แม่นยำวงจร CC CV หรือแหล่งจ่ายไฟ

ฉันต้องการออกแบบวงจร CC / CV (แรงดันคงที่ในปัจจุบัน / คงที่) ที่ฉันสามารถตั้งค่าขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าหรือขีด จำกัด กระแสไฟฟ้าด้วยช่วง 0 ถึง 5V ของ DAC ฉันรู้วิธีการออกแบบวงจร CC แปรผันและ CV:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

นี่คือปัญหาของฉันฉันจำเป็นต้องออกแบบแรงดันคงที่ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างแม่นยำและวงจรกระแสคงที่ (เอาต์พุตต้องมี 0.1% และภายใน 100uV ของอินพุต DAC) ส่วนกระแสคงที่ยังต้องการความแม่นยำที่คล้ายกันและแหล่งที่มา 200mA ที่ 0V ถึง 7V

ฉันยังต้องมีอุณหภูมิและเสียงรบกวนดังนั้นฉันจะสร้างสิ่งนี้ด้วยแอมป์ tempco ต่ำแอมป์เสียงต่ำ ตอนนี้ฉันไม่กังวลเลย ตอนนี้ฉันกำลังพยายามหาโครงสร้างวงจรที่ดีซึ่งในวรรณคดีทั้งหมดที่ฉันมีวงจรประเภทนี้ไม่ครอบคลุม ฉันไม่ต้องการใช้ DC เป็น DC เพราะระลอกคลื่น

โครงสร้างวงจรที่ฉันสามารถใช้เพื่อสร้างวงจร CC / CV ที่แม่นยำคืออะไร

(ฉันสามารถใช้ LDO ที่แม่นยำถ้าจำเป็น) คะแนนโบนัสถ้ามันสามารถแหล่งและกระแสในปัจจุบันฉันสามารถสร้างรางรอบวงจร

หากคุณต้องการความแม่นยำแหล่งที่มา CC ของคุณจะไม่ตัดสิ่งที่มีทรานซิสเตอร์อัลฟาและทั้งหมด

วิธีคลาสสิกในการทำเช่นนี้คือมีสองลูป

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ทั้งแรงดันไฟฟ้าและกระแสตอบรับจะถูกปรับขนาดและส่งต่อไปยังพื้นดินและเปรียบเทียบกับ DAC ของคุณและการเปรียบเทียบหรือเปรียบเทียบกับการควบคุมเอาต์พุตขอแนะนำดาร์ลิงตันเพื่อความสะดวก แล้วแต่จำนวนใดจะ 'เกิน' ดึงลงสะสมและควบคุมการส่งออก

โปรดทราบว่าจำเป็นต้องรักษาเสถียรภาพไว้เช่นได้รับการออกแบบเพื่อการเปรียบเทียบจึงทำได้โดยมีอัตรากำไรต่ำ หากต้องการอัตราสูงเพื่อความแม่นยำให้เพิ่มตัวรวมในลูป ฉันเดาว่าจะต้องมาหลังจากการควบคุมหรือมิฉะนั้นผู้รวบรวมที่ไม่ได้ใช้งานจะอิ่มตัวและใช้เวลานานในการกู้คืนเมื่อจำเป็นต้องใช้เวลามากกว่า

ด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำและความต้องการกระแสของคุณแหล่งจ่ายเชิงเส้นจึงเป็นสิ่งที่จำเป็น

ตกลงดังนั้นสิ่งที่ฉันแนะนำคืออันที่จริงแล้วสองลูป: ลูปปัจจุบันผ่านลูปแรงดัน หมายความว่าคุณมีคำสั่งปัจจุบัน (ซึ่งจะเป็นข้อ จำกัด ) จากนั้นคำสั่งแรงดันไฟฟ้า เอาต์พุตไปยัง DAC คือ max (คำสั่งแรงดันไฟฟ้า / เอาต์พุตลูปปัจจุบัน) ดังนั้นตราบใดที่ไม่ถึงขีด จำกัด ปัจจุบันลูปปัจจุบันจะอิ่มตัวและไม่รบกวน สิ่งเดียวที่คุณต้องทำคือการวัดแรงดันและกระแสซึ่งเป็นสิ่งพื้นฐานที่สวย

ตามวงจรคุณไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับข้อกำหนดของแรงดัน / กระแส ดังนั้นวิธีที่ง่ายที่สุดจริง ๆ อาจเป็นผู้ติดตามตัวส่งกำลังสำหรับการขยายกำลังของ DAC และตัวต้านทานแบบรับรู้กระแสขนาดเล็กมากสำหรับการวัดปัจจุบัน

ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันของคุณและส่วนประกอบดิจิทัลที่มีให้ฉันอาจแนะนำ ADC sigma-delta เพื่อวัดกระแส บางตัวมี PGA ที่ดีและแม่นยำมากดังนั้นคุณจะสามารถปรับระบบได้อย่างดีมาก

ดังนั้นแผนผังจึงอยู่ด้านล่าง U3 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ ในความหมายระบบทั้งหมดจะคล้ายกับคำตอบอื่น แต่ลูปปัจจุบันควรปรับได้ง่ายขึ้น แต่จะมีแบนด์วิดท์ต่ำกว่า

ขออภัย INST- instrumental amp; ยังลืมตัวต้านทานบนฐาน แต่คุณจะได้รับ

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

อีกหลายคำเกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบ หากทุกอย่างทำอย่างถูกต้องห่วงปัจจุบันจะเริ่มจากศูนย์และจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าช้าลงจนถึงคำสั่งแรงดันไฟฟ้า แต่ถ้าระบบทำงานปกติในโหมด CC มีบางกรณีพิเศษ หากตัดการเชื่อมต่อโหลดทันทีจากนั้นเชื่อมต่อใหม่บางครั้งอาจอยู่ภายใต้กระแสสูงกว่าขีด จำกัด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องตรวจจับโหลดที่ถูกตัดการเชื่อมต่อและรีเซ็ต PID ลูปปัจจุบัน

- ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของระบบมิฉะนั้นฉันจะไม่ใช้ DAC แต่จะเป็น 10 บิต PWM (1024)

- ฉันจะเลือก <= 0.1% Vref และเลือก CC และ CV เชิงเส้นสูงเชิงเส้น

CC loop inverted โดยวงจรเร่งด่วน (ขออภัย)

เลือก k = 0 ถึง 1 สำหรับ CC = x ถึงสูงสุด

หลังจากทำการค้นหามากขึ้นฉันพบวงจรอีกหนึ่งรายการจาก eevblogที่ฉันคิดว่าฉันต้องการเพิ่มในรายการเพราะมันน่าสนใจ แทนที่จะใช้ไดโอดในรูปแบบ 'max' มันจะใช้ mosfet และ diode เพื่อเปลี่ยนจาก CV เป็น CC

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}