Medición de voltaje continuo y circuito de corriente.

La forma en que estos circuitos de "carga electrónica" se diseñan típicamente es disipar casi toda la potencia en el MOSFET y usar la resistencia de fuente (su R4) en una función de detección de corriente. Normalmente, R4 sería 1 Ω o 0,1 Ω.

Entonces, como menciona WhatRoughBeast, un disipador de calor es realmente una necesidad, a menos que su corriente esté en los pequeños 10 de mA, y quizás incluso entonces dependiendo del voltaje de salida del suministro bajo prueba (que corresponde estrechamente a la caída de voltaje a través del MOSFET cuando R4 es bajo).

Una resistencia grande en la función de detección de corriente agrega ganancia al bucle de retroalimentación (aumenta la ganancia del bucle ), lo que mueve el circuito de retroalimentación hacia la inestabilidad. Combinado con la capacitancia de puerta del MOSFET, me sorprendería si no está oscilando, incluso antes de poner en paralelo un segundo MOSFET. Por lo general, estas cargas electrónicas requieren una compensación del circuito del amplificador operacional para que sean confiablemente estables. En cualquier caso, un R4 grande empeorará las cosas, no las mejorará.

La forma típica de aumentar la capacidad es poner en paralelo todo el par MOSFET del amplificador operacional , volviendo al menos a la entrada no inversora. Debido a la entrada de alta impedancia del amplificador operacional, me imagino que un filtro de paso bajo servirá bien para dos etapas de "carga" en paralelo.

Pero si la energía que necesita disipar está por debajo de los 25 vatios, puede manejar eso con un disipador de calor y tal vez un ventilador para un enfriamiento activo.

Si realmente quisiera disipar energía en una resistencia, podría colocarla delante del MOSFET. Por supuesto, aún necesitará una resistencia de detección de corriente. Además, esto limita un poco la flexibilidad en cuanto al consumo máximo de corriente, pero podría ser una idea que valga la pena explorar.

No es un problema, es la forma en que funciona el circuito. Tenga en cuenta que, cuando funciona correctamente con retroalimentación negativa, las entradas + y - tienen esencialmente el mismo voltaje.

Ahora, una vez que su "DAC" produce un voltaje V, el mismo voltaje V aparece en R4. Dado que la corriente a través del FET y R4 es la misma, la potencia disipada en R4 será proporcional a V, mientras que la potencia disipada en el FET será proporcional a (V+ - 4), y para V mucho menor que V+ la potencia disipada en el FET será mayor que la potencia disipada en R4.

Su intento de poner en paralelo 2 FET no fue terriblemente incorrecto, pero diferentes FET tienen diferentes ganancias para el mismo voltaje de puerta, por lo que uno de los FET está acaparando la mayor parte de la corriente, pero en efecto, la ganancia del FET compuesto varía con el voltaje de la puerta, ya que si un FET está encendido y el voltaje de la puerta sube por encima del umbral de encendido del otro, la cantidad de corriente aumentará drásticamente. Esta no linealidad de ganancia, combinada con la carga capacitiva en el amplificador operacional debido a la capacitancia de la puerta, está causando que su amplificador operacional se vuelva al menos ligeramente inestable. Esto empeora cuando los componentes de alta frecuencia de su PWM superan el límite.

Es mejor quedarse con un FET y ponerle un disipador de calor. También debe verificar el voltaje a través de R4 y asegurarse de que su amplificador operacional / FET no esté oscilando, lo que consumirá mucha más energía que si se comportara bien.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figura 1. Ajustar PWM entre 0 - 10 V dará como resultado 0 - 10 V en la señal de retroalimentación. Los voltajes se miden entre R4 y M1.

Figura 1. Tabla de cálculo de potencia para V+ = 20 V.

Figura 2. Gráfico de potencia en R4 y M1 vs voltaje PWM. Tenga en cuenta que para el rango seleccionado, M1 disipa más energía que R4 ya que está cayendo más voltaje. Si continuamos con el eje X del gráfico hasta 20 V, PM1 volvería a caer a cero a medida que se reduce el voltaje a través de él.

¿Alguien tiene una idea de lo que podría estar sucediendo y cómo puedo resolver este problema?

No entiendo qué ha hecho con el segundo MOSFET, pero si se refiere al problema de disipación de calor, debe darse cuenta de que la combinación de M1 y R4 es su carga de prueba, no solo R4. El circuito está funcionando y necesita enfriar M1 adecuadamente.