogólnie myślę nad stworzeniem modułu 4x25W (taki na początek).
    Co do jednostki sterująco-kontrolującej to prawdopodbnie mikrokontroler z wbudowanym ADC, DAC. Pomiar napięć zasilania tranzystorów, prądów, temperatur. Dbanie o to aby tranzystory pracowały w SOA. Każdy tranzystor umiejscowiłbym na oddzielnym radiatorze 2,5K/W, cena na tme to chyba 10zł za taki radiatorek.
    Ważną kwestią jest zabezpieczenie przed przedostaniem się wysokiego napięcia badanego układu na układy niskonapięciowe. Tu zaproponowałem diodę Zenera 12V na wyjściu WO. Z tego co symuluję na powyższym układzie, gdy zwieram dren z bramką to napięcie na wyjściu WO jest około kilku mV. Rezystor szeregowy bramki w zasadzie powinien zadziałać jak bezpiecznik, myślę, że wtórniki też padną. W zasadzie bez tej diody dzieje się podobnie :D.

    0
  • #8 07 Maj 2016 20:35
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Radzio M. napisał:
    Zależy mi bardziej na parametrach statycznych. Zerowanie wzmacniacza chyba sobie podaruję. Chyba, że użyć wzmacniacza z wbudowanym układem kompensacji wejściowego napięcia niezrównoważenia.
    LM358 ma typowy offset 2mV a maksymalny 5mV więc błąd może wynieść do 45mA (jeśli na plus to nie zejdziesz poniżej), jeśli to za dużo szukaj lepszego wzmacniacza.
    Radzio M. napisał:
    Każdy tranzystor umiejscowiłbym na oddzielnym radiatorze 2,5K/W, cena na tme to chyba 10zł za taki radiatorek.
    A nie lepiej chłodzenie aktywne?
    Radzio M. napisał:
    Ważną kwestią jest zabezpieczenie przed przedostaniem się wysokiego napięcia badanego układu na układy niskonapięciowe. Tu zaproponowałem diodę Zenera 12V na wyjściu WO. Z tego co symuluję na powyższym układzie, gdy zwieram dren z bramką to napięcie na wyjściu WO jest około kilku mV. Rezystor szeregowy bramki w zasadzie powinien zadziałać jak bezpiecznik, myślę, że wtórniki też padną. W zasadzie bez tej diody dzieje się podobnie :D.
    Zadbaj o to że jeśliby prąd po uszkodzeniu miał popłynąć do któregoś zasilania, to żeby nie podbił napięcia (TVS na zasilaniu) , przez Q1 taki prąd może popłynąć.

    0
  • #9 25 Cze 2018 19:39
    Radzio M.
    Poziom 32  

    Przedawnione, zamykam.

    0