Fuente de alimentación controlada constante

Aquí hay un circuito de notas de aplicación que puede ser útil. El chip del monitor de energía es más económico que un multiplicador analógico y permite conectar a tierra la carga, lo que es una gran ventaja en muchas aplicaciones.

Como dice en la nota de la aplicación, el circuito se puede escalar fácilmente y la etapa de salida lineal simple se puede reemplazar con un bloque SMPS.

El circuito controla la potencia de la carga en paralelo con el divisor, por lo que se reduce un poco con resistencias de carga altas, pero aún no está mal, incluso con un nivel de salida de 100 mW.

Su circuito se ve conceptualmente bien, las preocupaciones incluirían el rango de voltaje de entrada del amplificador de instrumentación y su rechazo de modo común. La estabilidad es lo más probable que cause dolores de cabeza en muchos de estos circuitos.

Una forma de hacerlo sería utilizar diodos ya que tienen propiedades logarítmicas.

También sabemos que$P=V^2/R$, y también sabemos que R será constante (solo una resistencia, ¿no?), entonces podemos normalizar nuestra expresión a lo largo de estas líneas,$R=1Ω$.

Esto significa que podemos ir más allá con esta expresión:

Bien, podemos ir entre$e^x$y$\ln(x)$con diodos, resistencias y amplificadores operacionales. Quiero que esta respuesta sea breve y concisa, así que en lugar de explicar cómo funciona todo , le mostraré el resultado final con voltajes y, con suerte, podrá ver cómo y por qué funciona todo.

Aquí está el enlace en caso de que quiera perder el tiempo, digamos ... cambie el número 3. Simplemente desplácese con el botón del mouse cuando esté sobre el número, o vaya al lado derecho y cambie el control deslizante rojo "Voltaje".

El problema con esta configuración es el hecho de que los diodos deben coincidir, bueno, siempre se puede compensar con algunas resistencias... así que no es imposible , pero se puede hacer puramente en el dominio analógico.

Ciertamente es posible diseñar una fuente de energía constante, y el esquema que publicó es un enfoque, discutido por ejemplo aquí

Veo en los comentarios que necesitas > 100 Hz de ancho de banda. Según la naturaleza de la carga y el rango de potencia de salida, si es ajustable, es posible que tenga algunas dificultades para estabilizar el bucle. Si la carga es resistiva, por ejemplo, existe una función de transferencia altamente no lineal desde el voltaje (o corriente) de salida a la variable muestreada, es decir, la potencia de salida. Eso significa que la ganancia del bucle variará según el punto de operación. Sin embargo, el problema no es intratable, especialmente si tiene una carga bien caracterizada y no necesita operar en un amplio rango de potencias de salida.

Otra opción es usar un dispositivo de almacenamiento de energía (es decir, un capacitor o un inductor) para entregar pulsos de energía discretos y controlados a una velocidad precisa. Podría hacerse con un condensador conmutado o un inductor conmutado , pero en ambos casos la precisión dependerá de qué tan bien controlados estén esos pasivos, así como los voltajes de entrada y salida. Más académico, este tipo de solución.

Ciertamente es posible hacer una fuente de energía constante, aunque más difícil que el voltaje constante o la corriente constante, especialmente para la electrónica analógica. La verdadera pregunta es para qué lo quieres.

Para hacer una fuente de energía constante hoy, creo que la forma más fácil es comenzar con un convertidor reductor. No dijiste nada sobre el nivel de regulación o la ondulación, por lo que funcionaría un sistema de pulso a pedido. El procesador mide el voltaje de salida, la corriente de salida, los multiplica, luego hace un pulso cuando está por debajo del umbral de regulación.

La electrónica es la misma que la de un convertidor reductor normal, excepto por la detección de corriente de salida. El resto es firmware.

La carga de potencia constante que diseñé estaba compuesta por una CC/CC (no recuerdo, probablemente solo una aislada, pero no importa) que tenía una salida de voltaje constante y luego una etapa reductora, que cerraba el circuito en la corriente del primera p.a./p.a. Era muy simple y mucho más rápido que 100Hz. Supongo que fue alrededor de un ancho de banda de 3kHz.

Si la resistencia de la carga es constante, todo lo que necesita para controlar la potencia es controlar el voltaje sobre la carga. Es un trabajo fácil de LDO.

Con una corriente de carga desconocida/no lineal por encima, debe medirse. Conociendo la corriente y el voltaje en la potencia de carga se puede controlar.

Una de las sugerencias es usar el multiplicador en el circuito de retroalimentación: https://www.edn.com/design/analog/4461981/Easy-four-quadrant-multiplier-using-a-quad-op-amp

La segunda forma es modular la amplitud/ancho de los pulsos proporcionalmente al voltaje/corriente. La integración durante el período dará un valor proporcional a la potencia y se puede usar en el lazo de control.