Problema de seguimiento de voltaje extraño con la construcción de fuente de alimentación regulada

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Estoy construyendo mi propia fuente de alimentación de CC lineal basada en el Farnell L30 (manual de servicio y diagrama de circuito here ) y me atengo principalmente al diseño original con algunas modificaciones para piezas y mejoras.

La sección de interés para este problema se muestra a continuación:

Paraestarcompleto,estoyusandoalgunospotenciómetrosde2.5kantiguos(rumboymulta)yestoymanejandolafuentedecorrientedeHowland(atravésdelospotes)conunsuministroconstantede5VbasadoenTL431.Además,enlugarderielesde15Vy-5V,tengorielesde+/-12V.

Noheincluidounesquemadeestoscambiosporquenosonrelevantesparaesteproblema,comoexplicaréenbreve.

Elproblemaquetengoesquelasalidadevoltajeesmuynolinealalajustarlospotes.Ignorandoelajustefino(establecidoen0),sidividoelajustedelpotenciómetroen9segmentos,aproximadamentelamitaddelasalidade30Vseentregaenlosprimeros2segmentos,yelrestoformaunarampalineala30V.

Aquíhayunatramadeloqueestoyhablando:

Tomóunpocodedepuración,perohellegadoalaconclusióndequeelproblemaresideenelcomparadordevoltajeopamp(IC2enelesquema).Enmicircuito,estaesunaentradaFETTL082yparecequetienealgoqueverconlascorrientesdepolarización.

Cuandotuvelasresistenciasde10kenlasentradas,obtuveelgráficoanterior.SicambioR14a20k,obtengoelsiguientegráfico:

Noesexactamentelineal,perolatasadecambioalcomienzoesmenor.

Esextremadamentedifícildepuraresteproblemacorrectamenteporquecualquierintentodemedirvoltajesenlasentradasdelamplificadoroperacionalhacequeelamplificadoroperacionalseenruteconlapérdidadecontrolquehacequelostransistoresdepasosesaturen(noesdeseable).Obviamente,elvoltímetrotomacorrienteyestoafectarálalecturaynecesitoelcircuitodecontrolensulugarpararealizarmedicionesefectivas,porloqueesunpocodoloroso.

Sinembargo,puedoconformarlosiguiente:

Lasmacetassonlineales

Lafuenteactualeslineal(paraprobaresto,vinculélafuenteactualalrieldereferenciade0Vatravésdeunaresistenciade1kyrastreéloscambios,todoperfecto)

Losrielesdesuministroalaseccióndecontrolyelvoltajedeactivacióndelafuentedecorrientede5Vestántodosestables.

Entonces,despuésdetodoeso,¿estaríadeacuerdoenqueestapodríaserlacausadelproblemaqueestoyviendo(tengopruebasexperimentales,peroaúnnoentiendolateoría)?

¿Puedealguienproporcionarunabuenaexplicaciónteóricasobreelefectoqueestoyviendo?

ACTUALIZACIÓN:

Algunasimágenesparadarleunaideadeldiseño:

ACTUALIZACIÓNADICIONAL:

[email protected]ónenelcomparadordevoltajeylasalida.Acontinuaciónheincluidoalgunasfotos(disculpelamalacalidaddelaimagen).A5V(comoseleyóerróneamentedemiDMMenunaconfiguracióndeCC),lafrecuenciadeoscilaciónesaproximadamente142kHzytengounaoscilaciónde1Vppenelpindeinversióndelamplificadoroperacionaldelcomparadordevoltaje(imagen#1)yunasombroso36Vppenelsuministrodesalida(imagen#2).

Parecequetendréqueresolverestasoscilacionesantesdecontinuar.¿Algunaideasobrequécomponentesmodificarparaeliminarlos?

    
pregunta Buck8pe

2 respuestas

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Le doy a @PlasmaHH la respuesta a este problema y su sugerencia de que el circuito puede estar oscilando. Como muestra mi pregunta actualizada, el circuito estaba de hecho oscilando y dado que la frecuencia de oscilación estaba relacionada con el voltaje del punto de ajuste y como mi DMM estaba promediando la señal de oscilación, obtuve una respuesta rara.

Quería decir cómo resolví el problema de la oscilación en caso de que alguien tenga el mismo problema. En primer lugar, revisé el bucle de retroalimentación para la estabilidad y al final descargué el esquema de compensación de 680k y 100nF para un límite de 100nF más simple entre la inversión del amplificador operacional y los pines de salida. También cambié el amplificador operacional a un NE5532 porque lo tenía a la mano y parecía alcanzar un voltaje de salida más alto antes de entrar en la oscilación.

Lo que encontré es que ninguna cantidad de compensación local detendría la oscilación del circuito, a medida que aumentaba el voltaje de salida. Pero el verdadero ganador fue agregar un límite de 470uF en la salida. Esto se especifica en el diagrama del circuito de Farnell, pero no lo había agregado a mi prototipo. Es obvio para mí ahora (pero no antes) que este es un componente muy importante para mantener la estabilidad. Si alguna vez llego al final de mi libro de Basso sobre sistemas de control para fuentes de alimentación, probablemente entenderé por qué. Pero, por ahora está funcionando!

    
respondido por el Buck8pe
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D2 conectado a la salida de su comparador IC2 creará una salida no lineal hasta que el diodo esté en plena conducción. Considérelo como una "característica" en lugar de un problema.

    
respondido por el Glenn W9IQ

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