Vaihtovirran vakiovirtalähteen suunnittelu
On helmikuu 15, 2021 by adminHaluan antaa melko vakion virran (sanoa 10mA RMS, huippu 20mA, 60Hz AC, käyttämällä 120V syöttöä) erittäin vaihtelevan vastuksen kuormitus. Sen ei tarvitse olla erittäin puhdasta tai tarkkaa, mutta sen on voitava sopeutua muutaman jakson kuluessa eikä koskaan eksyä enempää kuin 100% asetetusta virtatasosta.
Suunniteltu kuormitus on elektrolyyttinen kemiallinen reaktori. Se on paljon helpompi kertoa, kun voin syöttää virtaa todellisten reagenssien avulla, mutta paras arvaus on tällä hetkellä, että vastus voi vaihdella yksinumeroisista tuhansiin ohmeihin kaikenlaisista asioista (lämpötila, reagenssivaihe, jne.). Joten haluan valita virran ja pystyä pitämään sen suhteellisen vakiona, koska kaikki muut sisäiset ja ulkoiset parametrit vaihtelevat.
Mitkä komponentit tai piirit voivat saavuttaa tämän?
Kommentit
- Älä koskaan eksy yli 100% kuulostaa melko löysältä suvaitsevaisuudelta!
- @Neil_UK – Kyllä, aloittaa helposti. Olen vain utelias perusasioista tapaus ja ei halunnut ’ halua häiritä signaalin ehdollistamista.
- Joten silloin esimerkillesi 10mA 100% toleranssilla, kaikki välillä 0mA ja 20mA olisi hyväksyttävä?
- Mitä kuvaat, voidaan tehdä verkkomuuntajalla, muuntaa 120 V AC erittäin suureksi jännitteeksi (ehkä 1000 V), sijoita suuritehoinen vastus 1000 V: n sarja rajoittaa virran 10 mA: n tehollisarvoon. kyllä myös raaka, vaarallinen, mutta teoriassa se voisi sopia kuvailemaanne.
- @Eugene Sh., Daniel Grillo, Tom Carpenter, nidhin, Peter Smith: Miksi tämä pidätettiin epäpuhtaana r kun kaikki lisätiedot olivat kommenteissa ja olin toimittanut täyden ratkaisun, joka näytti täyttävän OP ’ -vaatimukset?
Vastaus
Yksinkertaisin tapa rakentaa aktiivinen vaihtovirtalähde kestää vain 4 osaa:
- Sopivasti mitoitettu silta tasasuuntaaja (600PIV, 1A toimii)
- sopiva vastus (sinun täytyy kokeilla useita arvoja)
- HV-tyhjennyksen MOSFET, kuten IXTH20N50D
- Ja vähän jäähdytyselementtiä – FET hajottaa melkoisen voiman
Toimintateoria: Tämä on tavallinen JFET jatkuva virtalähde, vain suurempi virrankatkaisun MOSFETin ansiosta. Vaihtovirta toimii kytkemällä se sillan tasasuuntaajan tasavirtaliittimiin. (RL on esimerkkikuorma – mikä tahansa kuormitus yhdistetään vain sarjaan, piiri on herkkä kuormituksen sijainnille ja napaisuudelle.)
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Kommentit
- Nämä ’ s mukava ja yksinkertainen. Oletan, että se antaa neliömäisen aaltolähdön eikä sinimuotoisen, koska se ’ on pohjimmiltaan tasavirtajännitelähde sillan tasasuuntaajan sisällä. Se ’ on todennäköisesti hieno sovelluksesta – epäilen kemikaalien huomaavan.
- @transistor – joo, tulos on hieman neliömäinen, mikä ei ehkä ole kaikkein ystävällisin asia ruudukossa, mutta tällaiselle parittomalle ’ ei ole iso juttu.
- Kyllä, tälle sovellukselle ” neliö ” -jännitteen tulisi olla hieno niin kauan kuin se ’ on nolla ja käynnissä vähintään ~ 60Hz. Eikä myöskään iso juttu, mutta tämä on huomattavasti vähemmän tehokasta kuin op-amp-muotoilu, koska me ’ valmistamme uudelleen kaksinumeroisia watteja kuormituksesta riippumatta, eikö? Voitteko selvittää lähtötehon tyypin? Kuten piirretty kuorma RL saa 60Hz vaihtovirtaa? (Anteeksi, en ole ’ ollut soittanut EE: tä riittävän kauan ymmärtääksesi piirin ilman mitään työtä.)
- @feetwet – kuorma saa silti 60 Hz vaihtovirtaa, kyllä – ja op-amp-suunnittelun on kypsennettävä virta myös jonnekin.
- Voi, ja muuten – olin poissa 10 kertaa nykyisestä nauraa Anna minun muokata tätä puolestasi
Vastaa
Tasavirran vakiovirtalähde
Tämä vastaus perustuu yksinkertaiseen op-amp-tasavirran vakiovirran kokoonpanoon.
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Kuva 1. Tasavirtajännitevahvistin.
- Aseta pyyhkimen VR1: n arvoksi 2 V.
- OA1-lähtö nousee nopeasti ja käynnistää Q1: n, jolloin virta kulkee kuorman Q1 ja R1 läpi.
- Kun R1: n jännite nousee 2 V: iin, piiri stabiloituu.
