Układ PWM ze stabilizacją prądu przy zmiennym napięciu zasilania

Witam.

Chciałbym wykonać układ, który puszczałby prąd (1 - 2 A) ze źródła o napięciu około 2,5 - 4V, gdzie podczas pracy napięcie tego źródła zmieniałoby się, a prąd miałby cały czas zostać na stałym poziomie.

W tym obwodzie zastosowałbym bocznik pomiarowy, na którym odkładałoby się napięcie. Jeśli byłoby zbyt niskie tranzystor (MOSFET) zostałby włączony, natomiast zbyt wysokie - wyłączony. Czyli w zasadzie takie PWM ze sprzężeniem zwrotnym i automatyczną regulacją wypełnienia. Do tego celu myślałem, żeby użyć komparatora.
Jednak, jeśli sprzężenie będzie zachodziło ze zbyt dużą szybkością (częstotliwością) to tranzystor będzie się grzał/spali. Mam rację? Jak temu zapobiec?


Jako, że to moje pierwsze próby z PWM'em to zastanawiam się czy kombinuję w dobrym kierunku? Proszę o parę podpowiedzi. A może są jakieś sprawdzone rozwiązania?
Każda rada jest pomocna, będę kopał informacje dalej:)

Bez sensu przy tych napięciach. Pewnie konstruujesz uniwersalny zasilacz do LEDow. To się, drogi Kolego nazywa źródło prądowe

Pomysł sensowny jeśli się to dobrze zrobi, w obwodzie musi być cewka żeby prąd narastał z ograniczoną szybkością, oraz dioda która zamknie obwód prądu cewki po wyłączeniu tranzystora. To co chcesz zrobić to regulator histerezowy, częstotliwość będzie zależna od indukcyjności, prądu i napięcia. Trzeba policzyć w jakim zakresie będzie sie zmieniać, żeby nie wyszła akustyczna.

Krzysztof Kamienski napisał:

Bez sensu przy tych napięciach. Pewnie konstruujesz uniwersalny zasilacz do LEDow. To się, drogi Kolego nazywa źródło prądowe

Pudło
Chcę zrobić tester pojemności akumulatorów.

jarek_lnx napisał:

Pomysł sensowny jeśli się to dobrze zrobi, w obwodzie musi być cewka żeby prąd narastał z ograniczoną szybkością, oraz dioda która zamknie obwód prądu cewki po wyłączeniu tranzystora. To co chcesz zrobić to regulator histerezowy, częstotliwość będzie zależna od indukcyjności, prądu i napięcia. Trzeba policzyć w jakim zakresie będzie sie zmieniać, żeby nie wyszła akustyczna.

Super, to już jakoś mnie naprowadza.

Cytat:

Chcę zrobić tester pojemności akumulatorów.

Rozwiązanie jakie podałem nadaje siebardziej do przetwarzania energii, a u cebie energię trzeba wytracić, najprościej zbudować źródło prądowe z tranzystorem i wzmacniaczem operacyjnym sterowane przefiltrowanym PWM-em.
Inny sposób to zbudować źródło prądowe na 2A i przerywać jego pracę w takt sygnału PWM wtedy 50% da ci 1A prądu średniego, przy pomiarach pojemności akumulatorów praca impulsowa może dać nieco inny wynik pomiaru.

Chwila, teraz trochę namieszałeś

Ten akumulator ma być źródłem prądu. Rozładowując go będzie się zmniejszało jego napięcie od 4,2 V do 2,5 V. A ten pwm będzie miał za zadanie utrzymać z niego prąd 2 A. Czyli współczynnik wypełnienia wraz z postępem rozładowania by się zwiększał.

Czyli mówisz, żeby zrobić to na wzmacniaczu operacyjnym? Sterowane PWMem - czyli jak?

Trochę jeszcze w tym błądzę, stąd moje pytania mogą zdawać się trywialne:)

jarek_lnx napisał:

Rozwiązanie jakie podałem nadaje siebardziej do przetwarzania energii, a u cebie energię trzeba wytracić, najprościej zbudować źródło prądowe z tranzystorem i wzmacniaczem operacyjnym...

W pełni się zgadzam.

jarek_lnx napisał:

...sterowane przefiltrowanym PWM-em

A tego już nie rozumiem. Czemu nie czysto liniowy układ, w którym moc wytracana jest w tranzystorze wysterowanym tak, żeby płynął prąd o żądanej wartości?

