Rangkaian presisi CC CV atau catu daya

Saya ingin merancang rangkaian CC / CV (arus konstan / tegangan konstan) di mana saya dapat mengatur batas tegangan atau batas arus dengan rentang 0 hingga 5V DAC. Saya tahu cara mendesain sirkuit CC dan CV variabel:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Inilah masalah saya, saya perlu merancang tegangan konstan yang dapat diprogram cukup akurat dan rangkaian arus konstan (output perlu 0,1% dan dalam 100uV dari input DAC) porsi arus konstan juga membutuhkan akurasi yang sama dan untuk dapat sumber 200mA pada 0V hingga 7V.

Saya juga memiliki suhu req dan kebisingan req jadi saya akan membangun ini dengan op amp tempco rendah op amp kebisingan rendah. Saya tidak begitu khawatir tentang itu sekarang. Saat ini saya sedang berusaha menemukan topologi sirkuit yang baik, yang dalam semua literatur yang saya miliki jenis sirkuit ini tidak tercakup. Saya tidak ingin menggunakan DC ke DC karena riak.

Apa topologi sirkuit yang dapat saya gunakan untuk membangun sirkuit CC / CV presisi?

(Saya juga bisa menggunakan LDO presisi jika diperlukan) Poin bonus jika dapat sumber dan tenggelam saat ini, saya dapat membangun rel di sekitar sirkuit.

Jika Anda ingin presisi, maka sumber CC Anda tidak memotongnya, apa dengan transistor alpha an 'all.

Cara klasik untuk melakukan ini adalah dengan dua loop

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Baik tegangan dan umpan balik saat ini diskalakan dan dirujuk ke ground, dan dibandingkan dengan DAC Anda, dan perbandingan ATAU ke dalam kontrol output, sarankan darlington untuk kenyamanan. Apapun loop yang 'over' akan menarik kolektor dan mengatur output.

Perhatikan bahwa stabilitas perlu dipertahankan, yaitu dirancang untuk, sehingga perbandingan dilakukan dengan gain yang rendah. Jika perolehan tinggi diperlukan untuk presisi, tambahkan integrator di loop. Saya akan menebak bahwa harus datang setelah kontrol ATAU, jika tidak integrator tidak aktif akan jenuh dan butuh waktu lama untuk pulih ketika diperlukan untuk mengambil alih.

Dengan tegangan rendah dan kebutuhan Anda saat ini, hanya pasokan linear yang dibutuhkan.

OK, jadi apa yang saya sarankan sebenarnya adalah dua loop: loop arus melewati loop tegangan. Itu berarti, Anda memiliki perintah saat ini (yang akan menjadi batas), kemudian perintah tegangan. Output ke DAC adalah maks (perintah tegangan / keluaran loop saat ini). Jadi selama batas saat ini tidak tercapai, loop saat ini jenuh dan tidak mengganggu. Satu-satunya hal yang harus Anda lakukan adalah mengukur tegangan dan arus, yang merupakan hal yang cukup mendasar.

Per sirkuit-baik, Anda tidak mengatakan sepatah kata pun tentang persyaratan tegangan / arus. Jadi mungkin sebenarnya cara paling sederhana adalah pengikut emitor untuk penguatan daya DAC dan resistor indra arus yang sangat kecil untuk pengukuran saat ini.

Tergantung pada aplikasi Anda dan komponen digital yang tersedia, saya dapat menyarankan sigma-delta ADC untuk mengukur arus. Beberapa memiliki PGA yang sangat bagus, sangat akurat, sehingga Anda dapat menyesuaikan sistem dengan sangat baik.

Jadi skema di bawah ini. U3 adalah mikrokontroler Anda. Dalam arti seluruh sistem mirip dengan satu dari jawaban yang lain, tetapi loop saat ini harus lebih mudah disetel, tetapi akan memiliki bandwidth yang lebih rendah.

Maaf, amp instrumental INST; juga lupa resistor di pangkalan, tetapi Anda mendapatkannya.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Beberapa kata lagi tentang perilaku sistem. Jika semuanya dilakukan dengan benar, loop saat ini akan mulai dari nol dan akan meningkatkan tegangan secara perlahan hingga perintah tegangan. Tetapi jika sistem biasanya bekerja dalam mode CC, ada beberapa kasus khusus. Jika beban tiba-tiba terputus, kemudian dihubungkan kembali, untuk beberapa waktu mungkin di bawah arus lebih tinggi dari batas. Jadi mungkin penting untuk mendeteksi beban terputus dan mengatur ulang loopm PID saat ini

- tergantung pada spesifikasi sistem, jika tidak saya TIDAK akan menggunakan DAC melainkan PWM 10 bit (1024)

- Saya akan memilih <= 0,1% Vref dan memilih linear high side CC dan CV

CC loop dibalik oleh skema tergesa-gesa (maaf)

pilih k = 0 hingga 1 untuk CC = x hingga maks

Setelah melakukan lebih banyak pencarian, saya menemukan satu lagi sirkuit dari eevblog yang saya pikir saya ingin tambahkan ke daftar karena itu menarik. Alih-alih menggunakan dioda dalam konfigurasi seperti 'maks', ia menggunakan MOSFET dan dioda untuk beralih dari CV ke CC.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}