- Tässä vaiheessa virta R1 = 2/100 = 20 mA, joten olemme tehneet vaihtelevan virtalähteen ja ohjausjännite antaa 10 mA / V lähdölle.
- käytäntö R1 mittaa sekä kuormavirtaa että perusvirtaa, joten on pieni virhe.
AC-vakiovirtalähde
10 mA 120 V on vain 1,2 W. Äänivahvistimen tulisi pystyä ajamaan muuntajaa saavuttamaan tarvitsemasi.
Kuva 2. Vakiovirta-invertteri.
Tämä on vain karkea luonnos, mutta saattaa viedä sinut tielle.
- XFMR1 antaa 6 voltin siniaallon tehovahvistinsirulle, joka on kytketty yhtenäisyyden vahvistuspuskurina.
- Tehovahvistimen ulostulo ohjaa tehomuuntajaa.
- Lähdössä oleva R3 täydentää vahvistimen takaisinkytkentäpiirin. 600R-shunttia käytettäessä 6 Vrms-takaisinkytkentä saadaan aikaan 10 mA: lla.
- Olisi todennäköisesti hyvä lisätä ylijännite- / piikkisuoja takaisinkytkentäpiiriin muuntajan transienttien sattuessa. 1k-vastus ja diodipari kullekin tehokiskolle saattavat tehdä temppu.
- R2 on tarkoitettu rajoittamaan vahvistimen virtaa, jos XFMR1 käynnistyy ennen vahvistinta.
Vakauteen jne. liittyvät kommentit ovat tervetulleita.
Täysi piiri
Kuva 3. Täysi (testaamaton) piiri.
- XFMR1 päivitettiin 12 V: iin virtapiirin loppujännitteeksi D1, C1, D2, C2. Jännitteen säätöä ei tarvita, koska emme ole liian huolissamme melusta.
- R2, VR1 muodostavat säädettävän jänniteohjearvon välillä 0–6 V rms. C3 auttaa poistamaan kaikki korkean taajuuden kohinat XFMR1: stä, koska tämä voi aiheuttaa ongelmia XFMR2: n ja takaisinkytkentäsilmukan kanssa.
- Huomaa lähtömuuntajan ”piste” -käytäntö. Muuntajassasi ei ole pisteitä, joten sinun on ehkä käännettävä napaisuus.
Hae työtä varten tehokas op-amp.
Pienjännitteisen vaihtovirtalähteen vakiovirtalähde
Tämän osan tarkoituksena on auttaa palautepiirin ymmärtämisessä.
Kuva 4. Yksinkertainen, muuntajottoman vaihtovirtalähde.
Kuvan 4 piirissä jätetään pois kaikki paitsi olennaiset komponentit muuttuvalle vaihtovirtalähteelle.
Kommentit
- Erittäin siistiä – sikäli kuin voin kertoa (mikä on vähän). Nyt tämä voi olla on selvää EE: lle, mutta vaatiiko tämän piirin vahvistin oman jaetun DC-virtalähteen, vai onko olemassa jokin älykäs tapa hyödyntää matalajännitteinen vaihtovirta? Ja tarkoitatko todella syöttää 120 V lähtö ennen R3 takaisin vahvistimeen, vai onko sen tarkoitus olla t 6 V: n lähtö?
- (1) Kyllä, se vaatii jaetun virtalähteen, koska muuntajan käyttämiseen tarvitaan vaihtojännitettä. (2) Kyllä, voisimme olla älykkäitä ja tuottaa sylilähteen XFMR1: stä, jos käytämme 120: 12 V: n yksikköä. Syötämme sitten vahvistintulon 2: 1-jakajasta, jotta saisimme 6 V: n. (3) Ehdotettu palautemenetelmä on ” matala-puolinen ” nykyinen shuntti. ’ mitataan uudelleen toissijaisessa silmukassa virtaavan virran aiheuttama R3: n jännitehäviö. Vahvistin säätää lähtöään, kunnes R3: n jännite = tulojännite +, ja tämä tapahtuu, kun ’ olet saanut 10 mA (rms) R3: n (ja toissijaisen) kautta. Lisää myöhemmin.
- Olen ’ lukenut ja alkanut ymmärtää tätä hieman paremmin. Haluaisin todella rakentaa tämän, mutta ilman täydellistä (ja oikeaa) kaaviota olen ’ m melko varma, että ’ sekaan mitä tahansa on ” jätetty lukijalle! ” (Kaikille muille, jotka tutkivat tätä, aiheeseen liittyvät viestit sisältävät electronics.stackexchange.com/q/177092 , electronics.stackexchange.com/q/129609 , electronics.stackexchange.com/q/23919 , electronics.stackexchange.com/q/169718 . Ja LM317 näyttää olevan suosittu komponentti tällaisille asioille .
- Vastaus päivitetty.
- Kiitos tästä! I ’ m etsimässä sopivaa op-vahvistinta. Piiristäsi: En edelleenkään ymmärrä ’ mistä >
matalan sivuvirran shuntti ” toimii langallisena: Op-am p ei koskaan näe jännitehäviötä R3: n läpi.Joten jos Iout (kuormitus) vastus laskee todella matalaksi, se voi nähdä 120 V: n rajan? Vai estävätkö järjestelmän dynamiikat sen?
Vastaa