Sarcina activa reglabila => Proiect didactic

[Marian]

Salutari.

 

@valentin marcarian imi propusese la un moment dat dezvoltarea si realizarea unei sarcini active, la momentul respectiv raspunsul meu a fost unul negativ motivat de disipatie. Totusi dupa ceva analiza am ajuns la concluzia "de ce nu?", chiar am nevoie de asa ceva pentru testarea regulatoarelor mele, asa ca pana la urma am decis sa demarez un astfel de proiect, finalul va fi o sarcina activa pe care o voi folosi pentru uz propriu, si care va face obiectul unui nou proiect didactic aici la alimentatoare. Voi descrie totul pas cu pas, cu formule si calcule si scheme si teste, si toate cele, atat cat ma pricep.

 

Conceptul pe scurt:

-Un generator de curent constant ajustabil cu AO si mosfet.

-Un Arduino uno R3 care sa monitorizeze si sa afiseze anumiti parametrii pe un LCD2x16 si sa actioneze ceva protectii.

-Reglajul din potentiometru multitura.

-Tensiune maxima de test 40Vcc.

-Curentul maxim dorit ar fi pe la 10A, dar asta tine de puterea maxim disipabila, deci e de discutat aici.

-Vor fi 2 plaje de test pentru o mai buna precizie, 0-1A si 1-10A, cu o precizie estimata de 1mA si respectiv 10mA.

-Ventilatie fortata.

 

De partea scriere si optimizare soft de va ocupa @valentin marcarian, caruia tin sa-i multumesc si pe aceasta cale.

 

Primul pas ( cel putin din punctul meu de vedere ) il reprezinta calculele termice, ele decid regimul de lucru.

Am pornit de la un radiator pe care deja il aveam si pe care vreau sa-l folosesc aici, parandumi-se suficient pentru nevoile mele.

Nu am facut la celelalte proiecte ale mele si un calcul termic elaborat, o voi face acum in speranta ca poate ajuta si pe altii.

Nu-i foarte complicat daca ai suficienta rabdare.

 

Acesta este individul:

 

Dimensiuni radiator:

160mm*80mm*95mm

 

N-am gasit pe la marile magazine unul asemanator de la care sa pot estima o rezistenta termica asa ca am testat-o eu.

Aveam deja pe el montat un modul tiristor dublu serie, asa ca l-am folosit pe post de sarcina direct pe iesirile sursei mele de laborator.

Ma interesa rezistenta termica radiator-ambient pentru a sti cam ce putere pot disipa in el in functie de o temperatura maxim acceptata pe el.

 

Am testat intai varianta fara ventilatie, doar pozitionare verticala a aripioarelor pentru o circulare mai buna a aerului cald.

Am amorsat portile si apoi am reglat curentul la cca 10,7A si am masurat 1,8V, disipand deci aproximativ 19W ( suficient pentru scopul testului ).

Temperatura ambientala masurata a fost 21*C.

Dupa ceva mai mult de 40 de minute temperatura radiatorului era 33*C.

Deci rezistenta termica radiator-ambient fara ventilatie este:

Temperatura maxim acceptata pe radiator o vreau eu la 80*C, deci puterea maxima pe care o pot disipa in radiator pentru o temperatura ambientala de 25*C ar fi:

 

Am dorit sa testez rezistenta termica si la varianta cu ventilatie fortata.

Acelasi montaj si aceleasi conditii de lucru, diferenta fiind radiatorul pozitionat orizontal si un ventilator de 120mm alimentat la 12V stabilizati la unul din capetele radiatorului.

Dupa alte aproximativ 45 de minute, la aceeasi putere de 19W am masurat pe radiator 26*C la o temperatura ambientala de 22*C.

Rezistenta termica a devenit asadar:

In conditiile astea puterea maxim disipabila in radiator tot pentru cele 80*C maxim admis, si ambient 25*C, ar fi:

 

Puterile astea sunt cele care se pot disipa pe termen lung ( relativ continuu ) pe radiator fara a avea supraincalzire,

Pentru teste scurte se poate disipa si mai mult de atat.

Eu aleg ca si putere maxim dorita pentru teste de durata 200W.

