doro

Линейный регулятор тока до 100А (имп.) на Mosfet с обратной связью

30 posts in this topic

doro    1

Добрый день всем! извините если глупый вопрос, не могу разобраться почему при формировании импульса заданного значения тока появляется горб в начале регулировки.Причем на малых токах (10-20А) этого не заметно сильно. Измерял и с шунта после усилителя и с пояса Роговского. Фронт нарастания 2мкс. Есть предположение о возбуждении схемы обратной связи, но и хотелось бы фронт импульса не затягивать для измерение тока набрать точек более точных. В чем может быть причина?

Схема и импульс тока в приложении, к выходному ключу подключена нагрузка через провода длиной 30см, нагрузка зашунтирована обратным диодом и питается от источника тока

Импульс тока.jpg

Схема.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Falconist    5808

ПМСМ фронты затягивают ОУ. Они же "виноваты" и за выброс.

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1

 Falconist, предлагаете ОУ побыстрее поставить что бы исправить этот горб? этот ОУ на 120мГц, фронты по крутости в принципе устраивают, возможно на выходе другой ключ будет, более мощнее, его гейт потяжелее заряжать будет и нарастание фронта все равно будет больше.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Старт складской программы по Wi-Fi/ Bluetooth-чипам от Espressif

На склад КОМПЭЛ поступили чипы, модули и отладочные платы от компании Espressif Systems на базе ESP8266 и ESP32. Стоимость всех изделий данной линейки – в 2-3 раза ниже ближайших аналогов, чипы занимают минимальное место на плате, энергоэффективны и универсальны в применении

Подробнее...

Falconist    5808

На какую бы частоту ОУ ни был, он все равно вносит задержку в петлю ОС. Тем более, что по входу у него стоят диоды, обладающие собственной емкостью переходов. Я как-то ваял стабилизатор тока для фонарика на двух ОУ, так мою схему раскритиковали как раз из-за переусиления двух ОУ (по ссылке - в обсуждении). И с чем я, в принципе, согласен. Но у меня-то вообще режим был по ПТ! 

Почему Вы не хотите вообще исключить нижний ОУ из ООС? Оставьте его только как усилитель для АЦП.

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1

Теперь понял! спасибо.

3 минуты назад, Falconist сказал:

Оставьте его только как усилитель для АЦП

Как идея кстати. И просто с шунта подать в усилитель в верхний. Вопрос тогда только как потом свести сигнал с МК и сигнал с шунта, там же придется сильно поделить напряжение, возможно шума добавится, хотя..надо опробывать) ссылку почитаю, спасибо

Share this post


Link to post
Share on other sites

Видео вебинара «Уникальный подход MORNSUN к разработке DC/DC-преобразователей. Что на выходе?»

На сайте КОМПЭЛ доступны материалы вебинара, посвященные последнему поколению DC/DC преобразователей с фиксированным входом R3 от MORNSUN. Вы можете посмотреть видеозапись, ознакомиться с презентацией и ответами на вопросы.

Подробнее...

getshket    320
Posted (edited)

И еще ко всему уменьшить номинал R9 R11 раз в 10.

И, как верно подметил @Falconist , R7 я бы тоже удалил. И наличие D9 D10 в реальной конструкции вызывает сомнения.

В некоем устройстве, не суть в каком, напряжение с токового шунта снимается все так же как и у вас, но нет диодов, и через резисторы на UA741, далее идет на АЦП. Токи до 50 Ампер. Устройство растиражировано миллионами, наверное. 

Edited by getshket

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
1 час назад, getshket сказал:

наличие D9 D10 в реальной конструкции вызывает сомнения

у меня не вызывает, был один раз пробой шунта, унесло диоды и оу, но в ацп не прилетело, 140В в ацп зарядить не кисло будет. Копеечные низкоемкостные супрессоры тоже неплохо помогают в не изолированных цепях от повышенного напряжения и статики, спасают часто. Тут еще важно что бы в нагрузку не вылетела вся энергия с источника тока в нештатных ситуациях.  Посмотрю конечно отличие характеристик фронтов с диодами и без, там уже решу. 

1 час назад, getshket сказал:

уменьшить номинал R9 R11

я понимаю что они дают RC цепь, временной сдвиг. но в тот же момент ограничивают ток как затвора, так ОУ и транзистороной сборки. Есть там эффекты ускоренной деградации затворов от большого тока управления. Но на досуге их пересчитаю, схема просто досталась как есть, и надобно привести ее в нормальное состояние.

