Medir el voltaje continuo y el circuito de corriente

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Estoy tratando de hacer un circuito que mida el voltaje continuo y la corriente de una fuente de alimentación, por lo que estoy controlando la carga aplicada mediante un MOSFET controlado en un circuito de retroalimentación cerrado. Al variar el ciclo de trabajo de PWM, que pasa a través de un filtro de paso bajo (haciendo un DAC), puedo controlar la cantidad de carga.

Pensé que la resistencia R4 estaría disipando la mayor parte de la potencia, pero en realidad es el MOSFET lo que disipa la mayor parte de la fuente de energía, así que decidí cortocircuitar la compuerta, el drenaje y la fuente del MOSFET con otro MOSFET para dividir la disipación pero comenzó a ganar algo de ruido en el MOSFET hasta la fuente PWM, lo que dificulta el control de la carga.

¿Alguien tiene una idea de lo que podría estar sucediendo y cómo puedo resolver este problema?

como se muestra en la siguiente figura:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Rinaldi Segecin

3 respuestas

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La forma en que normalmente se diseñan estos circuitos de "carga electrónica" es disipar casi toda de la potencia en el MOSFET y usar la resistencia de fuente (su R4) en una función de detección actual. Normalmente, R4 sería 1Ω o 0.1Ω.

Entonces, como lo menciona WhatRoughBeast, un disipador de calor es realmente una necesidad, a menos que su corriente esté en los 10s pequeños de mA, y quizás incluso entonces, dependiendo de la tensión de salida de la fuente bajo prueba (que corresponde estrechamente a la caída de tensión en el MOSFET cuando R4 es bajo).

Un resistor de gran tamaño en la función de detección actual agrega ganancia al bucle de realimentación (aumenta la ganancia de bucle ), que mueve el circuito de realimentación hacia la inestabilidad. Combinado con la capacitancia de compuerta del MOSFET, me sorprendería que ya no esté oscilando, incluso antes de poner en paralelo un segundo MOSFET. En general, estas cargas electrónicas requieren una compensación del circuito del amplificador operacional para que sean fiables y estables. En cualquier caso, un R4 de gran tamaño empeorará las cosas, no mejorará.

La forma típica de aumentar la capacidad es poner en paralelo todo el par de MOSFET de amplificador operacional , retrocediendo al menos a la entrada no inversora. Debido a la entrada de alta impedancia del amplificador operacional, imagino que un filtro de paso bajo funcionará bien para dos etapas de "carga" en paralelo.

Pero si la potencia que necesita para disipar es inferior a 25 vatios, puede manejarlo con un disipador de calor y quizás un ventilador para un enfriamiento activo.

Si realmente quisiera disipar el poder en una resistencia, podría colocarlo delante de el MOSFET. Todavía necesitarás una resistencia sensorial actual, por supuesto. Además, esto limita la flexibilidad hasta el punto máximo de extracción actual, pero puede ser una idea que vale la pena explorar.

    
respondido por el scanny
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No es un problema, es la forma en que funciona el circuito. Tenga en cuenta que, cuando funciona correctamente con retroalimentación negativa, las entradas + y - están esencialmente a la misma tensión.

Ahora, una vez que su "DAC" produce un voltaje V, el mismo voltaje V aparece en R4. Dado que la corriente a través del FET y R4 es la misma, la potencia disipada en R4 será proporcional a V, mientras que la potencia disipada en el FET será proporcional a (V + - 4), y para V mucho menor que V + la potencia disipada en el FET será mayor que la potencia disipada en R4.

Su intento de poner en paralelo 2 FET no fue horriblemente incorrecto, pero los FET diferentes tienen diferentes ganancias para el mismo voltaje de compuerta, por lo que uno de los FET acapara la mayor parte de la corriente, pero en efecto la ganancia del FET compuesto varía con la compuerta voltaje, ya que si un FET está activado y el voltaje de la puerta aumenta por encima del umbral de encendido para el otro, la cantidad de corriente aumentará dramáticamente. Esta ganancia de no linealidad, combinada con la carga capacitiva en el amplificador operacional debido a la capacitancia de la compuerta, está causando que su amplificador operacional se vuelva al menos ligeramente inestable. Esto se agrava debido a que los componentes de alta frecuencia de su PWM superan el límite.

Es mejor que te quedes con un FET y le pongas un disipador de calor. También debe verificar el voltaje en R4, y asegurarse de que su amplificador operacional / FET no esté oscilando, lo que consumirá mucha más energía que si se comporta bien.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 1. El ajuste de PWM entre 0 y 10 V dará como resultado 0 - 10 V en la señal de realimentación. Los voltajes se miden a través de R4 y M1.

Figura1.TabladecálculodepotenciaparaV+=20V.

Figura 2. Gráfico de potencia en R4 y M1 frente a voltaje PWM. Tenga en cuenta que para el rango seleccionado, M1 disipa más potencia que R4, ya que está disminuyendo la tensión. Si continuamos la tabla, el eje X hasta 20 V PM1 se reduciría a cero a medida que se redujera la tensión.

  

¿Alguien tiene una idea de lo que podría estar sucediendo y cómo puedo resolver este problema?

No entiendo lo que has hecho con el segundo MOSFET, pero si te refieres al problema de la disipación de calor, debes darte cuenta de que la combinación de M1 y R4 es tu carga de prueba. no sólo R4. El circuito está funcionando y necesitas enfriar M1 adecuadamente.

    
respondido por el Transistor

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