Стабилизация выделяемой мощности на резисторе

[laberstown]

Подскажите пожалуйста быстродействующую схему для стабилизации мощности выделяемой на резисторе R3 (см схему) . Сопротивление R3 меняется в небольших пределах в процессе работы, а мощность рассеиваемая на нем должна быть постоянной, те U*U/R3=Const. Не уверен, что такая будет корректной:

 

 

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

Вы это "чудо" сами состряпали или где-то надыбали?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[laberstown]

22 минуты назад, Falconist сказал:

Вы это "чудо" сами состряпали или где-то надыбали?

схему состряпал, есть по ней замечания ?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

Куча.

Основное - то, что она нерабочая.

Остальные после этого можно не упоминать.

[laberstown]

в чем конкретно ошибка?

или посоветуйте пожалуйста рабочую схему.

[Falconist]

Главная ошибка в том, что Вы завели ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ ОС с выхода на неинвертирующий вход. ОУ при этом "защелкнется" в одном из стабильных состояний насыщения выхода.

Формула, на которую Вы опираетесь, в принципе неверна. В ней используется сопротивление резистора. А при выделении на нем тепловой мощности его сопротивление "поплывет" даже если он будет из нихрома.

Сопротивление из формулы следует исключить. Должна быть такая формула: (мощность) W = I * U. При застабилизированных I и U стабильным будет и W, независимо от ТКС резистора.

Т.е., просматриваются две петли ООС - по току и по напряжению.

[laberstown]

1 час назад, Falconist сказал:

Главная ошибка в том, что Вы завели ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ ОС с выхода на неинвертирующий вход. ОУ при этом "защелкнется" в одном из стабильных состояний насыщения выхода.

Формула, на которую Вы опираетесь, в принципе неверна. В ней используется сопротивление резистора. А при выделении на нем тепловой мощности его сопротивление "поплывет" даже если он будет из нихрома.

Сопротивление из формулы следует исключить. Должна быть такая формула: (мощность) W = I * U. При застабилизированных I и U стабильным будет и W, независимо от ТКС резистора.

Т.е., просматриваются две петли ООС - по току и по напряжению.

1.  Спасибо, я уже забыл аналоговую технику :-)  Исправил, поменял местами инверт.  и неинверт. входы

2. Согласен, но    U,I,R  и W жестко связаны  2a) W=U*I;  2b) U=I*R;  2c)  W=U*U/R   ;

3. Наверное просматриваются, только я уже не помню как нужно доработать схему. Дисквалифицировался  я.

[Falconist]

Хрен редьки не слаще.

[laberstown]

5 часов назад, Falconist сказал:

Хрен редьки не слаще.

Что нужно изменить в  схеме?

[KomSoft]

Интересная задачка! Я так понимаю, что последовательно с резистором нужно поставить два регулирующих элемента (напр  транзистора). Ближний регулирует напряжение, дальний - ток. И управлять ими двумя ОУ. 

А задача чисто теоретическая или имеет более-менее конкретные значения мощности (тока)? 

На вторые входы ОУ подавать с переменника значения напряжения и тока. Только как сделать, чтобы одним резистором сразу задавалась мощность? Аналоговый умножитель на ОУ?

[laberstown]

42 минуты назад, KomSoft сказал:

А задача  имеет более-менее конкретные значения мощности (тока)? 

Практическая. Нужна мощность порядка 0,5   Вт на резисторе R3, соответственно ток будет около 0,07 А при сопротивлении 100 Ом.   Остальное из Вашего ответа не понял, какая должна быть схема? 

Изменено 28 ноября, 2017 пользователем laberstown

[Falconist]

Начнем с того, что выходной ток ОУ широкого применения составляет всего 16 мА. Есть, конечно, мощные ОУ с выходным током более 100 мА, но альтернативой им могут быть дополнительные регулирующие транзисторы.

Далее. Напряжение на резисторе отслеживается напрямую, а вот ток через него - по падению напряжения на токоизмерительном шунте. У Вас на "схеме" ничего этого нет. Более того, на R3 всегда будет 0 В.

[_VN_]

Неверное представление ТС схемотехники и характеристик операционного усилителя (ОУ).  Следствием такого метода "изучения" и "синтеза" схем на ОУ будут бесполезно потраченное время и вышедшие из строя корпуса ОУ.

 Обратите внимание, в схеме ОУ отсутствует средняя точка заземления источников питания +U и -U.  

060401.pdf

[laberstown]

17 минут назад, _VN_ сказал:

1)Неверное представление ТС схемотехники 2)Обратите внимание, в схеме ОУ отсутствует средняя точка заземления источников питания +U и -U.

1) Так и есть, поэтому прошу подсказать схему  2) Я не планировал ОУ с двухполярным питанием, поэтому средней точки нет. 