 

Ca si mosfeti voi folosi IRFP3206, 4 bucati, avand astfel de disipat cate 50W cu fiecare.

I-am ales pe astia pentru ca ii aveam deja la dispozitie, si pentru ca sunt in capsule TO247 si pentru ca au Rds-On foarte mic, asta conteaza in vederea preciziei curentului de test la tensiuni mici ( cu cat Rds-On e mai mic, cu atat poti testa tensiuni de lucru mai mici ). Nu ca ar conta prea mult teste la sub 1V dar daca e...de ce nu. 

 

Trebui estimata temperatura maxima la care ar ajunge jonctiunea si comparata cu maximul admis de pdf, ca sa fim siguri ca este in regula, pentru asta trebui stiute celelalte 2 rezistente termice, cea "jonctiune-capsula" si cea "capsula-radiator".

 

In pdf-ul IRFP3206 se specifica ambele la niste valori tipice.

Rezistenta termica jonctiune capsula se specifica a fi la 0,54*C/W

Rezistenta capsula-radiator se specifica la o valoare tipica de 0,24*C/W, numai ca sta depinde de factori precum nivelul de finisaj al suprafetei radiatorului, tipul izolatiei folosite intre capsula si radiator, cu sau fara pasta...etc, deci trebui masurat si asta, asa ca asta am facut.

 

Am pus un astfel de mosfet pe un radiator mai bine finisat si l-am folosit pe post de repetor in sursa pe o sarcina rezistiva.

Am testat intai varianta fara izolatie, doar cu pasta termica, am reglat sursa de laborator astfel incat sa am pe mosfet 20W disipatie.

Dupa acelasi timp de ceva mai mult de 40 de minute am masurat pe radiator undeva in apropierea capsulei 43*C, in timp ce pe capsula am masurat 47*C, rezistenta termica de la capsula la radiator este astfel:

 

Este destul de aproape de cea din pdf, deci ok.

 

Am testat apoi si cu izolatie cu mica, si bineinteles pasta termica pe ambele fete.

Rezultatul in aceleasi conditii a fost 62*C pe capsula si 44*C pe radiator.

Rezistenta termica este acum:

 

Diferenta este semnificativa dar inevitabila la folosirea izolatiei.

 

Acum am tot ce-mi trebui pentru a calcula estimativ cam ce temperatura maxima va avea jonctiunea pentru cei 50W disipati de fiecare mosfet.

Intai varianta cu izolatie cu mica:

 

Temperatura maxim acceptata pe jonctiune in pdf este de 175*C, deci ar fi in parametrii.

 

Varianta fara izolatie, doar cu pasta termica:

 

Asa este mult mai bine, si ca atare voi folosi varianta fara izolatie, nu-i mare lucru sa izolez radiatorul de carcasa daca aceasta va fi una metalica, beneficiul este prea important pentru a fi ignorat.

 

Pentru moment ma opresc aici.

Cand o sa am timp o sa pun la punct si o schema preliminara si o voi prezenta aici.

Tin sa mentionz ca nu-mi bat capul cu desenat de pcb, Arduino deja are placa lui, LCD-ul la fel, trebui doar ceva conexiuni electrice intre ele, restul montajului va fi facut pe placute de test.

 

Toate cele bune. 

PS: Daca mi-au scapat ceva erori, cer scuze si va multumesc anticipat pentru eventualele corectii.

 

Editat Noiembrie 19, 2018 de Marian

[yo2mhj]

Wow, Marian...mi-ai citit gândurile...îmi simți dorințele...după alimentatoarele construite la îndrumarea ta...mai urmează și un dummy load.. mulțumesc!

[sesebe]

Daca vrei sa faci un load electronic "adevarat" atunci trebuie sa faci unul cu un timp de raspuns cit mai mic si fara a intra in overshoot/'undershot la variatia tensiunii.

In rest iti urez succes!

[Marian]

Mersi.

O sa fie si destul de "adevarat" si destul de simplu.

