Circuito de fuente de corriente variable de 0 a 2A

Estoy tratando de construir una fuente de corriente variable de 0 a 2A siguiendo la nota de la aplicación Linear .

Aquí está el esquema:

Esquema de fuente de corriente variable

El circuito es un amplificador diferencial (LT1995) que proporciona ganancia al voltaje desarrollado a través de una resistencia de detección. El voltaje de salida del amplificador se alimenta a un integrador inversor (LTI1880) con una red RC (R = 1k, C = 10 nF). La salida del integrador se alimenta a un filtro RC de paso bajo (R = 100, C = 10 nF) y ese voltaje se coloca en la puerta de un P Power MOSFET (IRF9530).

La fuente del IRF9530 está vinculada al "lado bajo" de la resistencia de detección (terminal que ingresa a la entrada P1 en el LTI1995 en la figura). El drenaje del FET lo he conectado a tierra para probarlo, pero planeo tener una carga de bobina inductiva en el futuro.

La corriente de salida en mis medidas no escala como V i norte 5 × R s . Este es mi objetivo para este circuito.

Sin carga conectada (el drenaje se deja flotando), proporciono voltaje en el pin de entrada (Vin), la salida del amplificador desarrollará una salida positiva como debería, pero el integrador se integrará rápidamente al riel negativo (-15V). El IRF9530 funciona con una puerta muy grande (-15 V) para generar voltaje en este caso.

Cuando el drenaje estaba conectado a tierra y el voltaje en la entrada estaba conectado a tierra, el voltaje de la compuerta FET era de -2.2V.

¿Alguien puede proporcionar una mejor imagen del funcionamiento del circuito y los lugares donde tal vez lo estoy ensamblando mal? He prototipado el circuito en la protoboard.

Hojas de datos LTI1995: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1995fb.pdf

¿Puede proporcionar un esquema de su circuito?
Hola Ricardo, Tanques de respuesta. Adjunto un esquema de todo el circuito en imgur: i.imgur.com/nOcO8Vi.png
Si está tratando de construir el circuito exactamente como en la nota de la aplicación, entonces no había necesidad de sacar el esquema. Disculpa, me equivoque. En cualquier caso, he incluido el esquema en la pregunta para usted.

Respuestas (2)

Aparentemente, su circuito funciona bien, simplemente no se da cuenta.

Con el drenaje flotando, el MOSFET no puede extraer ninguna corriente y, por lo tanto, el integrador sigue proporcionando una unidad de puerta cada vez más baja, tratando de extraer corriente.

Con el drenaje conectado a tierra y la referencia a 0 voltios, el integrador baja lo suficiente para comenzar a extraer una pequeña cantidad de corriente y satisface el bucle.

Lo que debe hacer ahora es obtener un conjunto de resistencias de potencia, como 10 ohm / 25 W, 20 ohm / 25 watt, etc. y usarlas como cargas. A partir del voltaje a través de sus resistencias de carga, puede determinar la corriente a través de ellas.

Sin embargo, antes de hacer eso, necesita desesperadamente proporcionar un disipador de calor para su MOSFET. Su disipación de potencia máxima a una corriente de 2A será de casi 30 vatios, en el peor de los casos (para resistencias de carga muy bajas).

También debe asegurarse de que su resistencia de derivación tenga una potencia lo suficientemente alta. Si está siguiendo la nota de la aplicación religiosamente y usa una resistencia de 0,2 ohmios, debe ser una unidad de 1 vatio o mejor, ya que a 2 amperios se disipará (2 x 2 x 0,2) = 0,8 vatios.

También haría bien en reconsiderar su cableado de alimentación. Es posible que los contactos en una placa de prueba sin soldadura no manejen bien 2 amperios.

Finalmente, debe asegurarse de que no puede proporcionar un voltaje de referencia superior a 2 voltios.

Y finalmente, le sugiero que haga una buena cantidad de pruebas con resistencias, para convencerse de que el circuito realmente funciona. Sospecho que puede encontrar que no funciona tan bien cuando le da una carga altamente inductiva como una bobina. Puede funcionar o no, ya que los efectos de la inductancia tenderán a contrarrestar los efectos del capacitor integrador de bucle y el resultado puede ser inestabilidad.

Por lo demás, enhorabuena.

Hola WhatRoughBeast, gracias por la respuesta y las consideraciones. Tengo un instrumento de resistencia programable que puede hundir 150 W, así que experimentaré con el barrido de la resistencia de carga hasta el límite de 500 ohmios. Tengo un buen disipador térmico para el MOSFET que estoy usando en un prototipo de PCB. Sí, esa es una de mis principales preocupaciones con respecto a la conducción de una bobina grande. El primer paso es verificar que puede conducir una corriente programable de 0 a 2 A en una carga fija de 50 ohmios.
Tenga en cuenta que, para una carga de 50 ohmios, no podrá conducir más de 0,3 amperios con su fuente de alimentación de 15 voltios. (15 / 50 = .3). Si desea ejecutar todo el rango de 2A, establezca la carga en ~7,5 ohmios.
¿Alguien podría decirme para qué sirve el integrador? Creo que la conexión directa del amplificador y la puerta mosfet sería suficiente. ¿O está evitando la oscilación?

La solución que terminé usando para este circuito fue deshacerme del LPF formado por el capacitor de 100 ohmios y 10 nF. Debe haber inestabilidad en el bucle porque cuando se incluye el LPF, la compuerta se baja al negativo (carril de -15 voltios).

Con el LPF eliminado, se puede lograr la funcionalidad esperada. La corriente entregada a la carga no sigue exactamente la ecuación, pero es lineal y lo suficientemente buena.

Gracias por los comentarios y el apoyo. Me encontré con otro problema en el que la salida de un DAC no puede controlar la referencia de voltaje (REF). Terminé poniendo un búfer entre y esto lo arregló.

Una topología alternativa que encontré en una nota de la aplicación Analog Device es: http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-968.pdf

De todos modos agradezco las respuestas. ¡Salud!

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