Помоделировал схему без ОУ нижнего, впринципе неплохо все, надо на макете еще поиграться

Хотелось бы конечно еще услышать мнение @Starichok, дельные рецепты у него.

Спасибо всем)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Starichok    1421

затяжка фронтов из-за огромного номинала R11, такое сопротивление напрочь убивает установку мощного драйвера затвора. очень медленно заряжается и разряжается затвор.

R11 полностью убирать нельзя, он устраняет звон в затворе. а его номинал должен быть в соответствии с даташитом на ключевой транзистор.

R9 можно село убирать. ОУ не даст много тока в затворы, ни о какой деградации затворов не может быть и речи.

да и сам драйвер на irf7343 - нарисована полная фигня. по даташиту на затворы нужно подавать не менее 3 Вольт.

при питании ОУ от +5В на затвор придет еще меньше, а на затвор ключа через истоковый повторитель придут совсем крохи.

вообще выбросить этот неграмотный драйвер, а выход ОУ через R11 подключить прямо к затвору ключа.

Share this post


Link to post
Share on other sites
getshket    320

@Starichok Зачем выбрасывать драйвер? У тяжелых полевиков емкость затвора около 5000 пФ, плюс минус. Другое дело, что его реализовать по другому надо.

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
48 минут назад, Starichok сказал:

при питании ОУ от +5В

оу питается от -5 и +15В, поэтому драйвер нормально дергается

Share this post


Link to post
Share on other sites
Starichok    1421

на схеме не разглядеть. мне увиделось +5.

не надо надписи накладывать друг на друга и другие элементы изображения.

хорошо, согласен, что от +15 и до -5 должно быть нормально.

но в твоей схеме через R11 пользы от драйвера ровно НОЛЬ.

снижай сопротивление R11, как я написал выше, тогда драйвер будет давать большой ток в затвор.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vslz    596
Posted (edited)

Эмиттерный повторитель на комплементарных pnp+npn вполне справится. И не внесет больших (>0,8В) потерь амплитуды сигнала на затворе. Зачем изобретать велосипед, у 7343 емкость затвора не малая, да еще 1к резистор ток ограничивает? Резистор R9 - не нужен, входное сопротивление эмиттерного повторителя большое. А R11 надо сделать адекватным требуемой скорости перезарядки затвора. 1,2кОм - это несерьезно, когда на порядок ниже можно :)

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
Posted (edited)
21 минуту назад, Starichok сказал:

снижай сопротивление R11

я не отрицал сия действа, просто отложил на почитать/посчитать. судя по даташиту надо 2,5 Ом, но сборка irf не может 6А выдать, получается надо 5 Ом. польза от обратного диода параллельно R11 будет? что бы быстрее затвор разряжать. ОУ не может более 32mA выдать, поэтому без сборки irf никак. Схему не я чертил, но в планах исправить все это безобразие, извиняюсь что так грязно на схеме

Цитата

Эмиттерный повторитель

а току у ОУ хватит открыть эту сборку  биполярников? скорее всего сборку полевиков поставили из-за малого тока ОУ, полевики же напряжением управляются. Меня тоже удивили номиналы резисторов, собирался этим заняться.

Edited by doro
обьединение

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vslz    596
Posted (edited)
40 минут назад, doro сказал:

а току у ОУ хватит открыть эту сборку  биполярников?

скорее всего сборку полевиков поставили из-за малого тока ОУ, полевики же напряжением управляются. 

Еще бы. В режиме повторителя, нагрузка биполярников - только затворы. Сам по себе повторитель ничего не потребляет. Вход повторителя потребляет ток (грубо) = ток затвора/бета транзистора. Если надо получить ток перезарядки затвора 0,2А (в ключевом режиме обычно до неск. ампер) с 2N2222A (бета при 0,2А - 80) ток ОУ будет 0,2А/80=2,5 мА всего навсего. Хватит Вам такого запаса ? :D 

Полевики-то управляются напряжением, но на перезарядку нужен ток. Как повторители полевики будут работать плохо - мертвая зона -3В...+3В, да еще емкость. Что толку от их высокого входного сопротивления ?

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
Posted (edited)
15 минут назад, Vslz сказал:

Вход повторителя потребляет ток (грубо) = ток затвора

собственно из этого получаем, для того же 2N2222A, максимальный ток что мы можем нагрузить ОУ это 23мА, получиться на затворе 1,8А. Не спорю про более лучшую передаточную характеристику, попробую и вариант с комплементарной парой биполярников.