[Vlad Mihai]

Frumos proiect. De ce nu abordezi ideea unui control complet digital, sau e necesar sa fie "analogic"? Ai avea 3 optiuni:

-cea mai simpla cu un filtru RC si semnal PWM generat de arduino, iti iese un DAC bunisor cu o rezolutie pe 8 biti (PWM pe 8 biti) si un step de reglaj de 5/255= 19 mV. E foarte stabila, am implementat-o acum ceva timp si in controlul SMPS-urilor atacand amplificatorul de eroare; (dar aici pierzi la precizie)

-un potentiometru digital pe o interfata seriala SPI/I2C in locul semireglabilului; (depinde de rezolutie dar poti avea performante foarte bune)

-cea mai profesionala un DAC pe 10-12 biti care sa atace AO. (pe 12 biti si cu un cablaj bine pus la punct poti ajunge la precizia dorita)

 

Pentru solutiile digitale sunt exemple foarte ieftine pe net.

Ce am spus mai sus sunt doar pareri personale.

 

Bafta,

Vlad

[Marian]

Multumesc.

 

8 biti este prea putin, deci ar trebui un DAC extern decent pe 12 biti, pe langa faptul ca nu-s ieftine creste si complexitatea nejustificat de mult atat la soft cat si la schema.

Si-apoi eu o vreau 100% liniara, ori referinta creeata astfel ar veni de la o sursa in comutatie pana la urma, nu vreau sa-mi bat capul cu asta cand un banal 431 ofera o referinta precisa si termocompensata. 

 

Arduino e deajuns sa faca monitorizarea, afisajul parametrilor de interes si ceva protectii simple dar eficiente, voi elabora totul la momentul potrivit.

[Vlad Mihai]

Am inteles, e mai simplu asa. Totusi poti lua in calcul pe viitor urmatorul DAC, MCP4726, e un DAC pe 12 biti si pe I2C care e 4 RON bucata. Ca si complexitate ai nevoie de 2 rezistoare (pull up magistrala I2C) un condensator pe alimentare si daca optezi pentru referinta externa si o sursa de referinta, care poate fi chiar una cu TL431. Astfel scazi plaja de la 5 V (VDD) pana la 2.5 sau chiar 1.25 V cu ajutorul referintei si iti iese un step de 1.25/4096 = 0.3 mV, care ar trebui sa fie arhisuficient pentru precizia ceruta.

Sarcina mea activa e bazata pe un astfel de control cu acest DAC, avantajul e ca desi poate fi un pic mai complex din punct de vedere software (desi gasesti librarie pentru arduino ca sa comunici cu acest DAC) poti simula si automatiza mai multe scenarii pentru testarea unei surse de alimentare:

-teste tranziente regulate si rapide;

-diferite incarcari ale sursei;

-simularea unui latch-up (scurtcircuit);

-monitorizarea parametrilor pentru un timp indelungat etc. (eventual si un grafic ceva daca trimiti datele cumva la un calculator);

 

Pot oferi suport daca ai nevoie pe partea de control digital atat cat stiu si am experimentat.

 

Vlad 

Editat Noiembrie 19, 2018 de Vlad Mihai

[sesebe]

Dece vrei sa faci treaba doar pe jumatate?

Ori il facu complet analogic fara arduino si alte brizbrizuri ori daca tot bagi un arduino sau alt microntroler pune si un DAC pe 10-12 biti.

Pretul la un astfel de DAC e comparabil cu pretul la un arduino.

Si aici intevine si frumusetea utilizarii unui microcontroler si anume faptul ca poti face un load electronic mult mai complet.

Un astfel de load presupune sa poti seta ca valoare constanta la iesire

1. curentul
2. tensiunea
3. rezistenta 
4. puterea
5. plus alte automatizari de testare cum spune colegul mai sus.

Toate aceste setari e dificil sa le faci in domeniul analogic unde numai curentul sau tensiunea se pot seta lejer.

Nu trebuie sa te sperie utilizarea unui DAC, se vor gasi persoane sa te ajute daca ai probleme.

Editat Noiembrie 19, 2018 de sesebe

[Mircea]

Ofer eu DAC de 12b. Pe SPI, ca sa reducem numarul de piese externe (in your face @Vlad Mihai ). 

 

Dar cum s-a optat pentru Arduino, nu pot ajuta cu programarea.

 

Cu DAC poti face variatia atat liniara, cat si logaritmica, anti-logaritmica, audio... etc.

 

De ce ne limitam la 40Vcc? De ce nu mai mult?

