Controlando la corriente a través del inductor de bajo valor

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Tengo un inductor del orden de 1uH cuya corriente deseo regular utilizando una señal PWM usando un circuito como este:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Donde tengo un microcontrolador que genera la onda cuadrada de 1MHz, que normalmente sería una señal PWM.

Según mi entendimiento, el ciclo de trabajo PWM debería ser tal vez 1/10 o menos de la constante de tiempo L / R (en este caso, la constante de tiempo L / R es de 10 microsegundos). Aunque mi circuito cumple con este requisito, la corriente que atraviesa el inductor en esta simulación es muy irregular, como esto:

SiincrementolafrecuenciadePWMa10MHz,laseñalaúnesirregular(queesloqueesperaría),perolaamplituddelacorrienteeneltiempoesmuchomenor,queesloquequiero.

preguntaApartedetenerunaseñalPWMmásrápida(noesrealmenteunaopción...miMCUessolotanrápida)oteneruninductordeESRmásbajo(tambiénunpocodifícil),¿cuálessonmisopcionesparalograresto?

¿ExistenICdefuentedecorrienteprogramablesquehaganeltrabajopormí?¿PodríausarunamplificadoroperacionalDAC+yconfiarenelESRdelinductor?

Editar:

Elusodeuncondensadorde47uFconlasolucióndeDmitryGrigoryevmedaunasalidadecorrientequeestámuchomáscercadeloquequiero.Lacorrientenotendráquesermoduladamuyrápidamente,porloqueusaruncapacitordemayorvalormefuncionabienymepermitereducirmifrecuenciapwma180kHz,queesloquepuedeproducirmiMCU.

Esteesungráficoactualgeneradoconuncapacitorde180kHzy47uF

Todavía me pregunto si algún tipo de solución op-amp + BJT sería completamente tonta o no.

pregunta johnny_boy

4 respuestas

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Agregue un condensador a su circuito en paralelo al inductor:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Elija el valor de capacitancia para que la frecuencia de resonancia de su circuito LC sea mucho más baja que la frecuencia PWM, pero mucho más alta que la frecuencia de las variaciones de corriente que desea producir. De esa manera, los efectos de resonancia no interferirán significativamente con la señal que estás tratando de generar.

    
respondido por el Dmitry Grigoryev
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Un enfoque simple es simplemente agregar un inductor adecuado (por ejemplo, 10uH o 20uH) en serie con el que está tratando de controlar.

Los dos dispositivos juntos se comportarán eléctricamente como un inductor de 11 o 21uH y la corriente a través de su 1uH será mucho más suave.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Creo que las formas de onda actuales coinciden con lo que esperarías de tu circuito. Con la ecuación de inductor estándar:

\ $ \ frac {di} {dt} = \ frac {V} {L} = \ frac {3.3} {1 \ times 10 {-6}} = 3.3 \ times10 ^ 6 As ^ {- 1} \ $

Una vez que su circuito alcance un estado estable, el cambio en la corriente durante un solo período de 0.5us es aproximadamente 1.3A, que es del mismo orden de magnitud que el cambio esperado:

\ $ 0.5 \ times 10 ^ {- 6} \ times 3.3 \ times10 ^ 6 = 1.65A \ $

    
respondido por el jfowkes
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Reconozco que no notó que el inductor se satura, es decir, no puede descargar su energía almacenada a 0, por lo que finalmente su componente de corriente CC es tan alto. El pwm es absolutamente lo correcto si solo el circuito tiene un circuito de retroalimentación y puede variar el ciclo de trabajo según el error. (Es decir, diferencia: vista - corriente esperada). Pero si el servicio pwm es constante todo el tiempo, entonces ... no hay nada que decir que: tonto circuito - > resultados tontos.

    
respondido por el Krzysztof Blaszkowski

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