Precyzyjny obwód CV lub zasilacz

Chcę zaprojektować obwód CC / CV (stały prąd / stałe napięcie), w którym mogę ustawić ograniczenie napięcia lub ograniczenie prądu w zakresie od 0 do 5 V. Wiem jak projektować zmienne obwody CC i CV:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Oto mój problem, muszę zaprojektować dość dokładny programowalny obwód stałego napięcia i prądu stałego (moc wyjściowa musi wynosić 0,1% i mieści się w zakresie 100uV od wejścia DAC), część prądu stałego również potrzebuje podobnej dokładności i być w stanie uzyskać źródło 200 mA przy 0 V do 7 V.

Mam również wymagania temperaturowe i hałasu, więc będę budować to z niskimi szumami wzmacniaczy operacyjnych. Nie martwię się o to teraz. W tej chwili staram się znaleźć dobrą topologię obwodów, której nie ma w całej literaturze dotyczącej tego typu obwodów. Nie chcę używać DC do DC z powodu tętnienia.

Jakiej topologii obwodu można użyć do zbudowania precyzyjnego obwodu CC / CV?

(W razie potrzeby mógłbym również użyć precyzyjnego LDO) Punkty bonusowe, jeśli mogą pobierać i pobierać prąd, mogę zbudować szyny wokół obwodu.

Jeśli chcesz precyzji, to źródło CC jej nie wycina, co z tranzystorem alfa i wszystkim.

Klasycznym sposobem na to są dwie pętle

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Zarówno napięcie, jak i prąd zwrotny są skalowane i odnoszone do masy, a następnie porównywane z przetwornikami cyfrowo-analogowymi, a porównania LUB do kontroli wyjściowej sugerują darlington dla wygody. Niezależnie od tego, która pętla jest „ponad”, wyciąga kolektor i reguluje moc wyjściową.

Należy pamiętać, że należy zachować stabilność, tj. Zaprojektować ją, więc porównanie odbywa się przy niskim wzmocnieniu. Jeśli precyzja wymaga dużego wzmocnienia, dodaj integrator w pętli. Domyślam się, że takie musiałyby nastąpić po sterowaniu LUB, w przeciwnym razie nieaktywny integrator nasyciłby się i zajęło dużo czasu, aby odzyskać, gdy trzeba przejąć kontrolę.

Przy niskim zapotrzebowaniu na napięcie i prąd wystarczy zasilacz liniowy.

OK, więc proponuję dwie pętle: pętla prądowa ponad pętlę napięciową. Oznacza to, że masz polecenie prądu (które będzie limitem), a następnie polecenie napięcia. Moc wyjściowa przetwornika cyfrowo-analogowego jest maksymalna (polecenie napięcia / wyjście pętli prądowej). Dopóki limit prądu nie zostanie osiągnięty, pętla prądowa jest nasycona i nie przeszkadza. Jedyne, co musisz zrobić, to zmierzyć napięcie i prąd, co jest dość podstawową sprawą.

Zgodnie z obwodem, nie powiedziałeś ani słowa o wymaganiach napięcia / prądu. Być może więc najprostszym sposobem jest obserwator emiterów do wzmocnienia mocy przetwornika cyfrowo-analogowego i bardzo mały rezystor pomiarowy prądu do pomiaru prądu.

W zależności od aplikacji i dostępnych komponentów cyfrowych, mogę zaproponować przetworniki sigma-delta do pomiaru prądu. Niektóre mają bardzo ładne, bardzo dokładne wbudowane PGA, więc będziesz mógł bardzo dobrze dostroić system.

Więc schemat jest poniżej. U3 to twój mikrokontroler. W pewnym sensie cały system jest podobny do drugiego, ale pętla prądowa powinna być łatwiejsza do dostrojenia, ale będzie miała mniejszą szerokość pasma.

Przepraszamy, INST-instrumentalny wzmacniacz; również zapomniałem rezystora na bazie, ale dostaniesz go.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Jeszcze kilka słów o zachowaniu systemu. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie, pętla prądowa rozpocznie się od zera i będzie powoli zwiększać napięcie aż do polecenia napięcia. Ale jeśli system normalnie działa w trybie CC, istnieją pewne specjalne przypadki. Jeśli obciążenie zostanie nagle odłączone, a następnie ponownie podłączone, przez pewien czas może być poniżej prądu powyżej wartości granicznej. Dlatego może być ważne wykrycie odłączonego obciążenia i zresetowanie bieżącej pętli PID

- w zależności od specyfikacji systemu, w przeciwnym razie NIE używałbym DAC, a raczej 10-bitowego PWM (1024)

- Wybrałbym <= 0,1% Vref i wybrałbym liniowe CC wysokie i boczne

Pętla CC odwrócona przez pospieszny schemat (przepraszam)

wybierz k = 0 do 1 dla CC = x do max

Po dalszych poszukiwaniach znalazłem jeszcze jeden obwód z eevbloga, który, jak sądzę, chciałbym dodać do listy, ponieważ jest interesujący. Zamiast używania diod w konfiguracji „maksymalnej”, wykorzystuje mosfet i diodę do przełączania z CV na CC.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}