[vijelie02]

De ce ne limitam la 40Vcc? De ce nu mai mult?

 

Un motiv ar fi mosfet-ul ales.

[Vlad Mihai]

@sesebe Corect, eu nu am mai povestit despre modurile de operare: CC, CV, CR si CP pentru ca oricum ultimele 2  deriva din primele doua, tensiune si curent constant. Am ocazia sa lucrez cu o astfel de sarcina electronica profesionala de la BK precision si are toate modurile amintite de operare, inclusiv interfata de acces PC pentru control si monitorizare.

 

 

Spor,

Vlad

[Marian]

Intai de toate tin sa va multumesc tuturor pentru interesul neasteptat.

 

Scopul topicului este aportul tehnic cat mai complet pe tema data, pentru sectiune, de asta am si facut prezentarea aia lunga in prima postare, este si va ramane un proiect didactic inainte de toate ( atat cat ma pricep eu desigur ).

 

In acest sens o sa pastrez directia aleasa la inceput, voi dezvolta si testa si apoi optimiza intai o varianta liniara, cand voi fi multumit de ea voi posta totul in cat mai multe detalii aici.

Ulterior pentru ca s-au facut propuneri interesante o sa pun la punct si o varianta digitala, ramane Arduino pentru ca pe ala am de gand sa-l folosesc si voi folosi un dac pe 12 biti si ceva encoder, plus om mai vedea la momentul potrivit ce functii suplimentare oi mai implementa ( daca va fi cazul ).

Este o solutie de compromis pe care am gasit-o eu cea mai potrivita si utila pentru forum, asa proiectul ar fi mai complet si mai flexibil, cititorul putandu-si alege varianta potrivita pentru el ( eu voi folosi varianta digitala ).

 

Revin cand voi avea noutati.

Editat Noiembrie 20, 2018 de Marian

[Marian]

Ca o continuare a primei postari m-am gandit sa refac calculul termic de mai sus dar in directie inversa, adica se da o putere dorita si se cere aflarea radiatorului necesar.

Probabil multi deja stiti ce va urma, deci daca va plictisesc, asta e...

 

Sa zicem ca se vrea o putere maxima de 100W, se folosesc 2 bucati din aceeasi mosfeti de mai sus, si se cere sa se afle ce radiator ar fi potrivit pentru asta.

Trebuiesc intai stabilite niste praguri de temperatura, si incep direct de la jonctiunea mosfetilor, in pdf se specifica o temperatura maxim admisa pe jonctiune de 175*C.

Aleg un maxim de 130*C la care accept sa ajunga jonctiunea ( pragul asta nu-i batut in cuie, puteti alege altul ).

Din pdf-ul mosfetilor stiu ca rezistenta termica intre jonctiune si capsula este de 0,54*C/W.

Cu 2 mosfeti si 100W, disipam cate 50W prin fiecare. 

Temperatura maxima admisa pe capsula nu poate fi mai mare de:

 

Adica pe rezistenta aia termica dintre jonctiune si capsula "pica" ceva *C functie de pterea disipata ( asa cum pe o rezistenta electrica ar pica ceva tensiune la un anumit curent ).

Valoarea obtinuta se scade din maximul admis pe jonctiune si se obtine temperatura maxim admisa pe capsula. 

Mai departe trebui aflat care este temperatura maxim admisa pe radiator, pentru asta ne trebui rezistenta termica dintre capsula si radiator.

In testul meu am masurat cu izolatie ( foita de mica si pasta termica ) 0,9*C/W, si asta o sa iau in calcul:

 

Deci radiatorul nu poate depasi 58*C ca sa indeplinim conditiile de lucru cerute. 

Pentru asta este nevoie ca radiatorul sa aiba o anumita rezistenta termica, si asta trebui aflata, stiind ca ambientul este 25*C si puterea totala este de 100W:

 

Mergem pe site-ul unui magazin unde se poate face o cautare parametrica si ne uitam la radiatoare, sortandu-le dupa rezistenta lor termica, si alegand pe cel potrivit.

