Circuito controlador actual para impulsar el banco de solenoides

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Estoy trabajando en la construcción de un circuito de controlador de corriente utilizado para impulsar 8 solenoides (para los interesados, los solenoides producen campos magnéticos para usar en Zeeman más lento ). Mi problema es que hay una ondulación actual persistente que parece que no puedo eliminar. Cada bobina tiene una corriente diferente que varía de 2 a 8 amperios con, idealmente, un pequeño porcentaje de fluctuación. El circuito consta de 8 canales, cada uno de los cuales tiene un solenoide (resistencia de 1 ohmio, inductancia de 250 mH) en serie con un mosfet (FDP18N20F) y una resistencia de detección. El voltaje a través de la resistencia de detección y un voltaje de punto de ajuste se alimentan a un amplificador operacional (OP275) que acciona la compuerta Mosfet para configurar la corriente deseada. Cada canal es alimentado por una fuente común de 13.7V / 40A (tripplite PR50). Adjunto un croquis del circuito.

Cadacanalfuncionabienindependientementecuandolosotrosestánapagados.Sinembargo,cuandotodosestánfuncionandoyseestáconsumiendounaconsiderablecorriente,latensióndealimentacióncomienzaaondularse,loquedalugarafluctuacionesdelacorriente(lafrecuenciadeondulaciónesdeaproximadamente300kHz).AcontinuaciónsemuestraunatrazadealcancequemuestralaseñalacopladadeCAatravésdelaresistenciadedetección(valornominal1.8V)ylaondulacióndelatensióndealimentaciónde13.7V.

Miconfusiónesquelafluctuacióndelatensióndealimentaciónprovocafluctuacionesdecorrientemuchomayoresdeloesperado,dadoquelosmosfetsestánsesgadosenlasaturación.Miúnicaexplicaciónesquemicircuitodecontrolestáhaciendomásdañoquebienaleliminarlaperturbaciónenlafrecuenciaderizado.¿Esestaunaexplicaciónrazonable?Unasolucióneslimitarlaretroalimentaciónaaltasfrecuenciasmodificandoelcircuitoquesemuestraenlasiguientefigura,dondeseeligeRCparalimitarelanchodebandaaunospocoskilohercios.

Cualquier otra posible solución sería muy apreciada o aconsejada sobre cómo reducir la fluctuación de la fuente de alimentación. Gracias por adelantado.

    
pregunta user2966694

2 respuestas

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Agregue una resistencia adicional de aproximadamente 100 ohmios en serie con la puerta y su circuito es bueno.

Es probable que la capacitancia de compuerta pesada de su MOSFET esté causando oscilación. Pruebe 1K y 1nF para la serie RC con 100 ohmios en la puerta.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Esta es una respuesta continua, tiene posibles soluciones y muchas preguntas. Las preguntas pueden ser útiles para indicar qué intentar y pueden cambiar en utilidad a medida que avanza.

Esto es definitivamente soluble. Usted "solo" [tm] necesita descubrir cuál es el "controlador" principal y apagarlo. Su amortiguación PUEDE, en parte, involucra la aceleración de la respuesta de los controladores FET para que puedan rastrear cualquier cambio de voltaje en la fuente principal que no logre eliminar.

La "ondulación" se parece más a un pico de borde oscilatorio.
No es una fuente determinada, pero si un canal suena y modula la fuente de alimentación con un pico de corriente que conduce a un pico de voltaje, entonces si está presente en todos los inductores, el controlador debe rastrearlo para evitar que cause un pico de corriente en ese canal . Desacoplar todos los canales entre sí puede ser útil. No hace falta decir que los opamps deberían tener desacoplamiento estándar a prueba de balas de las variaciones de suministro de + 12 / -12.

¿Están todos los controladores de canal en la misma PCB?
¿Cuál es el método de construcción? - Breadboard / 2 capas PCB / 4 más tarde con planos de tierra y potencia / ...?

¿Todos los inductores V + terminan en común sin intervenir el filtrado?
y ¿hay desacoplamiento en la psu?
¿Cuáles son las longitudes de los cables y hay desacoplamiento por inductor y comparten una conexión común para el suministro?

es decir, aquí el "diagrama de circuito" es también realmente un diagrama de diseño físico que puede incluir la construcción de PCB, caminos a través del tablero. Conexiones de cableado, resistencias de cables, etc.

(Teóricamente) Una alimentación de 10A para 1uS cae un voltio en una tapa de 1 uF. La colocación de una cerámica de 10 uF entre la fuente MOSFET y el inductor positivo en cada ayuda puede proporcionar un desacoplamiento por inductor de un orden de impedancia que es útil. Acortar el cable del condensador a la fuente es probablemente problemático. Si el inductor tiene una conexión de 2 cables a la PCB, usar un retorno V + para la tapa de la fuente V + es un buen comienzo.

Además de las tapas anteriores, la colocación de una resistencia en la alimentación de cada inductor a cada bobina con la tapa a la fuente en el lado de la bobina debería ayudar. 0.1 Ohm caerá 1V a 10A e incluso más alto puede ser útil. ¿Qué tan grande está bien? Depende del espacio disponible en su suministro.

Si reemplaza temporalmente su suministro con una batería de automóvil de 12 V, ¿qué efecto tiene sobre el "ruido"?

    
respondido por el Russell McMahon

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