Innymi słowy źródło prądowe pracujące na zwarcie, lub - jako pewne zabezpieczenie, choćby na czas uruchamiania na rezystancję o wartości dostatecznie niskiej, by przy minimalnym roboczym napięciu popłynął prąd o maksymalnej zakładanej wartości.

Wyważasz otwarte drzwi. Ja mam tester pojemnośći akumulatorów li-ion na 2 elementach: lm317 oraz rezystor. Działa jako źródło stałoprądowe, czyli zawsze płynie ten sam prąd bez względu na napięcie aku. Po co kombinować z pwm? To może nawet fałszować wyniki. Do takich celów tylko układu liniowe.

Cytat:

A tego już nie rozumiem. Czemu nie czysto liniowy układ, w którym moc wytracana jest w tranzystorze wysterowanym tak, żeby płynął prąd o żądanej wartości?

Tak, właśnie liniowy, a jeśli autor chce użyć PWM, to ten nalezy na samym początku zamienić na napięcie stałe.

Moc ma być wytracana na rezystorze ~1 Ohm, a nie na tranzystorze. I chodzi przede wszystkim o to, żeby z testowanego akumulatora leciał cały czas prąd o stałej wartości przez cały proces rozładowywania. Przy pełnym napięciu (4,2 V) i prądzie 2 A daje to nam 8,4 W mocy. Przy końcowym etapie rozładowywania dalej leci 2 A, ale napięcie aku to już tylko 2,5 V.

Cały hałas jest tylko i wyłącznie o to, żeby prąd 2 A przez cały proces płynął Z AKUMULATORA. Wyłączenie układu przy 2,5 V aku zrealizuję już przy pomocy mikrokontrolera.

Tylko jak te stałoprądowe rozładowywanie zrealizować...?




Wydaje mi się, że znalazłem odpowiedź na mój nurtujący problem. Jest nią TL494:)

Cytat:

Wydaje mi się, że znalazłem odpowiedź na mój nurtujący problem. Jest nią TL494:)

To jest odpowiedź na pytanie z pierwszego postu, ale to nie jest najprostsze rozwiązanie.

Cytat:

Moc ma być wytracana na rezystorze ~1 Ohm, a nie na tranzystorze.

Dlaczego? Przy takich małych mocach rozpraszanie mocy w tranzystorze nie sprawia problemów.

maniekrox napisał:

Moc ma być wytracana na rezystorze ~1 Ohm, a nie na tranzystorze.

Cały czas obowiązuje prawo Ohm'a I=U/R - jeśli moc ma byc wytracana na rezystorze, to przy zmiennym U, prąd I też będzie się zmieniać.
Obawiam się, że autor tematu uważa PWM za panaceum na wszystkie problemy - a tak nie jest.
Jak piszą koledzy:

NIXIE_123 napisał:

Do takich celów tylko układu liniowe.

Proszę poczytać o źródle prądowym, na forum jest wiele tematów o tym.

maniekrox napisał:

Moc ma być wytracana na rezystorze ~1 Ohm, a nie na tranzystorze.

Twój cyrk, twoje małpy. Obiektywnie tranzystor pozwalający wytracić taką moc jest tańszy od rezystora a do tego o wiele łatwiej odprowadzić od niego ciepło, czytaj przykręcić do radiatora. Oczywiście są specjalne oporniki z radiatorami ale to spore i zupełnie niepotrzebne koszty.

Tym bardziej, że samym opornikiem tego nie załatwisz i jakiś tranzystor musi pełnić rolę regulatora.

O tym, że PWM do tego pasuje jak pięść do nosa już pisałem.

jesion40 napisał:

O tym, że PWM do tego pasuje jak pięść do nosa już pisałem.

No z tym, że w zasadzie wiem już jak to zrobić w oparciu o PWM, a przez wytracanie mocy na tranzystorze jeszcze nie. Ustalony w ten sposób prąd jest stabilny? I czy będzie to działało przy napięciu ~2,5 V?

Może ten lm317 faktycznie załatwiłby sprawę? Ale gdzieś tam wyczytałem, że działa, ale dopiero od napięcia 3 V. Z kolei też coś mi świta, że można zrobić jakiś trick z napięciem referencyjnym o ujemnym potencjale do masy. Tylko jak to się robi?

maniekrox napisał:

Ustalony w ten sposób prąd jest stabilny?

Tak

maniekrox napisał:

I czy będzie to działało przy napięciu ~2,5 V?

Tak

maniekrox napisał:

No z tym, że w zasadzie wiem już jak to zrobić w oparciu o PWM, a przez wytracanie mocy na tranzystorze jeszcze nie.

