Ayuda del convertidor Boost

Primero, el problema que estoy tratando de resolver:

Mi objetivo es crear un dispositivo que genere una corriente constante a una carga que varíe en resistencia de aproximadamente 1Kohm-40Kohm. Usaré dos baterías de 6V en serie como fuente principal para crear una fuente de 12V. Por el bien de esta pregunta, la corriente que estoy tratando de generar es de 5 mA.

Ahora, en el convertidor de impulso:

He leído un poco en los últimos días y el concepto de un convertidor de refuerzo en su forma más simple es bastante sencillo. La mayoría de las búsquedas en Internet arrojarán la siguiente imagen (o alguna variante):Topología del convertidor elevador

Pensé que era bastante simple. Podría simplemente ingresar mis 12 V, proporcionar la señal de conmutación para el MOSFET y variar el ciclo de trabajo para obtener el voltaje de salida deseado sobre la carga. Para asegurarme de mantener la corriente correcta, podría usar una resistencia configurada en serie con mi carga para leer la caída de voltaje en la resistencia. Luego, usando un simple cálculo de la Ley de Ohm, podría averiguar qué corriente estoy suministrando y variar el ciclo de trabajo en consecuencia.

Mi siguiente pensamiento fue ir a ver si existía un IC para tal dispositivo, seguramente deben... Esto me llevó a un regulador de conmutación 513-NJM2360D de Mouser. Justo lo que necesitaba, una entrada de 12V debería poder darme una salida de 1.25-40V. Fantástico. Parece que esta cosa puede generar hasta 1.5A. Vaya, mucho más de lo que necesito. Bueno, seguramente podemos reducir eso para nuestra carga. Pedí 4.

Resulta que no investigué lo suficiente. Aparentemente, no es así como funciona el NJM2360D. Consultar la hoja de datos muestra que una "aplicación típica" del dispositivo se vería de la siguiente manera:Aplicación típica de NJM2360D

Por supuesto, estaba un poco desanimado. Pensé que iba a poder conectar esta cosa y hacer que bombeara voltios en poco tiempo. Afortunadamente, estaba muy cerca de un armario de suministros. Fui y tomé los componentes que pude ubicar que coincidían con los valores exactos. No tenía un inductor de 180uH pero tenía uno de 200uH, así que pensé que debería ser suficiente. Midió 189uH a 1kHz, lo suficientemente cerca. Después de una cuidadosa prueba, pude dar un paso atrás y confirmar que todo estaba conectado. Lo conecté a una fuente de alimentación y giré la perilla a 14V. Luego, agarré mi multímetro y verifiqué el voltaje de salida. -30 mV. ¿Qué? Seguramente hay un error en alguna parte. No pude encontrar uno. Intenté ajustar el voltaje de entrada de 5 V a 20 V y no pude obtener resultados muy diferentes.

Ahora estoy un poco de vuelta al punto de partida, supongo. No sé cómo diseñar y elegir los valores como lo hicieron para crear su circuito de aplicación. Del mismo modo, ese enfoque no me permite realizar ningún tipo de lógica digital para mantener una corriente de salida constante. Parece que el elegante dispositivo interno se encarga de la señal de conmutación por sí mismo.

Cualquier consejo o sugerencia sería muy apreciada. Estoy buscando formas similares de lograr una corriente constante dadas diferentes cargas. Las aplicaciones en las que se puede usar un microprocesador son útiles porque puedo elegir diferentes corrientes de salida con facilidad (por ejemplo, 6 mA en lugar de 5 mA).

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Nota: Intenté vincular la hoja de datos y la página del dispositivo de Mouser, pero no pude hacerlo porque no tengo suficiente reputación. Una búsqueda rápida en Google debería llevarte allí.