56 минут назад, Falconist сказал:

1) Начнем с того, что выходной ток ОУ широкого применения составляет всего 16 мА.  2)Далее. Напряжение на резисторе отслеживается напрямую, а вот ток через него - по падению напряжения на токоизмерительном шунте. У Вас на "схеме" ничего этого нет. 

1) У меня пока нет понимания принципиальных схемных моментов.  Выходной ток конечно важен, но для  принципа не является первоочередным. 2) Я и попросил подсказать схему для моей потребности. 

[colorad]

Могу подсказать метод составления схемы  .

1. Средне-выпрямленное значение АМ-ШИМ будет эквивалентом мощности .

2. Задействовать МК .

3 .Аналоговый умножитель . Есть интегральные .

4. Для небольшого диапазона регулировок мощности,   можно использовать операцию не умножения,  а удвоения отклонения от заданной величины .    1.1*1.1 = 1.21    ,  1.2*1.2=1.44 

---------------

"быстродействующую схему "   - Это сколько попугаев ? 

Изменено 28 ноября, 2017 пользователем colorad

[KomSoft]

Я потому и спросил про ток, что подумал о внешнем транзисторе. 

Схемку нужно прикидывать, тоже не силен в схемотехнике, могу дать для затравки и начала критики, но чуть позже.

[KomSoft]

Совещание - великая вещь! Вот как я себе вижу стартовый вариант. Только получиться ли регулировать это одним транзистором?

 

[colorad]

На двух транзисторах .

Только что вспомнил . Логарифмы они ведь для умножения используются ? 

Переводим ток и напряжение в логарифм , суммируем , извлекаем и отмечаем успех . Будет быстро и точно .

Изменено 28 ноября, 2017 пользователем colorad

[colorad]

 дел

 

Изменено 28 ноября, 2017 пользователем colorad

[KomSoft]

Кстати, музыка навеяла. Можно одну из величин застабилизировать (например - ток), а вторую - регулировать.

[laberstown]

8 минут назад, KomSoft сказал:

Можно одну из величин застабилизировать (например - ток), а вторую - регулировать.

Не вижу такой возможности. Если стабилизировать ток в последовательной цепи, то при изменении сопротивления R3, будет изменяться падение напряжения на нем и выделяемая мощность пропорционально квадрату напряжения. 

U=I*R;

W=U*I= U*U/R=I*I*R

Изменено 28 ноября, 2017 пользователем laberstown

[Sergey-Ufa]

Простым каскадным соединением стабилизаторов тока и напряжения задача не решается. Если сопротивление резистора переменная величина, то для получения постоянной мощности рассеивания нельзя стабилизировать ни напряжение, ни ток. Для этого нужно использовать аналоговый перемножитель К525ПС2 или его аналог AD530. Но по мне лучше использовать МК:  2-х канальный АЦП для измерения тока и напряжения, расчет мощности перемножением U и I, и выход ШИМ для регулирования тока резистора, либо падения напряжения на нем.

4 минуты назад, KomSoft сказал:

Можно одну из величин застабилизировать (например - ток), а вторую - регулировать.

Так не бывает. Если вы застабилизируете ток резистора, то произвольно изменить напряжение на нем уже нельзя и наоборот.

 

[laberstown]

4 часа назад, colorad сказал:

На двух транзисторах .

colorad, Вы чертите в программе типа "Протеус",  которая умеет моделировать поведение электросхемы? Если так, не будете  ли любезны  "покрутить" значение R3 в пределах +-30%  от номинала и посмотреть будет ли  U3*U3/R3=const ?

PS: какую бы несложную программу для моделирования работы схем мне стоит освоить?

    

[KomSoft]

43 minutes ago, Sergey-Ufa said:

Так не бывает. Если вы застабилизируете ток резистора, то произвольно изменить напряжение на нем уже нельзя и наоборот.

Согласен, погорячился.

[laberstown]

48 минут назад, Sergey-Ufa сказал:

по мне лучше использовать МК:  2-х канальный АЦП для измерения тока и напряжения, расчет мощности перемножением U и I, и выход ШИМ для регулирования тока резистора, либо падения напряжения на нем.

Мне тоже легче на МК, но аналоговая схема без интегрирующих цепочек будет отрабатывать  быстрее. ШИМ не очень хочу, тк его нужно фильтровать конденсатором, а интегрирование это снижение времени реакции системы, увеличение постоянной времени. Если ШИМ не фильтровать схемно, то придется математически фильтровать ток и напряжение из-за выбросов и неизвестно что хуже. 2- канального АЦП имхо недостаточно - один канал для напряжения на R3 относительно GND и два канала АЦП, то есть один дифференциальный канал для измерения напряжения (ради измерения тока) на R2.