fuente de corriente del amplificador operacional oscilante

Sé que este tema se ha discutido mucho, pero parece que hay diferentes opiniones sobre las soluciones.

El problema es que estamos tratando de crear una fuente de corriente con un amplificador operacional que conduzca un FET como carga. Nuestro objetivo es tener un ancho de banda bastante alto para el bucle de regulación (¿un par de 100 kHz?), Pero la salida del amplificador operacional está oscilando.

Primera iteración

Usando un ADA4807 y un mosfet ST P36nE06. Los valores para las resistencias en serie (R2) y paralelo (R3) se eligieron de la hoja de datos de los amplificadores operacionales sobre la conducción de la carga capacitiva.

Hay una tapa de derivación de 100nF muy cerca de los pines de suministro y también una tapa de 2uF.

Hemos probado algunas cosas que incluyen:

  1. Subiendo la resistencia en serie a 50 ohm o 100 ohm. No lo arreglé.

  2. Agregar un límite de 1nF desde la salida a -vin del amplificador operacional, junto con una resistencia de 10k o 100k (integrador Miller). No ayudó.

  3. Cambiar la resistencia de 10mOhm a 100mOhm. Tampoco ayudó.

El prototipo está hecho en verroboard. No sé si eso podría ser un problema.

Creo que este amplificador operacional podría impulsar cualquier carga capacitiva, pero no parece funcionar para nosotros. ¿Qué estamos haciendo mal?

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (1)

La unidad de carga capacitiva del amplificador operacional indicada en la hoja de datos es de 15 pF, lo que da lugar a un sobreimpulso del 30 %. Sí, puede mejorar esto usando una resistencia en serie para impulsar el capacitor (el MOSFET es de aproximadamente 2 nF), pero aún está impulsando la capacitancia dentro de la red de retroalimentación de circuito cerrado y eso hace que agregar una resistencia no tenga sentido: simplemente cambia la fase más y hacerlo oscilar a una frecuencia más baja.

En una situación de bucle cerrado como esta, debe observar la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional y reconocer que nunca es ideal y que puede tener un margen de fase que es bastante pobre a altas frecuencias. Un margen de fase pobre significa que la retroalimentación negativa está cerca de convertirse en retroalimentación positiva y un poco más de filtrado RC (debido a la capacitancia de la fuente de compuerta) puede inclinar fácilmente la balanza de la estabilidad a la oscilación.

Debe colocar un capacitor desde la salida del amplificador operacional a la entrada inversora y colocar una resistencia (pruebe 1 kohm) desde esa entrada (pin 4) hasta el punto de retroalimentación en la resistencia de detección actual. Puede tener suerte y obtener el ancho de banda que desea, pero no hay garantía.

Hmm, está bien, entonces tiene sentido por qué la resistencia en serie no cambió nada entonces... Creo que la capacitancia de entrada del mosfet es de 2-3nF en realidad
El retardo incremental de la tensión de paso es de 100 ps/pF de carga y la impedancia de salida aumenta con la velocidad de giro. Sin embargo, el FET Ciss es muy no lineal. Insertaría un seguidor de emisor antes de la puerta con Re = 180 ohmios y mantendría todos los puentes lo más cortos posible. Y use una entrada de paso de 10V reducida a 100mV con un divisor de ~500:5 Ohm.
@Linkyyy sí, es más como 2 nF: corregí mi respuesta y agregué más explicaciones sobre por qué se convierte en un oscilador.
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