Conception de source AC à courant constant
On février 15, 2021 by adminJe veux fournir un courant assez constant (disons 10mA RMS, pic 20mA, de 60Hz AC, en utilisant une alimentation 120V) à une charge de résistance très variable. Il ne doit pas être super propre ou précis, mais doit pouvoir sajuster en quelques cycles et ne jamais sécarter de plus de 100% du niveau de courant défini.
La charge envisagée est un réacteur chimique électrolytique . Ce sera beaucoup plus facile à dire une fois que je pourrai alimenter un peu de courant via des réactifs réels, mais la meilleure estimation pour le moment est que la résistance peut varier dun chiffre à des milliers dohms en fonction de toutes sortes de choses (température, phase de réactif, etc.). Je vais donc vouloir choisir un courant et être capable de le maintenir relativement constant car tous les autres paramètres internes et externes varient.
Quels composants ou circuits peuvent accomplir cela?
Commentaires
- Ne jamais ségarer à plus de 100% sonne comme une tolérance assez lâche!
- @Neil_UK – Oui, commencer facilement. Je suis juste curieux de savoir lélémentaire cas et je ne ‘ pas être distrait par le conditionnement du signal.
- Donc, pour votre exemple de 10mA avec une tolérance de 100%, tout ce qui va de 0mA à 20mA serait acceptable?
- Ce que vous décrivez pourrait être réalisé avec un transformateur secteur, transformer le 120V AC en une tension très élevée (1000 V peut-être), placer une résistance haute puissance dans série avec le 1000 V pour limiter le courant à 10 mA RMS. Oui brut, dangereux aussi, mais théoriquement cela pourrait correspondre à ce que vous décrivez.
- @Eugene Sh., Daniel Grillo, Tom Carpenter, nidhin, Peter Smith: Pourquoi cela a-t-il été mis en attente car impur r lorsque toutes les informations supplémentaires se trouvaient dans les commentaires et que javais fourni une solution complète qui semblait répondre aux exigences de lOP ‘?
Réponse
Le moyen le plus simple de créer une source de courant constant AC active ne prend que 4 parties:
- Un pont convenablement évalué redresseur (600PIV, 1A fonctionne)
- Une résistance adaptée (vous « devrez essayer plusieurs valeurs)
- Un MOSFET dappauvrissement HT tel que le IXTH20N50D
- Et un peu de dissipation thermique – le FET dissipe pas mal de puissance
Théorie de fonctionnement: Cest votre JFET standard source de courant constant, juste plus grande grâce au MOSFET à épuisement de la puissance. Le fonctionnement en courant alternatif est assuré en le connectant aux bornes DC dun redresseur en pont. (RL est un exemple de charge – quelle que soit la charge que vous souhaitez simplement se connecter en série, le circuit est insensible à la position et à la polarité de la charge.)
simuler ce circuit – Schéma créé à laide de CircuitLab
Commentaires
- Qui ‘ agréable et simple. Je suppose que cela donnera une sortie donde carrée plutôt quune sinusoïdale car elle ‘ est fondamentalement une source de courant continu constant à lintérieur dun pont redresseur. Cela ‘ est probablement bien pour lapplication – je doute que les produits chimiques le remarqueront.
- @transistor – oui, la sortie est un peu carrée, ce qui Ce n’est peut-être pas la chose la plus gentille de la grille, mais pour un étrange comme celui-ci, ‘ n’est pas grave.
- Oui, pour cette application » squarish » la tension devrait être correcte tant quelle ‘ est nette zéro et en cours dexécution au moins ~ 60 Hz. Et ce nest pas un gros problème non plus, mais cest nettement moins efficace que la conception de lampli-op car nous ‘ cuisons des watts à deux chiffres quelle que soit la charge, non? Pouvez-vous clarifier le type de puissance de sortie? Tel que dessiné , la charge RL est à 60 Hz AC? (Désolé, je nai ‘ pas joué à EE assez longtemps pour comprendre un circuit sans travail.)
- @feetwet – la charge est toujours à 60 Hz AC, oui – et la conception de lampli-op doit aussi faire cuire le courant quelque part
- Oh, et au fait – jétais un facteur 10 sur le courant rires Permettez-moi de modifier ceci pour vous
Réponse
Une source de courant continu CC
Cette réponse est basée sur une simple configuration de courant constant CC ampli-op.
simuler ce circuit – Schéma créé à laide de CircuitLab
Figure 1. Amplificateur à courant constant CC.
- Réglez lessuie-glace sur VR1 pour donner 2 V.
- La sortie OA1 augmentera rapidement, activant Q1, provoquant le passage du courant à travers la charge, Q1 et R1.