Dużo prościej! Ale nie ma sensu wyważać otwartych drzwi - poczytaj o źródłach prądowych! Jak będziesz miał jeszcze jakieś szczegółowe pytania - pisz.

maniekrox napisał:

Może ten lm317 faktycznie załatwiłby sprawę?

Nie może tylko na pewno. Ja tym prostym urządzeniem sprawdziłem pojemność kilkadziesiąt sztuk ogniw li-ion. Prąd jest zawsze ten sam (z ogniwa) przez cały proces. No i jest to układ nie wymagający zasilania z zewnątrz.

Moderowany przez trymer01:

Regulamin, pkt 3.1.11. Nie wysyłaj wiadomości, które nic nie wnoszą do dyskusji. Wprowadzają w błąd, są niebezpieczne czy nie rozwiązują problemu użytkownika.
To porada szkodliwa.

NIXIE_123 napisał:

maniekrox napisał:

Może ten lm317 faktycznie załatwiłby sprawę?

Nie może tylko na pewno. Ja tym prostym urządzeniem sprawdziłem pojemność kilkadziesiąt sztuk ogniw li-ion. Prąd jest zawsze ten sam (z ogniwa) przez cały proces. No i jest to układ nie wymagający zasilania z zewnątrz.

No to w sumie byłaby bajka.
Czy można łączyć lm317 równolegle w celu puszczenia prądu 2 A?

maniekrox napisał:

Czy można łączyć lm317 równolegle w celu puszczenia prądu 2 A?

Nie można bo to nie będzie tu działać.
Użycie źródła prądowego na LM317 w tym zastosowaniu byłoby skomplikowane.

maniekrox napisał:

Czy można łączyć lm317 równolegle w celu puszczenia prądu 2 A?

Nie tyle same lm317 ile gotowe źródła prądowe, np. dwa, każde ustawione na 1A.

Prąd dla lm317 ustawiasz rezystorem przy nim. Wystarczy, że równolegle do rezystora 1.25ohm (przy którym płynie 1A) dołączysz (możesz nawet to zrobić w czasie pracy) drugi taki sam i wtedy płynie 2A. Po szczegóły i wzory odsyłam do:

http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/03/Regulator-napiecia-jako-zrodlo-pradowe.html?m=1

Moderowany przez trymer01:

Porada szkodliwa - recydywa mimo napomnień.
Regulamin, pkt 3.1.11. Nie wysyłaj wiadomości, które nic nie wnoszą do dyskusji. Wprowadzają w błąd, są niebezpieczne czy nie rozwiązują problemu użytkownika.
Ostrzeżenie.

Problem jest w tym, że szukam takich układów, ale nie mogę nic znaleźć, bo nie za bardzo wiem czego szukać.
Wpisywałem źródła prądowe, liniowe źródła prądowe itp. w google i na elektrodzie, ale żadnych konkretów nie znalazłem. A niby takie proste
Pewnie jest proste jak się wie czego szukać. Tym bardziej, że tu w temacie każdy trochę co innego mówi.

Jest Panowie jakieś panaceum? Może jakiś prosty schemacik? Polecacie nie iść w PWM, ale na razie jest to jedyny sposób, który wiem jak zrealizować. Ale próbuję podjąć trud znalezienia prostszego układu, o którym mówicie:)

trymer01 napisał:

maniekrox napisał:

Czy można łączyć lm317 równolegle w celu puszczenia prądu 2 A?

Nie można bo to nie będzie tu działać.
Użycie źródła prądowego na LM317 w tym zastosowaniu byłoby skomplikowane.

Byłbyś łaskaw wytłumaczyć dlaczeg?
Sam jestem ciekaw, co uniemożliwia połączenie równole dwóch lub więcej regulatorów prądu zrobionych z LM317 i rezystora 1R25 zwartych wejściami do + a rezustorami do - . Różnica we - wy jest napięciem ogniwa li-ion i nie może być mniejsza od 3.6 V co jest większe od wymaganego 3 V dlaLM317.
Z resztą można użyć LM 350 .
Moc tracona też nie powinna być wielkim problemem.

jack63 napisał:

trymer01 napisał:

maniekrox napisał:

Czy można łączyć lm317 równolegle w celu puszczenia prądu 2 A?

Nie można bo to nie będzie tu działać.
Użycie źródła prądowego na LM317 w tym zastosowaniu byłoby skomplikowane.

Różnica we - wy jest napięciem ogniwa li-ion i nie może być mniejsza od 3.6 V co jest większe od wymaganego 3 V dlaLM317.

