Jump to content
UltimateSAS

Источник напряжения с регулировкой тока на MOSFET-транзисторах. Искажение сигнала

Recommended Posts

Добрый день инженеры и радиолюбители. Столкнулся с непониманием формы искажения прямоугольного сигнала на нагрузке, сейчас все разложу.
Все началось с того, что мне нужно сделать драйвер для лазерного диода.
Требования следующие:

  • На лазерном диоде всегда должно быть 12 В прямоугольного импульса 1-4кГц
  • Импульсный ток ограничивается 80А
  • Ток нужно регулировать, но так, чтобы на диоде напряжение всегда было постоянно или очень близко к исходному.
  • Регулировка тока от 0 до 80 А

По сути, как я понимаю, задача состоит в создании источника напряжения (ведь мы напряжение постоянным держим и включаем его по прямоугольному закону).
Вот моя тестовая идея:

У осциллографа (MSO5202D) есть выход 1 кГц 5 В прямоугольного сигнала, его я буду подавать на базу КТ315 (на схеме его аналог), потом  его усилив подам на затвор первого MOSFET`а. На истоке первого MOSFET`а поставлю свой диод и после него поставлю регулятор тока. Регулятор тока это есть второй MOSFET, на затворе которого мы регулируем уровень напряжения и тем самым регулируем проходной ток.

В Multisim вроде показывает адекватный результат, который не плохой, разве что цепочки снаббера добавить в сток-исток обоих полевиков.

Теперь посмотрим что получается в жизни, как только я приоткрываю второй полевик (IRF3607 открывается в районе 3.5В), начинает течь ток, и у моего прямоугольника в "шапке" начинают происходит странные и непонятные для меня вещи... 
 

ВОПРОС: ЧТО это за искажения на нагрузке? Они не похожи на медленный заряд затвора, драйвер не нужен. Может кто знает природу таких вот переходов...? Я пробовал и с обычными резисторами в нагрузке, так же сигнал искажается, видимо дело в полевиках. Возможно это связано с тем что я его не полностью открываю, вот и мучается... Друзья, жду вашего компетентного мнения.

1.png

2.jpg

Edited by UltimateSAS

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не мог раньше прокомментировать, поскольку редко захожу на форум.

Как видно из схемы, оба полевых транзистора работают в линейном режиме во время действия входных импульсов. Верхний включён по схеме с общим истоком, а нижний -  как ИТ, регулируемый от V1. Линейный режим отражается на стабильности параметров транзисторов при импульсном характере тока из-за тепловой модуляции кристаллов ("включён-выключен", причём, теплоотвод тут проблему не снимет). Скорее всего, этим и объясняется отсутствие плоской вершины у импульсов, наблюдаемое на экране.

Энергию излучения при постоянном напряжении на излучающем диоде можно менять ШИ-модуляцией. При этом требования к стабильности силового транзистора сводятся к длительности переключений и изменению Rds, т. е. выбору типа. Напряжение питания нетрудно задать таким, чтобы ток через диод заведомо не превышал максимально допустимого значения.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By РомуальдVII
      Всем доброго времени суток!
      Я спроектировал (так сказать) драйвер для управления коллекторным двигателем постоянного тока (резистор на 3 Ома, подключённый к реле, изображение приложено). С его помощью, используя два выхода arduino, можно (теоретически) управлять скоростью вращения двигателя (через ШИМ, pin2) и реверсировать его направление вращения с помощью двухканального реле (pin1). Однако, схема эта работает неправильно с точки зрения управления переключением реле - вместо 28 миллиампер (12 В/420 Ом) на катушку идёт лишь 6; я понимаю почему (от главного канала питания ток идёт и через ограничивающий резистор транзистора и на катушку реле), но не понимаю, как перестроить схему так, чтобы и управление транзистором (верхний биполярный) сохранить и релешкой правильно управлять (уже второй день пытаюсь правильно пересобрать схему в эмуляторе).
      Прошу вашей помощи, уважаемые знатоки
      P.S. Очень желательно, чтобы решением являлась именно перекомпоновка показанной мной схемы, без добавления других компонентов, но если это невозможно, то будем-с дозакупаться.
      P.P.S. А может ли быть причиной неработоспособности схемы в эмуляторе (это falstad, кстати) неправильная/некорректная расстановка источников напряжения, или такое представление легально?

