Conception d'alimentation électrique programmable: problèmes de stabilité de charge et de tension variables
TL; DR : Comment puis-je stabiliser / réguler une tension de sortie provenant d'un DAC et l'utiliser pour piloter une charge?
Chercheur / lurker sur le Web de longue date, affiche pour la première fois.
J'ai conçu une station de test automatisée pour le travail, et c'est en quelque sorte devenu un de mes projets pour animaux de compagnie sur lequel je passe beaucoup de temps en dehors du travail. Je suppose que cela se produit lorsque vos loisirs et votre travail se mélangent. Apprendre des tonnes, mais j'ai évidemment encore beaucoup à apprendre.
Le but est de faire subir à l'un de nos produits une série de tests de régression. L'une des exigences est la puissance réglable (programmable). La seule chose est que j'ai conçu cela pour tester simultanément n nombre d'unités (actuellement 8). Il est donc hors de question d'acheter une alimentation programmable pour chacun, sans parler des contraintes d'espace. À cette fin, j'ai conçu le système pour avoir une carte de contrôle principale, qui peut émettre des commandes à un nombre théoriquement illimité de "cartes", qui contiennent le matériel (DAC, loquets, etc.) nécessaire pour se souvenir de l'état que la carte lui a indiqué. en ce qui concerne le niveau de puissance, le niveau adc, les entrées, etc ...
Je gère la section de puissance programmable avec un DAC 8 bits haute tension composé de transistors. Cela peut être n'importe où entre 0 et 90VDC. Généralement 12-24V. Cette partie fonctionne étonnamment bien et est très précise avec des pas de ~ 100 mV. Consultez le lien de simulation au bas de cet article. Les diviseurs de résistance doivent éviter de dépasser la valeur Vgs maximale des transistors tout en les maintenant en saturation.
Le seul problème ici est en fait d'utiliser cette tension pour piloter une charge. Comme il s'agit d'un réseau de résistances, il est vraiment très sensible aux changements d'impédance. La meilleure solution que j'ai trouvée jusqu'à présent est d'utiliser une double paire sziklai (simulation en bas de l'article). Cela fonctionne raisonnablement bien et entraîne la charge, mais cela pose quelques problèmes.
- Les petits courants désactivent la paire et les pics de tension de sortie à max. L'appareil testé peut tirer n'importe où entre 0,5 mA et 500 mA. J'ai dû ajouter une résistance (R1 dans l'image suivante) pour m'assurer que les transistors restent allumés.
- La tension de sortie est extrêmement instable. C'est génial de ne tirer que des dizaines de milliampères, mais lorsque la consommation de courant augmente jusqu'à 300-500mA, la tension de sortie peut parfois chuter de 2 volts entiers.
Je pourrais résoudre ce problème en utilisant la rétroaction pour ajuster la tension en continu (j'ai une ligne pour relire la tension réglée), mais j'aimerais vraiment trouver un moyen de faire fonctionner cela sans aucune supercherie.
J'ai essayé d'autres méthodes pour que cela fonctionne, comme le régulateur LM317T avec pot numérique pour le contrôle, les dollars programmables, mais je ne trouve aucune combinaison d'appareils qui fonctionnera à la fois dans les niveaux de courant et de tension.
Donc, avec tous les trucs longs, y a-t-il un moyen de stabiliser la tension ici ou suis-je totalement sorti pour déjeuner avec cette conception?
Simulations Falstad:
DAC
Paire de Sziklai
Réponses
J'ai revisité la configuration de l'ampli-op, et ça marche très bien! J'obtiens toujours une chute de tension d'environ 300 mV à courant élevé, mais c'est plus qu'acceptable pour ce que je fais. Merci à tous ceux qui ont participé. Salutations,