Ese circuito es para voltaje constante, la corriente constante con retroalimentación analógica está a solo una pequeña modificación de distancia. En cuanto a por qué sale cerca de cero, presumiblemente algo está mal conectado o roto, y necesita hacer una depuración. Desafortunadamente, los conmutadores son más difíciles de depurar que los suministros lineales, un osciloscopio realmente ayuda mucho.
@Neil_UK Ciertamente. Tenía un osciloscopio cerca pero no terminé conectándolo a la salida. Supongo que estaba demasiado nervioso por la situación. Cuando regrese al laboratorio este fin de semana, me aseguraré de verificar tres veces mi placa de prueba y conectaré la salida al o-scopio en lugar de a mi multímetro. Me doy cuenta de que la salida tendrá cierta ondulación, pero aún debería tener un valor promedio relativamente alto (¡y no -30mV!)
5 mA en 40k ohmios requiere 200V. Podría ser más sencillo utilizar una fuente de alimentación HV y una regulación de corriente lineal (MOSFET de potencia como elemento de paso).

Respuestas (2)

Mi objetivo es crear un dispositivo que genere una corriente constante a una carga que varíe en resistencia de aproximadamente 1Kohm-40Kohm

Bien, hasta ahora todo bien.

Por el bien de esta pregunta, la corriente que estoy tratando de generar es de 5 mA.

5 mA a través de una carga de 1 kohm significa que el circuito debe suministrar 5 voltios a la carga. 5 mA a 40 kohm significa 200 voltios aplicados a la carga.

He leído un poco en los últimos días y el concepto de un convertidor de refuerzo en su forma más simple es bastante sencillo.

Aquí es donde surge el primer obstáculo porque un convertidor elevador solo puede producir un voltaje de salida que es mayor que el voltaje de suministro de entrada (especificó 12 voltios). Si su suministro es de 12 voltios y desea una corriente de 5 mA a través de una carga que puede variar entre 1 kohm y 40 kohm, entonces necesita un convertidor reductor-elevador; un refuerzo no hará lo que quieres.

Podría usar un regulador reductor para establecer un voltaje en (digamos) 4 voltios y luego usar un amplificador para entregar 5 voltios a 200 voltios, pero eso es llevar la tecnología demasiado lejos. Consideraría seriamente generar (digamos) 210 voltios usando un "refuerzo" y luego usar alguna forma de regulación lineal para entregar el voltaje requerido para la corriente correcta a la carga.

Cualquier consejo o sugerencia sería muy apreciada. Estoy buscando formas similares de lograr una corriente constante dadas diferentes cargas.

El tipo de "refuerzo" que usaría sería un convertidor flyback elevador como cualquiera de estos dos: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entonces, obtiene un suministro de CC regulado de alto voltaje y usa un regulador de corriente lineal para controlar la corriente a la carga. Si genera 210 voltios y necesita suministrar 5 mA, la disipación de energía en el peor de los casos será de poco más de 1 vatio en un cortocircuito, por lo que necesitará un disipador de calor pequeño.

Si puede permitir que su carga flote, entonces un sumidero de corriente constante bastante simple hará lo que quiera, siempre que elija un transistor de salida que tenga una clasificación de más de 210 voltios (se recomiendan 300 voltios): -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Las aplicaciones en las que se puede usar un microprocesador son útiles porque puedo elegir diferentes corrientes de salida con facilidad (por ejemplo, 6 mA en lugar de 5 mA)

Si desea que esté controlado por un microprocesador, puede generar una salida PWM y usar un filtro de paso bajo para crear un voltaje analógico que alimente a Vset.

@JoshuaGranger si está satisfecho con una respuesta en particular, considere aceptarla formalmente. Es el pequeño (casi invisible) precio que paga por obtener un buen asesoramiento gratuito sin que alguien intente venderle un seguro o una pensión LOL.
@Andy_aka bastante justo. Desde entonces he resuelto el problema. La parte inicial de su respuesta no ayudó mucho. Sin embargo, la parte final sobre el sumidero de corriente constante fue fundamental en mi solución. Por eso, he marcado tu respuesta como la correcta :) saludos

Incluso el NJM2360D no cambia, al menos debe obtener el voltaje de entrada en la salida a través del diodo. Entonces sospecho que el diodo podría estar invertido. Verifique en el ánodo del diodo, si no obtiene voltaje, el inductor podría estar abierto.

Es tarde en la noche, así que no puedo verificar en este momento. Sin embargo, cuando tuve el circuito en funcionamiento, verifiqué el voltaje del diodo. Llegó a un constante ~ .48V