    • Guest Сергей
      By Guest Сергей
      Здравствуйте. В цепи управления вентилятора печки легкового автомобиля стоит управляющий транзистор 2SK3271-01. Оригинальный не найти. Предлагают на замену irfp3306PbF и irf3808. С оригинальным транзистором вентилятор стал работать пульсацией (полная мощность-половина мощности с частотой примерно 1-2 секунды). Потом с перерывами. Потом вовсе замолчал.
      Заменил его на irfp3306PbF. Проработал несколько минут и его пробило. Т.е. вентилятор не работал на полную мощность, не отключаясь.
      Затем заменил его на irf3808. Все заработало, НО некоторая пульсация сохранилась. Мотор вентилятора менял на заведомо исправный - тоже самое. Транзисторы паял без мер предосторожности по статическому электричеству.
      При изучении даташитов на эти транзисторы понял, что 2 выбранных мною аналога проигрывают только по максимальному напряжению исток-затвор. 20 вольт против 30. Но это и так с большим запасом.
      Не хватает знаний полностью разобраться в характеристиках этих транзисторов. Подходят ли аналоги по другим параметрам в данном случае (управление двигателем постоянного тока).
      Электронная плата выглядит так https://a.d-cd.net/d412414s-960.jpg
      Даташит 2SK3271-01 https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/61009/FUJI/2SK3271-01.html
      Даташит irfp3306PbF https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/227917/IRF/IRFP3306PBF.html
      Даташит irf3808 https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/68151/IRF/IRF3808.html
      Могут ли использоваться irf3808 и irfp3306PbF в качестве аналога 2SK3271-01 в данном случае? Заранее спасибо!
    • By BosveL
      Есть оптическая мышь. Её считывающий элемент устроен так, что когда мышка в покое, на светодиод (который подсвечивает этот элемент) подается напряжение 1.35 V и 4 mA. Но когда мышку двигаешь, светодиод загорается сильнее и напряжение на нём составляет уже 1.8 V и 24 mA. Необходимо сделать так, чтобы на ардуино приходила логическая единица, означающая, что мышку двигают. Я думаю это сделать с помощью мосфета, только не могу никак подобрать его. Он должен открываться при указанном напряжении (когда мышь двигается) и посылать через повышающий преобразователь 3.3 вольта (т.е. лог. единицу). Если это можно сделать не с помощью мосфета, подскажите пожалуйста свои мысли и идеи.
      ___
      Это будет маска для сна, которая замечает движение глаз в быстрой фазе сна и зажигает светодиоды (на самой маске). Ставил PIR датчик движения, он не хочет работать так близко, срабатывает в 1 из 5 случаев. А вот мышка подходит идеально. Заменил её светодиод на инфракрасный, теперь она работает в невидимом для человеческого глаза диапазоне. Кстати говоря этот ИК светодиод питается отдельно от мышки (с ней он работать не хочет). и теперь контакты, где был родной светодиод (красный) поступает указанные выше значения. Вот с этих контактов хочу взять логическую единицу.  Весь проект написан на ардуино, наработки скетча имеются. Я новичок, поэтому не могу подобрать мосфет. Искал в инете, понял как это работает, но не могу разобраться как его подобрать. Заранее спасибо за помощь.
    • By Владелец IGBT-ёлки
      Всех приветствую и прошу помощи в мутном вопросе - можно ли использовать схему драйвера типа IR2110 для выпрямленного напряжения/ переменного напряжения?
      В общем случае имеем источник с непостоянным напряжением (например, после двухполупериодного выпрямителя без сглаживания), а схема драйвера предназначена для постоянного тока. Как доработать ее, если это возможно?

    • By Arvalon
      Здравствуйте.
      Пытаюсь смоделировать работу схемы из учебника что бы получить графики похожие на приведённые там же в учебнике. В схеме к источнику напряжения 5 вольт последовательны подключены сопротивление на 10 кОм и конденсатор на 100 мкФ. На графике видно что со временем (~ 5 секунд) заряда конденсатора ток перестаёт течь, напряжение на сопротивлении падает до нуля а на конденсаторе становится равным напряжению источника питания. Смоделировал работу этой цепи в Autodesk EAGLE, transient тип симуляции (рис. 2 и 3) на графиках и близко не получается ничего похожего на приведённые в учебнике (рис. 4). Видно что происходят какие-то процессы на первых 3-4 миллисекундах, но если сделать этот участок пошире всё равно мало похоже на графики из учебника (рис. 5). Пробовал подобрать разные значения напряжения источника питания, сопротивления и ёмкости, никаких результатов, плавных и осмысленных графиков не получается.
      NetList NGSPICE:
      Попробовал смоделировать аналогичную цепь в KiCAD, результат примерно аналогичный, рис. 6-7. В KiCAD тоже используется NGSPICE как я понимаю, но что бы исключить мои ошибки в работе с EAGLE попробовал и там.
      Последняя надежда была на LTSPICE XVII, результат тоже совсем не похож на желаемый (рис. 8 и 9).
      Подскажите пожалуйста что в моделировании этой цепи я делаю не так?  Вроде бы простая схема и не понятно где проблема на 3 элемента...









×
×
  • Create New...