- Lorsque la tension sur R1 sélève à 2 V, le circuit se stabilise.
- À ce stade, le courant passant par R1 = 2/100 = 20 mA, nous avons donc créé une source de courant variable et la tension de commande donne 10 mA / V sur la sortie.
- In la pratique R1 mesure à la fois le courant de charge et le courant de base, il y a donc une petite erreur.
Une source de courant alternatif constant
10 mA à 120 V est seulement 1,2 W. Un amplificateur audio devrait être capable de piloter un transformateur pour obtenir ce dont vous avez besoin.
Figure 2. Onduleur à courant constant.
Ceci nest quune ébauche mais peut vous mettre sur la bonne voie.
- XFMR1 donne une onde sinusoïdale de 6 Vrms à la puce damplificateur de puissance câblée comme un tampon de gain unitaire.
- La sortie de lamplificateur de puissance entraîne un transformateur élévateur.
- R3 dans la sortie complète le circuit de retour de lamplificateur. Avec un shunt 600R, un retour de 6 Vrms sera généré à 10 mA.
- Ce serait probablement une bonne idée dajouter une protection contre les surtensions / pics sur le circuit de rétroaction en cas de transitoires du transformateur. Une résistance de 1k et une paire de diodes sur chaque rail dalimentation pourraient faire laffaire.
- R2 est destiné à limiter le courant dans lamplificateur en cas de mise sous tension de XFMR1 avant lampli.
Les commentaires sur la stabilité, etc. sont les bienvenus.
Circuit complet
Figure 3. Circuit complet (non testé).
- XFMR1 mis à niveau à 12 V pour alimenter le reste du circuit en utilisant D1, C1, D2, C2. Aucune régulation de tension nest nécessaire car nous ne sommes pas trop préoccupés par le bruit.
- R2, VR1 forment une référence de tension réglable entre 0 et 6 V eff. C3 aide à éliminer tout bruit haute fréquence de XFMR1 car cela peut causer des problèmes avec XFMR2 et la boucle de rétroaction.
- Notez la convention « point » sur le transformateur de sortie. Vous naurez pas de points sur votre transformateur, vous devrez donc peut-être inverser la polarité.
Recherchez un ampli opérationnel de haute puissance pour faire le travail.
Source de courant constant CA basse tension
Cette section est destinée à faciliter la compréhension du circuit de rétroaction.
Figure 4. Source de courant constant AC simple, sans transformateur.
Le circuit illustré à la figure 4 laisse de côté tous les composants sauf les éléments essentiels pour la variable AC CC supply.
Commentaires
- Très cool – pour autant que je sache (ce qui est peu). Maintenant, cela peut être évident pour un EE, mais lampli de ce circuit nécessite-t-il sa propre alimentation DC séparée, ou y a-t-il un moyen intelligent de puiser le courant alternatif basse tension? Et voulez-vous vraiment alimenter le 120V sortie avant R3 dans lampli, ou est-ce censé être t La sortie 6V?
- (1) Oui, elle nécessite une alimentation séparée car une tension alternative est nécessaire pour entraîner le transformateur. (2) Oui, nous pourrions être intelligents et générer lalimentation de broche à partir de XFMR1 si nous utilisons une unité 120: 12 V. Nous alimenterions alors lentrée dampli dun diviseur 2: 1 pour nous donner le 6 V. (3) La méthode de rétroaction suggérée est un » low-side » shunt actuel. Nous ‘ mesurons la chute de tension sur R3 causée par le courant circulant dans la boucle secondaire. Lampli ajuste sa sortie jusquà ce que la tension sur R3 = la tension dentrée + et cela se produit lorsque vous ‘ avez 10 mA (rms) via R3 (et le secondaire). Plus tard.
- Jai ‘ lu et jai commencé à mieux comprendre cela. Je voudrais vraiment construire ceci, mais sans un diagramme complet (et correct), je ‘ je suis presque sûr que je ‘ je vais tout gâcher est » laissé au lecteur! » (Pour toute personne qui examine ce sujet, les messages connexes ici incluent electronics.stackexchange.com/q/177092 , electronics.stackexchange.com/q/129609 , electronics.stackexchange.com/q/23919 , electronics.stackexchange.com/q/169718 . Et le LM317 semble être un composant populaire pour ce genre de choses .
- Réponse mise à jour.
- Merci pour cela! I ‘ m recherche un ampli opérationnel approprié. Concernant votre circuit: je ne ‘ pas comprendre comment le » shunt de courant côté bas » fonctionne comme câblé: le op-am p ne voit jamais la chute de tension à travers R3.Donc, si la résistance Iout (charge) devient vraiment faible, elle pourrait voir 120V dans la limite? Ou est-ce que la dynamique du système empêche cela?
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