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Cómo estabilizar un lazo de control para un amplificador operacional basado regulador lineal?

Estoy tratando de construir una controlados digitalmente lineal banco fuente de alimentación. La idea es tener un DAC que supondrá la salida de baja tensión (en mi caso es por 0-2.5 V) y, a continuación, ajuste la escala (digamos 0-25V por simplicidad). Y, por supuesto, de búfer con una gran transistor.

En la primera iteración I se utiliza simplemente un 10x ganancia del amplificador operacional y, a continuación, sólo lo utiliza para conducir un par darlington. Esto funciona, excepto que es limitado por el opamp de suministro. En mi caso estoy usando un TL072. Máximo absoluto para este este es de 36V, con max diferencial de voltaje de entrada <30V. Lo que, efectivamente, los límites de mi fuente de alimentación del voltaje, de manera realista, a menos de 25V (ya que se necesita -V inferior -3V a llegar a cero. TL072 no es de riel a riel). TL072 es fácil de encontrar y me gustaría evitar la necesidad de "aficionado" de alto voltaje opamps

Ahora, para la segunda iteración alguien me sugirió que simplemente usar algo como la siguiente:

Digitally controlled linear PSU

En este caso, la retroalimentación es pasado a través de R9/R3, la escala es de 1/10. Cuando el amplificador operacional tiene el 2,5 V en su entrada inversora, compensa hacer el noninverting de entrada de 2,5 V así. Para ello, es necesario que la salida de 25V. Esto funciona. Hasta que me alterar el resultado.

Si puedo añadir cualquier tipo de capacitancia en la salida, todo el circuito comienza a oscilar.

¿Cómo puedo compensar esto? O, en cualquier caso, es este el derecho de la topología a utilizar?

ACTUALIZACIÓN

He descubierto una diferente topología, el uso de un transistor PNP en lugar de NPN para el suministro de voltaje a la salida darlington. He aquí el esquema:

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En este caso he añadido también la limitación de corriente en el circuito. Voy a tratar de explicar la idea. Primero de todo, la carga es simulado por R15 en el diagrama. V2 es una fuente de voltaje, en mi caso un DAC controlado por un microcontrolador. Esto establece el voltaje de referencia para U1, a través de la noninverting de entrada. La salida del amplificador operacional está conectado a través de R2 para el Q4 de que se "modula" la base para la Q3, que finalmente se establece el voltaje para el Q2/Q1 par. Esto me permite la salida un voltaje mayor que la soportada por el opamp. En este caso, V+/V - es +/-10V, mientras que la tensión del colector es 40V. El uso de R9/R2 puedo obtener retroalimentación de la salida, que es a escala 1/10. C1 ralentiza la respuesta a mantener todo el circuito de oscilación cuando hay una carga capacitiva en la salida. Ahora, cuando hay una capacitancia en la salida de mi circuito no oscilar más.

Ahora, en la segunda parte: programable limitador de corriente. R6 es un resistor de derivación, de 0,1 ohmios. Esta es la entrada para U2 entrada inversora. El noninverting de entrada es otra fuente de tensión. En este caso, de 0,1 ohmios proporcionar 100mv/A. Si quiero tener un fijo 2A corriente de salida, me voy a fijar la referencia de entrada a 200mV. Cuando el noninverting de entrada alcanza el conjunto de voltaje, Q5 "rob" actual de V2 (ajuste de voltaje), con lo que la salida caída de tensión suficiente para mantener la corriente en el valor establecido. C3 ralentiza el circuito para hacer que responda sin problemas en lugar de recorte.

El problema es, de nuevo, una capacitancia en la salida. Esto hace que mi circuito oscilar de nuevo.

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ianb Puntos 659

Este parece ser un problema que he visto un par de veces en el intercambio de la pila.

Considere la posibilidad de un op-amp con localizadas retroalimentación negativa - El fabricante diseña el op-amp, de forma que en el peor de los casos es estable. El peor de los casos la situación es la unidad de ganancia esto tiene la mayor oportunidad de ser inestable. De todos modos, cada año los límites obtener empujó un poco más y op-amps mejorar PERO, ¿por qué debería TI o AD o LT diseño de un amplificador operacional que sería estable con más abierta ganancia de bucle de lo que el dispositivo básico proporciona? Que sería absurdo (y un marketing/ventas desastre) pero (OP) han creado más de bucle abierto obtener mediante la inserción de T4 (emisor común) en la salida del op-amp.

T4 ganancia será masiva - emisor está conectado a tierra por lo tanto la salida en su colector será, posiblemente, un centenar de veces más amplificación que lo que el op-amp produce. Aquí está lo que el TL072 op-amp de ganancia y márgenes de fase de aspecto: -

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El círculo rojo es la ganancia unitaria de la op-amp y se puede observar que el margen de fase (el número de grados de retroalimentación negativa es de morphing para pura retroalimentación positiva, es decir, convertirse en un oscilador) es de aproximadamente 75º. Este es un buen margen, pero, si la ganancia se aumento de 30x (mediante la introducción de un transistor como T4), la unidad de ganancia de punto es exactamente en ángulo de 180º es decir, el circuito se convierte en un oscilador.

La solución de deshacerse de T4 y el uso de un carril-a-carril de op-amp (o el poder de los op-amp a partir de un incremento ligeramente superior a la oferta) y restaurar los comentarios a la entrada inversora. Usted puede preguntar por qué la salida Darlington-pair no crear el mismo problema - es un seguidor de emisor con un poco menos de ganancia unitaria y no interna miller efectos a cambio de la fase de esta manera o que.

Si usted elige un op-amp que puede entregar 30mA en el Darlington de par de entrada, a continuación, usted debería ser capaz de obtener hasta 20A de la fuente de alimentación sin la necesidad de T4.

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