Circuito de precisión que es circuito CC y CV o fuente de alimentación

Question

Quiero diseñar un circuito CC/CV (corriente constante/tensión constante) en el que pueda establecer el límite de tensión o de corriente con el rango de 0 a 5V del DAC. Sé cómo diseñar circuitos CC y CV variables:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Este es mi problema, necesito diseñar un voltaje constante programable bastante preciso y circuito de corriente constante (la salida tiene que ser del 0,1% y estar dentro de los 100uV de la entrada del DAC) la parte de corriente constante también necesita una precisión similar y ser capaz de suministrar 200mA a 0V a 7V.

También tengo req's de temperatura y de ruido así que construiré esto con opamps de bajo tempco y bajo ruido. No estoy tan preocupado por eso ahora. En este momento estoy tratando de encontrar una buena topología de circuito, que en toda la literatura que tengo este tipo de circuito no está cubierto. No quiero usar un DC to DC por el ripple.

¿Qué topología de circuito puedo utilizar para construir un circuito CC/CV de precisión?

(También podría utilizar un LDO de precisión si es necesario) Puntos extra si puede ser fuente y sumidero de corriente, puedo construir los rieles alrededor del circuito.

Answer 1

Si quieres precisión, tu fuente CC no es suficiente, con el transistor alfa y todo eso.

La forma clásica de hacerlo es con dos bucles

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Tanto el voltaje como la retroalimentación de corriente son escalados y referidos a tierra, y comparados con sus DACs, y las comparaciones OR'd en el control de salida, sugieren un darlington para la conveniencia. Cualquiera de los bucles que esté 'sobre' tira hacia abajo del colector y regula la salida.

Tenga en cuenta que es necesario mantener la estabilidad, es decir, que se ha diseñado para ello, por lo que la comparación se realiza con una ganancia baja. Si se necesita una ganancia alta para la precisión, añada un integrador en el bucle. Supongo que tal tendría que venir después de la O de control, de lo contrario el integrador inactivo se saturaría y tomaría mucho tiempo para recuperarse cuando se necesita para tomar el relevo.

Con su baja tensión y necesidad de corriente, lo único que se necesita es una alimentación lineal.

Answer 2

OK, lo que sugiero es en realidad dos bucles: bucle de corriente sobre bucle de tensión. Es decir, tienes una orden de corriente (que será un límite), y luego una orden de tensión. La salida al DAC es max(comando de voltaje/salida del bucle de corriente). Así que mientras no se alcance el límite de corriente, el bucle de corriente está saturado y no interfiere. Lo único que tienes que hacer es medir el voltaje y la corriente, que es algo bastante básico.

En cuanto al circuito, no has dicho nada sobre los requisitos de tensión/corriente. Así que tal vez en realidad la forma más sencilla es un seguidor de emisor para la amplificación de potencia del DAC y una resistencia de detección de corriente muy pequeña para la medición de la corriente.

Dependiendo de su aplicación y de los componentes digitales disponibles, puedo sugerir ADCs sigma-delta para medir la corriente. Algunos tienen un PGA incorporado muy bueno y muy preciso, por lo que podrá afinar el sistema muy bien.

El esquema es el siguiente. U3 es su microcontrolador. En cierto sentido, todo el sistema es similar a uno de la otra respuesta, pero el bucle de corriente debe ser más fácil sintonizable, pero tendrá menor ancho de banda.

Lo siento, el amplificador instrumental INST-; también se olvidó de una resistencia en la base, pero usted lo consigue.

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Algunas palabras más sobre el comportamiento del sistema. Si todo se hace correctamente, el bucle de corriente comenzará desde cero y aumentará la tensión lentamente hasta el comando de tensión. Pero si el sistema funciona normalmente en modo CC, hay algunos casos especiales. Si la carga se desconecta repentinamente, y luego se vuelve a conectar, durante algún tiempo puede estar bajo una corriente superior al límite. Por lo tanto, puede ser importante detectar la carga desconectada y restablecer el bucle PID de corriente.

Answer 3

- dependiendo de las especificaciones del sistema, de lo contrario NO usaría DAC sino PWM de 10 bits (1024)

- Yo elegiría <=0,1% de Vref y elegiría CC y CV lineales del lado alto

Bucle CC invertido por un esquema apresurado (lo siento)

elija k=0 a 1 para CC= x a max

Answer 4

Después de buscar mucho más he encontrado un circuito más de eevblog que pensé que me gustaría añadir a la lista porque es interesante. En lugar de utilizar diodos en una configuración similar a la de 'max', utiliza un mosfet y un diodo para pasar de CV a CC.

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