Respuesta inestable en el circuito Opamp + MOSFET para fuente de corriente controlada por voltaje

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Estoy intentando construir un controlador LÁSER de 1 amperio que puede pulsarse (a ~ 10kHz) y otorga control de la corriente con un voltaje (de un DAC, por ejemplo). Me gustaría escalar hasta 10 pulsos de Amp eventualmente. Probé este circuito común a continuación en una placa de pruebas, pero la respuesta es inestable. Las flechas indican lo que debería estar (aproximadamente) sucediendo, lo que confirmé en las simulaciones.

Estoy usando una resistencia de 500 mOhm 10 W para simular el diodo LAESR en la resistencia, y una resistencia de detección de 1 Ohm.

Estoesloquesucedeenlasalidadeopamp:

Y esto es lo que sucede en el nodo inversor (voltaje a través de la resistencia sensorial):

Intentécambiarlosvalores,perolascosassoloempeoran.PenséqueelopamperademasiadoanchodebandaasíqueaumentéellímitedecompensaciónC3.Laretroalimentaciónsevuelveestablecuandolohago4.7uF(sí,4.7uF),peroelVctrlpulsantehacesubirybajarlostiempos~1s.ElvalordeR3nopareceimportarmientrasestéallí.

Este es el opamp que estoy usando (MCP6022, no 602), y < a href="http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irli3705npbf.pdf"> este es el FET que estoy usando (IRLI3705N). ¿Es el opamp demasiado ancho de banda para esta aplicación? ¿Está corrigiendo demasiado rápido y sobrepasa? ¿Estoy atorado en la curva I-V del FET, por lo que un poco de voltaje de compuerta cambia la corriente exponencialmente? ¿Mi Vcc no es lo suficientemente grande? ¿Es esta incluso la solución VCCS correcta para una carga pulsada de 10 A?

    
pregunta Shubham

4 respuestas

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Un par de cosas pueden causar inestabilidad

1) Con tales impedancias bajas, debe asegurarse de tener un sistema de tierra de baja inductancia. Implementar esto en una placa de prueba de plug-in probablemente no funcionará, los parásitos son demasiado altos.

2) Eliminar C4: posiblemente esté provocando un cambio de fase en su ciclo de retroalimentación.

3) Tiene una tapa de 22pF (C3) desde la salida del amplificador a la entrada, pero la tiene conectada directamente a la resistencia de detección de 1 ohmio. Esto evitará que haga algo útil. Yo agregaría una restauración de 1k entre la resistencia de detección y la entrada inversora del opamp para aislar la trayectoria de retroalimentación de estabilización (C3) de la señal de frecuencia más baja de R4. Es posible que deba probar diferentes valores para C3. ¿Has simulado el circuito?

kevin

    
respondido por el Kevin White
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Un par de puntos ...

  1. Controle el suministro de 5 V, en caso de que esté provocando inestabilidad en él, o la señal de 300 kHz que está viendo es realmente su frecuencia de conmutación.
  2. Experimente aumentando R3 a al menos 1 kilohm, aislando así la salida operativa de una capacitancia de carga sustancial (Cgs del MOSFET).

Ahora, incluso si el aumento de R3 cura la oscilación, puede que no sea la solución, ya que disminuye el ancho de banda de la unidad MOSFET (puede medir los tiempos de aumento / caída del pulso con y sin el cambio, para determinar si su efecto Es dañino). Pero existe una gran cantidad de publicaciones sobre la estabilización de las plataformas de conducción de cargas capacitivas, que deberían ayudarlo a encontrar una mejor solución.

    
respondido por el Brian Drummond
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Agregue una resistencia entre R4 / M1 y el resto. 1K para principiantes, hasta 5 o 10K. Retire C4. Puede aumentar C3 en lugar del valor de resistencia.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Utilicé un mismo circuito para conducir un diodo láser con una corriente de hasta 500 mA. Tengo algunas recomendaciones como sigue:

  • Usa el amplificador operacional LM358
  • Eliminar C2 y C4
  • Use un transistor bipolar rápido para una mejor estabilidad como el D828
respondido por el Faraj

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