Problema de alta corriente

tengo este circuito:

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Me pidieron que midiera la corriente de irrupción para esta sección del circuito.

Una salida flotante en realidad va a una entrada de microcontrolador y la otra va a un terminal de entrada de amplificador operacional. Mientras realizaba la prueba de corriente de irrupción, desconecté la conexión al microcontrolador y al amplificador operacional.

Estoy usando una carga electrónica para hundir los 5 mA en el lado del cátodo del diodo. Carga Electrónica

Esto es lo que observé:

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La corriente máxima a través del diodo es de 6,80 A durante un tiempo de alrededor de 10 us.

No puedo entender cómo puede haber una corriente tan grande a través del diodo D0001 a pesar de que es de corta duración. Compruebe también el tiempo de subida del voltaje de entrada.

¿Cuál es la razón detrás de una corriente tan alta a través del diodo D0001?

Probablemente cargando C0012/C0013. La simulación rápida de LTSpice con condensadores KEMET X5R y un tiempo de subida de 100 ns muestra un pico de 7,2 A (teóricamente).
¿Podría explicarme por qué sucede esto?
I = C d v d t
Pero me estoy poniendo como, I = 23.5nF * (32V/3us) = 250mA.
Amplíe el paso de voltaje de entrada. No podemos decirlo por la imagen actual, pero probablemente esté aumentando mucho más rápido.
La medida del alcance dice que el tiempo de subida del voltaje de entrada es 3us.
Entonces, básicamente, ¿la enorme corriente se debe solo a la fórmula I = C (dv / dt)? ¿Eso es todo?
¿Quizás la carga electrónica tiene una capacitancia de entrada que se suma a la capacitancia de su circuito de 23.5 nF? Intente probar la carga electrónica independientemente de su circuito real. Luego intente probar su circuito con la carga desconectada.
Claro gracias por la sugerencia

Respuestas (2)

q = i . t

6.8A durante 10 µs da Q = 68 µC; dado que el pulso tiene tiempos de subida y bajada distintos de cero, probablemente sea menor que eso, digamos que han circulado 30-60 µC de carga.

q = C V

La capacitancia de entrada total es de 47 nF, lo que requiere 1,5 µC para cargar a 32 V.

Entonces, ¿dónde se han ido los µC extra? El tiro de alcance da algunas pistas. Lo he ampliado, sería mejor si lo midieras con un barrido horizontal más rápido, pero eso servirá.

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Cabe destacar que el voltaje de entrada aumenta muy rápidamente, lo que significa que el primer par de capacitores antes del diodo se carga muy rápidamente. Luego, el pico de corriente de irrupción continúa mucho después de eso.

Una hipótesis podría ser: la carga electrónica tiene un límite de entrada. El pulso de corriente tiene una caída exponencial realmente agradable, que podría ser un límite dentro de la carga de carga, con una caída de corriente debido a su ESR, pero... eso se siente mal, porque la forma de las curvas no se ajusta a ese escenario.

Lo que creo que está sucediendo es que su carga electrónica probablemente tenga un amplificador operacional que controle un FET con una resistencia de fuente, actuando como un sumidero de corriente como este:

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Y antes de que se conecte la fuente de alimentación, la carga intenta extraer los 5 mA establecidos pero no puede, por lo que el opamp se recorta. Cuando se aplica la fuente de alimentación, el amplificador operacional tardará un tiempo en activarse, salir del recorte, entrar en el límite de velocidad de giro, etc., y durante ese tiempo el FET todavía está completamente encendido, lo que significa que la carga electrónica actúa como un valor bajo. resistencia, lo que permite un gran pico de corriente. Luego, la salida opamp finalmente convergerá al voltaje adecuado en la puerta MOSFET para obtener la corriente deseada. Esto explicaría muy bien el tiro del visor, incluido el decaimiento exponencial.

Entonces, lo que creo que estás haciendo es probar el comportamiento transitorio de tu carga electrónica.

Esta hipótesis se puede probar fácilmente midiendo la corriente de entrada de la carga electrónica solamente, dejando su circuito fuera de la imagen. Apuesto a que vas a encontrar exactamente el mismo pico.

Mientras está en eso, también puede probar el comportamiento transitorio de la fuente de alimentación, usando un MOSFET para cambiar rápidamente una carga resistiva, ver si el voltaje de salida cae o no.

Gracias por la respuesta. ¿Podría decirme, por favor, para qué sirve un amplificador operacional presente dentro de una carga electrónica? Solo para entender el propósito, estoy preguntando.
Esto es solo una suposición, pero generalmente estas cargas se implementan como una fuente de corriente controlada, construida como el esquema anterior. Habría otros circuitos, por supuesto, un microcontrolador, DAC para establecer la corriente, etc. El uso de un amplificador operacional proporciona una baja compensación y precisión.

En teoría, si la fuente de 32 V no tiene resistencia, la corriente de irrupción es infinita. Esto es cierto tanto para C8 como para C9 (y también para C12 y C13 si la resistencia del diodo es 0). Si conoce la resistencia R de la fuente de 32 V, entonces la irrupción inicial es 32/R. Puede trabajar hacia atrás a partir de su gráfico y determinar R a partir del pico actual. R=E/I =32/6,8= 4,7 ohmios. Esa es la teoría simple. En realidad, hay numerosos elementos no dibujados, como la inductancia de los cables, que dan un tiempo de subida finito y una curva suave.

Si la fuente de 32 V no tiene resistencia y tiene una velocidad de respuesta infinita ; no olvides ese.
Pero en mi caso, la corriente de irrupción depende solo de los condensadores, ¿no? Suponiendo que estoy usando una fuente de alimentación de banco de laboratorio para el voltaje de entrada. elektroautomatik.com/shop/en/products/… - Esta es la fuente de alimentación de banco que utilicé.