Daca nu gasim valoarea exacta rezultata din calcule, alegem varianta de radiator cu o resiztenta termica imediat urmatoare in jos ( adica mai putin de 0,33 atat cat am gasit noi ca trebui ). Dau un exemplu, la TME oferta este destul de subtire, am mers la Farnell:

https://ro.farnell.com/h-s-marston/97cn-02500-a-200/heat-sink-0-33-c-w/dp/170769

 

Sigur, se poate alege o temperatura maxim admisa pe jonctiune ceva mai mare ( totusi nu cu mult ), si se poate merge fara izolatie intre capsula si radiator obtinandu-se o rezistenta termica acolo mai mica, si deci o temperatura maxim admisa pe radiator ceva mai mare, si implicit un radiator mai mic.

Se poate deasemeni folosi ventilatie fortata, cat de eficienta ar fi depinde de radiator si ventilatorul folosit, deci trebuiesc facute ceva teste, in principiu ar trebui ca rezistenta termica sa se injumatateasca ( poate chiar mai bine ), deci la selectia radiatorului puteti merge pana la 0,66*C/W ( 0,66K/W ).

 

Si varianta de radiatoare cu ventilator inclus:

https://www.tme.eu/ro/katalog/#id_category=100095&s_field=artykul&s_order=ASC&visible_params=2%2C775%2C329%2C139%2C328%2C138%2C777%2C5%2C776%2C763%2C511%2C2590%2C10&used_params=763%3A25110%2C24596%3B

 

Asta ca sa vedeti cat de dificil sunt de disipat 100W...

 

 

Editat Noiembrie 25, 2018 de Marian

[Marian]

Salut.

 

Intru in varianta analogica, si cam asta ar fi schema elementara care trebui dezvoltata:

 

Asa cum am zis tema ar fi un maxim de 10A si 40V, cu o putere continua maxim disipabila de 200W. 

 

Mosfetii

Desi am specificat deja ce tip de mosfeti voi folosi, trec totusi in revista cateva criterii de selectie pentru a face mai usoara alegerea lor.

Stim deja conform calculelor de mai sus ca vor trebui 4 bucati in paralel.

-Tensiunea lor maxim admisa in pdf va trebui sa fie mai mare decat tensiunea maxim dorita in montaj, in cazul de fata mai mult de 40V ( orice de la 55-60V in sus este ok ).

-Curentul lor maxim va trebui sa fie mai mare decat curentul maxim dorit prin fiecare, in cazul de fata 10A prin 4 perechi inseamna 2,5A prin fiecare ( de regula curentul din pdf este de ordinul zecilor, deci nu va fi o problema ).

-Rds-On este bine sa fie cat mai mic ca sa putem trage din sursa de testat curenti mari la tensiuni cat mai mici de iesire, in principiu daca e sub 0,02 Ohm ( 20m Ohm ) ar trebui sa fie ok.

-Ciss este capacitatea de intrare in poarta, este in cazul de fata si sarcina capacitiva pe care iesirea AO o vede, este important sa fie cat mai mic posibil, as zice chiar mai important decat

 Rds-On ( discutabil ) pentru ca influenteaza atat stabilitatea AO cat si viteza de reactie globala, deci acordati-va timp suficient de selectie pentru.

-Capsula testata de mine este TO247, deci calculele termice facute de mine la teste sunt valabile doar in cazul ei, insa ar trebui sa fie ok si la alte capsule ( TO264 sau poate chiar si TO220 ), puteti face voi ceva teste pentru a determina rezistenta termica dintre capsula si radiator pentru capsula de interes, ori puteti cauta ceva valori de principiu pentru ea.

 

Eu asa cum am specificat de la bun inceput voi folosi IRFP3206 din simplul motiv ca ii am deja, si-s tocmai potriviti aplicatiei.

Schema deci devine:

 

Veti observa probabil ca nu am pus valori la rezistentele din porti.

Ele sunt necesare pentru stabilitatea AO versus sarcini capacitive, insa valorile lor ar putea fi necesar sa fie optimizate la teste practice in functie de AO si mosfetii folositi.

Ca si sugestie de principiu cateva zeci sau poate sute de ohm ar trebui sa fie ok ( deasemeni discutabil ).

 

Shuntul

Este R1 si valoarea sa determina curentul tras din sarcina, tinand cont ca pe el se va regasi valoarea Vref.

