Inca o sursa stabilizata reglabila... :)

[informer]

Salutare.
As vrea sa va consult pt. finalizarea unei mini-surse de alimentare inceputa acu` ceva vreme dar amanata de cateva ori, ca tot timpul era altceva de facut.
Nu stiu daca asa-i la toti dar eu de cand m-am apucat de electronica, acu` ceva zeci de ani, tot timpu` am revenit intr-un mod sau altu` la ideea de a face "sursa mea reglabila".
Chiar daca de-a lungu` timpului am cumparat niste surse gata facute (Voltcraft, Rigol etc.) ideea asta de sursa tot mi-a ramas pe undeva prin cap.
Inspirat de EEVBlog / Dave am dat si eu gres de 2 ori cu surse reglabile bazate pe LT308x asa ca am revenit la batranul 723. 
Inainte sa-mi ziceti ca-i "depasit" vreau sa spun ca-s constient de asta dar l-am ales din motive "nostalgice" si nu in ultimul rand pt. c-am avut 2 surse cu el care m-au servit bine peste 20 ani.
Deci, in mare este vorba de o sursa reglabila pt. consumatori mici si f.mici, tensiune 0.1V - 13.2V, curent pana la 300mA. 
Alimentare de la adaptor extern (15V / 500mA) sau convertor DC/DC de la USB la 15V (pe PCB).
Masurarea tensiunii si curentului pe placa, la curent 3 trepte comutabile electronic pana la rezolutia de 0.1uA.
Reglaje cu encodere, comutare ON/OFF si scala de curent cu switch-urile de la encodere, LED-uri pt ON/OFF si protectie supracurent, uC 18F46K22 / 32MHz, afisaj LCD 2 x 16 caractere.
Schema si poza atasate.

Problema este aparitia oscilatiilor in bucla de feedback pt. curent.
Bucla este alcatuita din IC6 INA214 ce amplifica tensiunea de pe un shunt de 0.1 ohmi, un operational MCP601 (IC7) pe post de comparator a respectivei tensiuni cu cea livrata de un DAC (IC3) iar iesirea operationalului comanda prin tranzistorul intern din 723 regulatorul serie.
Cunosc doar cu aproximatie matematica teoriei conform careia un amplificator cu reactie negativa se poate transforma usor intr-un oscilator daca exista un defazaj de 180 grade in bucla de feedback asa ca nu-mi dau seama daca ma incadrez cumva aici sau ba. 
Am obtinut rezultate mediocre marind condensatorul de compensare cu frecventa a amplificatorului de eroare din 723 la 100nF (!) dar asta mi se pare o "rezolvare" grobiana.
Spun mediocre deoarece oscilatiile n-au disparut complet la iesirea operationalului iar sursa nu functioneaza cum trebuie in regim de curent constant, chiar daca TENSIUNEA pe iesire nu are oscilatii in acest regim.
Daca ajuta pot sa postez ceva oscilograme dar intai vreau sa va intreb daca vedeti cumva vreo greseala "de concept"?!?

Multzam!
 

[sesebe]

Layout-ul?

Pune o arhiva cu tot proiectul Eagle.

Stii pe cineva ca re a facut-o si I-a mers bine?

[informer]

N-a mai facut-o nimeni... eu am proiectat-o... :D.

[Kosmin]

Pagina 14, paragraful 7.4.1 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina214-q1.pdf

Asa ochiometric poti incerca sa lipesti 1nF fix pe pinii 4 si5 ai CSA-ului sa vezi daca se mai linisteste.

 

Din poza placii pare ca rezistentele shunt sunt undeva sus in stanga langa mufa de alimentator extern pe cand csa-ul e cel mic si negru din dreapta sus (poate o fi pe bottom si nu il vad). Cum spune si sesebe o poza cu layoutul e mai edificatoare.

[informer]

Multumesc pt. raspuns.

Nu sunt trasee lungi in aceasta zona, INA-ul este chiar sub shunt, in capsula SC70 iar operationalul si 723-u` sunt si ele langa.

Am atasat o poza cu PCB-ul.

[sesebe]

O prima problema de conceptie pe care am reusit sa o identific:

• ai iesirea intre U+si U- dar divizorul la 723 este referit la masa. Asta inseamna ca tensiunea de iesire va varia in functie de curentul de sarcina.
• ar fi trebuit sa folosesti un amplificator diferential si pt tensiunea de iesire citind tensiunea exact de la bornele de iesire iar iesirea lui sa o pui la 723
• 723 in configuratia utilizata este una din cele mai proaste idei pt ca nu folosesti defapt nimic din facilitatile lui ci NUMAI amplificatorul lui de eroare care nu este unul stralucit.

Vezi ca am postat cu ceva vreme in urma tot pe un topic de surse (creat de mine?!?) schema la o sursa profesionala Agilent tot de putere mica. Caut-o si te inspira din ea. Functioneaza fenomenal de bine.....