Tutaj się akurat mylisz. Napięcie 3,6 V, które podałeś to napięcie nominalne - średnie ogniwa. W pełni naładowane ma 4,2 V, rozładowane zaś 3V. Pod obciążeniem napięcie przysiada, dlatego układ musi rozładowywać ogniwa do 2,5 V. Po odłączeniu zasilania napięcie na ogniwie podskoczy samoczynnie (rezystancja wewnętrzna)

Ok. Nie brałem tego pod uwagę. Jak zachowa się 317 przy napięciu 2.5V trudno ocenić, więc w tej sytuacji odpada. Można szukać nowszego stabilizatora z mniejszą wymaganą różnicą napięć we-wy.
Jednak czy o to chodziło trymer01 ?
Myślę,że dowiemy się wkrótce.

LM317: Vdrop≧2,5V, Vref=1,25V. Razem min. napięcie działania takiego źródła =3,75V, w praktyce trzeba min. 4V.
A tu kolega chce rozładowywać ogniwa do 2,5V.
Dlatego to są bzdury.

Wprawdzie jest sposób, ale wymaga osobnego zasilania (ładowanie przeciwprądem).
I dlatego pomysł z LM317 (czy LM338) traci sens, bo lepszym i prostszym układem jest źródło na WO+MOSFET, np: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3214239.html

trymer01 napisał:

A tu kolega chce rozładowywać ogniwa do 2,5V.

trymer01 napisał:

I dlatego pomysł z LM317 (czy LM338) traci sens, bo lepszym i prostszym układem jest źródło na WO+MOSFET

A ten MOSFET, że tak niedyskretnie spytam będzie pracował przy napięciu bramki nie większym niż te 2,5V - spadek na układzie wyjściowym

a może prosty układ na tranzystorach bipolarnych?
WO?




Edytuj
przy 0,7Ω będzie pobierał ok. 1A, dobierając R1 można zmienić wartość prądu.

Przy okazji - może ktoś wie jak w EasyEDA uzyskać lustrzane odbicie (a nie obrót) elementu?

jesion40 napisał:

A ten MOSFET, że tak niedyskretnie spytam będzie pracował przy napięciu bramki nie większym niż te 2,5V - spadek na układzie wyjściowym WO?

Zamiast zadawać prowokacyjne pytania należałoby dyskretnie pomyśleć/doczytać aby dojść do wniosku, że WO bez zasilania działać nie będzie, a trudno aby działał zasilany z 2,5V, więc układ musi mieć własne zasilanie...

Koledzy, myślcie! I czytajcie ze zrozumieniem - dałem link, do którego jak widzę kolega jesion40 nie zajrzał.
Myślenie ma przyszłość!
Nie mogę robić tu wykładów, daję tylko wskazówki. Korzystajcie z nich, czytajcie i myślcie. I eksperymentujcie.

Edit; - jest możliwość wykonania prostego stabilizatora prądu z jednym opornikiem, bez dodatkowego zasilania, ale nie na LM317 czy LM338/350, lecz na stabilizatorze typu LDO - np. LT1085 (bardzo drogi), czy MIC29xxx itp.

trymer01 napisał:

Zamiast zadawać prowokacyjne pytania należałoby dyskretnie pomyśleć/doczytać aby dojść do wniosku, że WO bez zasilania działać nie będzie, a trudno aby działał zasilany z 2,5V, więc układ musi mieć własne zasilanie...

Biorąc pod uwagę, że kolega podał ten pomysł po miażdżącej krytyce pomysłu na LM317, na którym z dodatkowym zasilaniem też bez problemu można działać nie ma chyba nic dziwnego w tym, że łudziłem się, że kolega zaproponował rozwiązanie, które dodatkowego zasilania nie wymaga. Co więcej o WO pracujących przy 2,5V a nawet sporo niższym napięciu słyszałem (wystarczy 15s z google...), gorzej z tym MOSFETEM, ale miałem nadzieję, że może jednak? Inaczej przecież ten post nie ma sensu?

trymer01 napisał:

Koledzy, myślcie! I czytajcie ze zrozumieniem - dałem link, do którego jak widzę kolega jesion40 nie zajrzał.

Owszem, zajrzałem, ale nie znalazłem nic ciekawego, co mogłoby w sytuacji Autora tematu służyć pomocą. Stąd moje pytanie.

trymer01 napisał:

Myślenie ma przyszłość!