Alegerea sa este un compromis intre puterea maxim admisa a fi disipata pe el, si precizia la curenti de sarcina mici.

Trebui aleasa o cadere de tensiune maxim admisa la curentul maxim dorit, stiind ca acea tensiune va fi si minimul posibil de testat ( ignorand pe Rds-On ).

Daca sursa de test este cu plecare de la 0 atunci ne dorim sa putem testa tensiuni cat mai mici. 

Tensiunea maxim admisa pe shunt la curentul maxim, va fi totodata si pragul de sus al Vref.

Aleg un maxim pe shunt de 0,5V, ceea ce inseamna ca voi disipa maxim 5W pe el.

Cu 0,5V la 10A, valoarea shuntu;ui trebui sa fie:

 

Deci avem nevoie de un shunt la 50m Ohm, si as zice eu ( si altii la fel ca mine ) de o putere minim dubla fata de maximul de disipat, adica sa fie de minim 10W.

Poate fi un shunt compus din mai multe rezistente in paralel, important este sa se obtina in final parametrii astia.

Pare o chestie banala insa alegerea shuntului poate fi o veritabila aventura.

Ce-i disponibil la magazin, ce e pe stoc, ce combinatie este cea mai potrivita...etc.

Credeti-ma pe cuvant, nu va fi simplu sa alegeti shuntul cel mai potrivit.

In cazul de fata vad ca exista si variante directe, adica o singura rezistenta de 50m Ohm la 10W, am insa 2 obiectii:

-Nu-mi place ideea de a duce 10Acc printr-un singur pin ( o singura lipitura ), prefer macar 2 rezistente in paralel.

-Toleranta este de 5% ( vorbesc de oferta TME ), si ce rost are sa te chinui peste tot sa obtii precizie daca pui un shunt atat de imprecis? Deci macar 1%...

 

Dupa cateva minute bune de cautari pe TME am mers pana la urma pe 3 bucati in paralel din astea:

https://www.tme.eu/ro/details/oar3r100flf/rezistente-3w/tt-electronics/

 

Rezistenta totala obtinuta va fi astfel mai mica, respectiv 33m Ohm fata de 50 cat doream.

Este un compromis deseori impus de ce gasesti disponibil.

In cazul de fata caderea maxima pe shunt ( si totodata Vref maxim ) va fi 330mV la 10A si vom disipa un total de 3,3W, in timp ce puterea cumulata a shuntului este de 9W, deci e ok.

Dezavantajul insa va fi la curenti mici unde precizia va scadea sensibil, insa tot ar trebui sa putem testa pana la sub 100mA cu o precizie acceptabila, deci...

Sigur, daca se doresc precizii foarte bune la curenti mici atunci va trebui ales un shunt dublu, adica unul mic pentru curent mare, si unul mai mare pentru curenti mici, comutabil fie cu releu fie cu un comutator, fie eventual cu 2 seturi de borne, din nou este o chestiune discutabila de aceea n-o sa intru in astfel de detalii, alegerea va apartine.

 

Deci schema acum este:

 

Alimentarea AO

Aici trebui sa avem suficienta tensiune disponibila pentru ca AO sa poata deschide suficient mosfetii.

Fiecare mosfet va trebui sa conduca maxim 2,5A, ma uit in pdf si caut graficul asta:

 

La 2,5A vad pentru curba de 25*C ( temperatura jonctiunii ) foarte putin peste 4V, deci conchid ca un AO alimentat la 5V este ok. 

Precizia celor 5V de pe alimentare nu-i cruciala, un 7805 ar trebui sa fie deajuns, spre exemplu:

https://www.tme.eu/ro/details/l78m05abv/regulatoare-de-tensiune-neregulata/st-microelectronics/

 

Toleranta la el este de 2%, deci o abatere de maxim +/-0,1V fata de valoarea standard, nu-i deloc rau, dar daca vreti toleranta mai buna gasiti la regulatoarele LDO, spre exemplu:

https://www.tme.eu/ro/details/ts2937cz-5.0/regulatoare-de-tensiune-neregulata-ldo/taiwan-semiconductor/

 

Asta are 0,2%, deci o abatere foarte mica, de +/-10mV, totusi regulatoarele LDO pot fi mai predispuse la instabilitate, si oricum e overkill dupa parerea mea, deci merg pe primul, si schema devine:

 

In caz ca va intrebati, motivul pentru care am pus 2 conzi mici in paralel de valori diferite pe alimentarea AO, este ca se obtine un spectru de impedanta ceva mai bun pentru decuplarea locala, vrem ca AO sa reactioneze rapid la schimbari de sarcina, si pentru asta decuplarea trebui sa fie cat de cat ok.