 

N-ai vrut sa pui proiectul complet.

Nu-i nici o problema ca nu vrei sa-ti fie copiat dar eu nu reusesc sa ma descurc in imaginea postata.

Mai mult nu te pot ajuta dar banuiesc ca ai si ceva "bucle de masa" pt ca nu ai un plan de masa real fara intreruperi (din ceea ce-mi pot da eu seama).

Editat Iunie 18, 2018 de sesebe

[informer]

Atasez si un printscreen cu oscilograma in catozii diodelor D2/D3 (galben) si la iesirea INA214 (albastru).

In realitate oscilograma e mult mai "murdara", amplitudinea oscilatiilor nu e chiar constanta si nici perioada... asta-i un "single shut" cat de cat mai clar....

Manifestarea practica este ca sursa intra in regim de curent constant la valoarea corecta a curentului reglata dupa care valoarea efectiva masurata scade.

In regim de tensiune constanta totu-i plat, nu exista nici un fel de oscilatie.

La limita pot s-o las sa mearga asa, practic prea putin am nevoie de sursa in regim de curent constant, folosesc regimul asta doar ca protectie... da` mi-ar placea sa stiu unde am gresit... :D.

 

 

[alcon]

 

4 minutes ago, sesebe said:

Vezi ca am postat cu ceva vreme in urma tot pe un topic de surse (creat de mine?!?) schema la o sursa profesionala Agilent tot de putere mica. Caut-o si te inspira din ea. Functioneaza fenomenal de bine......

 

Care-i topicul, care-i link-ul?

[informer]

sesebe, nu stiu ce te face sa crezi ca am probleme cu copierea, banuiesc ca cine pierde vreamea sa copieze o asemenea sursa si mai ales sa scrie codul pt. ea, poate de fapt s-o faca singur, nu cred ca-i un fel de "nava cosmica"...   . Pot sa atasez si fisierele Eagle daca te ajuta sa identifici problema.

Ai dreptate cu caderea de tensiune pe shunt-ul de masura insa am considerat-o neglijabila dupa cum se poate calcula dealtfel.

Nu cred ca 723 mai are multe de oferit in afara de ce-am folosit deja adica referinta si amplificatorul de eroare plus tranzistorii aia... sau poate nu inteleg eu la ce te referi... poate ma lamuresti.

 

 

[sesebe]

Pai referinta ai combinat-o cu o referinta externa realizata cu 431 si apoi modificata din DAC-uri.

 

Aveti aici un link la schema la o sursa Agilent de precizie: E3646AE2.pdf ca sursa de inspiratie.

[UDAR]

Bucla de stabilizare a curentului are o amplificare foarte mare fără nicio compensare specială. Ai putea să încerci o compensare în jurul lui IC7. De asemenea s-ar putea să ajute schimbarea compensării lui 723 cu condensatorul între COMP și masă, nu INV ( vezi și Fig.20 din DS ) . Acel condensator este comun ambelor bucle . 

[informer]

Nu chiar, referinta interna am folosit-o impreuna cu tensiunea preluata de pe divizorul de iesire pt. a obtine tensiunea minima zero la iesire... sau ma rog, pe aproape.

431 este folosit intr-adevar pt. a genera o tensiune stabila la iesirea DAC-urilor da` nu vad care-i problema aici, tu cum ai fi facut?

Insa cred ca putin ne indepartam de subiect... oscilatiile sunt in bucla de curent si pt. bucla in cauza m-ar interesa viciile de conceptie nu pt. partea de referinte, stabilizare, masurare, DAC etc.

 

Am sa incerc filtrarea pe intrarea INA-ului insa fara rezistentele serie cred ca efectul condensatorului peste shunt o sa fie mic... dar incerc, multumesc pt. sfat.

 

 

[informer]

Multumesc Udar.

Condensatorul pt. compensarea amplif-ului din 723 l-am avut conectat la masa in versiunea 3.0... atunci am constatat oscilatiile si l-am mutat la IN- si marit la 100nF in v3.1.

De aia se vede strap-ul ala verde peste 723, in poza cu placa v3.0.

N-am "incetinit" IC7 pt. c-am citit despre o problema asemanatoare pe net si incetinirea caii de reactie era acolo contra-indicata.

Caut link-ul...

 

Asta-i link-ul: https://electronics.stackexchange.com/questions/33198/current-regulation-oscillation-problems

 

Si asta ar fi pasajul in cauza:

 

Put a cap between the output and the negative input of OA1 to slow it down. This may require a resistor between the current sense amplifier output and the negative input of OA1 so that the cap has some impedance to work against. Do not under any circumstances attempt to slow down the current sense circuit. That will only make things worse.

[sesebe]

incearca sa compensezi si pe IC7 (1-4) cu un condesator.

[Kosmin]

Ar mai fi o intrebare, cat de stabila e referinta din pinul4 ic7 (se observa cu osciloscopul) cand intra sursa in curent constant si oscileaza?