No właśnie... Pomyślałem chwilę i zaproponowałem układ źródła prądowego działającego w zakresie napięć 2,5..4V bez dodatkowego źródła zasilania, WO, MOSFET i innych bajerów. Raptem na trzech tranzystorach i dwóch opornikach.

jesion40 napisał:

kolega podał ten pomysł po miażdżącej krytyce pomysłu na LM317

Miażdżącej? - to byłby zaszczyt dla tego pomysłu z LM317, a to bubel jest, który przy tych napięciach i dla tego prądu nie ma prawa działać, i pisanie tu o tym to zaniżanie poziomu.
Przykre to, że i kolega bierze w tym udział.

jesion40 napisał:

łudziłem się, że kolega zaproponował rozwiązanie, które dodatkowego zasilania nie wymaga.

Łudził się kolega, gdyż jednak kolega nie czytał uważnie:

trymer01 napisał:

Wprawdzie jest sposób, ale wymaga osobnego zasilania (ładowanie przeciwprądem).
I dlatego pomysł z LM317 (czy LM338) traci sens, bo lepszym i prostszym układem jest źródło na WO+MOSFET, np: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3214239.html

Lepszym i prostszym, m.in. dlatego że to zasilanie tylko dla WO (niskoprądowy zasilacz np. 12V), a dla zasilania LM317 trzeba by zasilanie o prądzie tych 1A czy 2A.

jesion40 napisał:

Co więcej o WO pracujących przy 2,5V a nawet sporo niższym napięciu słyszałem (wystarczy 15s z google...), gorzej z tym MOSFETEM, ale miałem nadzieję, że może jednak?

Ja również "słyszałem" - ale po co komplikować prostą sprawę, są i takie MOSFET-y ale trudnodostępne.
Po co? - czy zasilacz 12V/10mA to problem?
A zresztą - proszę - WO typu r2r - któryś z http://www.tme.eu/pl/katalog/#id_category=112...5%2C2526%2C370&used_params=804%3A43876%3B i do tego MOSFET -N z Vgsth<1V. Tylko że mimo takich wskazówek autor tematu jako początkujący sobie z tym nie poradzi, trzeba by mu to zaprojektować.

jesion40 napisał:

Inaczej przecież ten post nie ma sensu?

Ależ ma sens, tylko trzeba uważnie czytać i rozumieć co tam pisałem.

jesion40 napisał:

Owszem, zajrzałem, ale nie znalazłem nic ciekawego, co mogłoby w sytuacji Autora tematu służyć pomocą

Ręce opadają. Podając link odpowiadałem na żale autora:

maniekrox napisał:

Problem jest w tym, że szukam takich układów, ale nie mogę nic znaleźć, bo nie za bardzo wiem czego szukać.
Wpisywałem źródła prądowe, liniowe źródła prądowe itp. w google i na elektrodzie, ale żadnych konkretów nie znalazłem.

Nie widział kolega tam źródła prądowego na WO+tranzystor? Mam nadzieję, że kolega rozumie dlaczego powinien to raczej być MOSFET a nie BJT.

jesion40 napisał:

zaproponowałem układ źródła prądowego działającego w zakresie napięć 2,5..4V bez dodatkowego źródła zasilania, WO, MOSFET i innych bajerów.

Chwali się koledze za chęci, ale jak tam będzie ze stabilnością temperaturową? Bardzo kiepsko - bo chyba kolega zna wpływ temp. na Ube tranzystora?

trymer01 napisał:

Chwali się koledze za chęci, ale jak tam będzie ze stabilnością temperaturową? Bardzo kiepsko - bo chyba kolega zna wpływ temp. na Ube tranzystora?

Aż tak źle, to chyba nie jest? O ile pamiętam to napięcie zmienia się proporcjonalnie do Δt/T, gdzie T to temperatura absolutna (w Kelwinach). Co oznacza zmianę o ok. 1% na 3 stopnie. Przy zastosowaniu w warunkach domowych zmiana nie powinna przekroczyć ułamka procenta. A to jedyne potencjalne źródło niestabilności.

W złożonych układach też ich nie brakuje. Stabilność napięcia odniesienia oczywiście można poprawić odpowiednio komplikując układ i podnosząc jego cenę. Ale dochodzi choćby napięcie niezrównoważenia WO, prawda?

Zresztą szkoda czasu na jałowe dyskusje. Nie twierdzę, że to najlepsze możliwe rozwiązanie, za to jest proste, tanie i względnie stabilne, przynajmniej w warunkach domowych. Ostateczna decyzja zawsze jest w rękach Autora tematu.

Do pozostałych uwag nie będę się odnosił, bo to jałowa dyskusja. Niech rozsądzą czytelnicy