Se pot folosi 2 conzi SMD 1206 suprapusi pe un singur set de pad-uri, de fapt chiar recomand asta, daca nu mergeti pe SMD atunci nu-i capat de tara sa puneti 1u langa 100n.

 

AO

Poate v-ati intrebat de ce mi-am batut capul sa aleg un regulator asa mic si la limita.

Acuma o sa vedeti si de ce, pentru ca operationalul folosit va trebui sa poata sa:

-Fie alimentat asimetric.

-Citeasca de la masa, adica intrarile vor trebui sa poata citi tensiuni pana la masa.

-Iesirea va trebui sa poata merge pana aproape de masa pentru a putea comanda optim la curenti mici. Ce-i drept chiar si la curenti mici Vgs e destul de mare, deci cursa minima a iesirii nu-i critica, insa nici nu strica sa fie cat mai buna.

-Tot iesirea va trebui sa poata merge cat mai aproape de alimentare ( V+ ) pentru ca sa avem suficienta tensiune de comanda la mosfeti. Deja am ajuns asadar la un AO rail-to-rail...

-Un aspect foarte important este offset-ul de pe intrari, sa fie cat mai mic pentru ca el influenteaza precizia, mai ales la curent mic de sarcina. Daca e sub 1mV ar trebui sa fie ok.

-Avand in vedere ca se lucreaza in curent continuu, nici SR-ul si nici banda de frecvente nu-s cruciale, insa nici nu strica sa fie cat de cat ok.

 

Toate astea sunt mai usor de indeplinit la 5V alimentare ( sau cel putin asta am putut observa eu, se poate sa ma si insel ).

Pentru ca mi-a fost sugerat de Smilex si am lucrat cu el, il propun pe asta ( poate fi ales si altul ):

https://www.tme.eu/ro/details/mcp6022-i_p/amplificatori-operationali-tht/microchip-technology/

 

Are offset destul de mic, SR si banda ok, este rail-to-rail si la intrari si la iesire, si poate fi alimentat asimetric cu pana la 5,5V.

Deci schema devine:

 

Vref

Aici arhicunoscutul 431 este deajuns, iata o varianta:

https://www.tme.eu/ro/details/tl1431iz/surse-tensiune-de-referinta-circuite/st-microelectronics/

 

Toleranta 0,4% e arhisuficienta pentru un control analogic.

Ca sa ajustam curentul de sarcina avem nevoie de un potentiometru si un divizor de tensiune, preferabil toate cu toleranta cat mai buna.

Mai important ca toleranta pentru un control analogic mi se pare insa ca potentiometrul sa fie totusi multitura, sa poti regla cat mai precis curentul.

Din pacate sunt al naibii de scumpe... Nu stiu daca nu cumva bat campii dar vazusem mai demult chiar si aici pe forum niste butoane care pareau sa faca dintr-un potentiometru normal unul multitura ( daca ma insel, cer scuze ). 

Alternativ se poate adopta strategia de reglaj cu 2 potentiometre normale, unul cu reglaj brut si unul fin, este o varianta mult mai ieftina si potential destul de ok, deci sa zicem ca pe asta o aleg, schema finala devine:

 

Potentiometrele pot fi altele ( de alte valori ) cu redimensionarea divizorului in mod corespunzator.

 

Si pentru ca m-am lungit destul de mult, ma opresc aici.

Daca am strecurat vreo eroare pe undeva cer scuze, n-a fost cu intentie.

La o postare urmatoare o sa pun totul in multisim sa verificam virtual cum se comporta.

 

Spor.

Editat Decembrie 7, 2018 de Marian

[valivoi]

Buna seara ,domnule Marian credeti ca in realizarea proiectului dvs v-ar fi utile niste macros arduino sprint-layout 6.0?Daca da pot sa atasez aici fisierul cu ele?