Следует заметить, что при повышении нагрузки (и соотвественно тока) бета падает, если даташит смотреть

Edited by doro
дополнено

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vslz    596

Надо смотреть, какое усиление будет при таком токе. Скорее всего оно сильно упадет (3-5 вместо 80), и на ОУ придется бОльшая нагрузка. То есть, 1,8А с 2N2222A + ОУ не вытяните.

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
4 минуты назад, Vslz сказал:

не вытяните

в том то и дело, хотелось бы конечно что б идеально все было, но так не бывает:D суть вообще этого девайся выдавать точные импульсы с регулировкой тока, частоты и тд, частоты конечно не сильно высокие (до 1кГц), длительностью около 5мкс до 1мс, притом фронты должны желательно как можно круче должны быть. Мне вот еще интересно как точно считать мощность транзистора, если например длительность фронтов не регламентирована собственно. Для обычных меандровских форм нормально вычисляется из частоты, длительности, тока и напряжения. А как быть с регулируемыми фронтами - пока не понятно. Толи пятница уже сказывается:wacko:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vslz    596

Вы сгущаете краски. 1,8Ампер в затвор ??? Это чистый ключевой режим с фронтами по 100-200 наносекунд, разве так управляют генератором тока? Экспериментируйте. Или моделируйте.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Starichok    1421
1 час назад, Vslz сказал:

1,2кОм - это несерьезно, когда на порядок ниже можно

на 2 с половиной порядка (примерно в 300 раз).

1 час назад, doro сказал:

ОУ не может более 32mA выдать

а через 1,2 кОм будет не более 10 мА, а то в начале заряда.

1 час назад, doro сказал:

а току у ОУ хватит открыть эту сборку  биполярников?

если ОУ даст в базу 30 мА, а усиление по току у биполярника будет 50, то ток с эмиттера будет 1,5 А.

но как выше было сказано, усиление на большом токе может оказаться недостаточным.

тогда можно сделать составные повторители - из двух транзисторов, и тогда умножатся усиления каждого в паре.

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
Posted (edited)
19 минут назад, Starichok сказал:

составные повторители

у дарлингтона тоже есть свои недостатки, но можно покопаться.

31 минуту назад, Vslz сказал:

Это чистый ключевой режим

это и есть особенность, еще и в придачу индуктивный источник в процессе этого импульса может подкачивать, за счет ПИД с частотой оцифровки ацп 500кгц. коэффициенты сейчас подрегулировал, более стабилен стал, а то любил иногда перекачивать на переходных процессах и при прерываниях более высокого прироритета. мк под полную катушку загружен, перериферии не хватает, надо пожирнее. что то я не том, в общем этим добром ЦАП управляет читая точки через DMA. Сама суть конструкции - по возможности сделать задание произвольной формы импульса, понятно что с какими то ограничениями:D

Edited by doro

Share this post


Link to post
Share on other sites
Vslz    596
Posted (edited)

И все это - через несчастный IRF3415 в ТО-220 ? ;). Его в ключевом режиме и то непросто раскачать будет, а Вы хотите источник тока. 

Edited by Vslz

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1

А то:D он Кст обеспечивал крутизну фронта 1-2мкс до 150А, правда недолго. сейчас вместо него 3815 стоит, уже на 500вт, самое то, но крутизна свалилась до 10мкс. Хочу током вытянуть фронт покруче

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
Posted (edited)

Поправил схему, но выброс все равно остался. Нагрузка сборка резисторов 0,1 Ом, напряжение 31В. Причем этот выброс начинает сглаживаться если ток поднимать (или опускать). Сейчас (~10в х 8)  около 80А. Если фронт затягивать, например на 30 мкс, то выброс этот пропорционально срезается (см.рисунок). Так же снял осцилограмму с затвора выходного ключа. Таки с чем все таки это связано?

Завтра еще попробую на комплементарной паре биполярников

 

Новая_схема.jpg

синий-ЦАП, зеленый-ток по поясу.jpg

синий-ЦАП, зеленый-затвор выходного ключа.jpg

синий-ЦАП, зеленый-ток по поясу, фронт настроен на 30мкс.jpg

Edited by doro

Share this post


Link to post
Share on other sites
doro    1
Posted (edited)

В общем добился я чего хотел, фронт нарастания 1мкс, всплеск вначале исчез, снизилась чувствительность к индуктивности линии до нагрузки, исключились лишние детали, на затворе теперь не висит уровень напряжения, ОУ более стабильно себя ведет, управляется все отлично. Покритикуйте, если что не так

 

Схема2.jpg

Edited by doro

Share this post


Link to post
Share on other sites
Falconist    5808

А что ж теперь критиковать, если достигнуто желаемое.

И Вы правильно сделали, что отписались о результате.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now