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Pregunta sobre el diseño: Fuente de corriente de precisión

Estoy intentando diseñar una fuente de corriente bidireccional controlada por voltaje que accione una carga inductiva. La fuente de corriente necesita un rango de 100uA a 200mA, y necesita trabajar con una precisión de alrededor de 100uA en las corrientes de carga más bajas, con menor precisión aceptable en las corrientes de carga más altas. Tiene que ser capaz de emitir ondas sinusoidales, (aproximadas) traingle y (aproximadas) cuadradas en frecuencias de 1Hz a 1kHz (entiendo que estoy conduciendo un inductor por lo que las ondas cuadradas y triangulares perfectas son imposibles), e idealmente con un voltaje de funcionamiento tan bajo como sea posible, ya que el sistema será alimentado por baterías.

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Esto es lo que he probado hasta ahora:

Intenté diseñar este circuito que diseñé basado en la retroalimentación del amplificador de instrumentación pero es inestable y oscila en torno a los 130kHz. Consideré usar el circuito de abajo de este documento de TI pero introduce una excesiva resistencia en serie con la carga y no tiene una precisión de corriente fácilmente ajustable. enter image description here

Por las mismas razones he decidido no usar un op-amp con la carga en el bucle de retroalimentación. ¿Alguien tiene sugerencias?

Por si tienes curiosidad, esta es la carga, una bobina de Helmholtz que imprimí y enrollé en 3D y que actuará como generador de campo magnético.

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Spehro Pefhany Puntos 90994

Puede poner la carga en la señal de realimentación de un amplificador de potencia de la manera obvia, pero añadir una red R-C Zobel (también conocida como célula Boucherot) a través de la carga o a tierra para estabilizar el amplificador a frecuencias más altas.

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Dmitry Trukhanov Puntos 370

Tu idea original funciona, sólo vas a tener que dedicar algo de tiempo a retocarla.

schematic

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

La idea es que C1 y R2 creen un filtro de paso bajo para limitar el ancho de banda de OA1 para que no sea igual que IA1, ya que este habla un poco sobre. R3 hace que la resistencia de carga para OA1 sea un poco más, aunque eventualmente necesitarás hacer que la salida de OA1 maneje un transistor o una etapa FET push-pull para obtener la corriente que deseas, y eso ya no será necesario.

Te recomiendo que te metas con LTSpice, aquí es una pequeña simulación que he montado. Algunas de las cosas que tendrás que hacer:

  • Averigua cómo aumentar la producción de corriente. Hay dos maneras de hacerlo:

    • Utiliza un amplificador óptico de potencia para OA1 que pueda alimentar y hundir 200mA.
    • Acciona un tótem MOSFET o BJT (también conocido como tótem push-pull). Véase este y las respuestas correspondientes para obtener más información.
  • En este momento, esto sólo funciona para ~ +/- .5V conduciendo la carga, lo que da +/- 9/10mA. Averiguar cómo R1/R2/R3 jugar con la ganancia global del circuito es algo que va a tener que trabajar en.

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