AC定電流源の設計
On 2月 15, 2021 by adminかなり定電流(たとえば、120V電源を使用した60HzACの10mARMS、ピーク20mA)を提供したい非常に可変的な抵抗の負荷。 「超クリーンまたは正確である必要はありませんが、数サイクル以内に調整でき、設定電流レベルから100%を超えて逸脱しないようにする必要があります。
想定される負荷は電解化学反応器です。 。実際の試薬に電流を流すことができれば、はるかにわかりやすくなりますが、現時点では、抵抗はあらゆる種類(温度、試薬の相など)に応じて、1桁から数千オームまで変化する可能性があります。等。)。したがって、「電流を選択し、他のすべての内部および外部パラメータが変化するときに、その電流を比較的一定に保つことができるようにします。
これを実現できるコンポーネントまたは回路は何ですか?
コメント
- 100%を超えて迷うことは、かなり緩い許容範囲のように聞こえます!
- @ Neil_UK-はい、簡単に始められます。小学校について興味があります。ケースであり、'信号調整に気を取られたくありませんでした。
- したがって、許容誤差が100%の10mAの例では、0mAから20mAの範囲で
- あなたが説明することは、主変圧器で作ることができます、120V ACを非常に高い電圧(おそらく1000V)に変換し、高電力抵抗器を電流を10mA RMSに制限するための1000Vシリーズ。はい、粗雑で危険ですが、理論的にはあなたの説明に合う可能性があります。
- @Eugene Sh。、Daniel Grillo、Tom Carpenter、nidhin、ピーター・スミス:なぜこれがアンクレアとして保留されたのですかrすべての追加情報がコメントにあり、OP 'の要件を満たしていると思われる完全なソリューションを提供したとき?
回答
アクティブAC定電流源を構築する最も簡単な方法は、次の4つの部分のみです。
- 適切な定格のブリッジ整流器(600PIV、1Aで動作)
- 適切な抵抗(いくつかの値を試す必要があります)
- IXTH20N50D
- そして少しのヒートシンク-FETはかなりの電力を消費します
動作理論:これは標準のJFETです定電流源、電力枯渇MOSFETのおかげでちょうど大きくなります。 AC動作は、ブリッジ整流器のDC端子に接続することで提供されます。 (RLはサンプル負荷です。直列に接続する負荷が何であれ、回路は負荷の位置と極性の影響を受けません。)
コメント
- その'素晴らしくてシンプル。 'は基本的にブリッジ整流器内のDC定電流源であるため、正弦波ではなく角波出力が得られると思います。その'はおそらくアプリケーションには問題ありません-化学物質が気付くとは思えません。
- @ transistor-ええ、出力は少し角張っています。グリッド上で最も親切なことではないかもしれませんが、このような奇妙な場合は、'大したことではありません。
- はい、このアプリケーションの場合" squarish "電圧は、'がネットゼロで実行されている限り、問題ありません。少なくとも〜60Hz。また、大したことではありませんが、'負荷に関係なく2桁のワットを処理しているため、これはオペアンプの設計よりも大幅に効率が低くなります。出力電力の種類を明確にできますか? 描かれているように負荷 RL は60HzACになっていますか? (申し訳ありませんが、'何もしなくても回路を理解するのに十分な時間EEを再生していません。)
- @ feetwet-負荷はまだ60HzACになります。はい-そしてオペアンプの設計もどこかで電源を切る必要があります
- ああ、ちなみに-私は現在の笑い iで10倍オフでした>これを編集させてください
回答
DC定電流源
この回答は、単純なオペアンプのDC定電流構成に基づいています。
図1.DC定電流増幅器を使用して作成された回路図。
- VR1のワイパーを2Vに設定します。
- OA1出力が急速に上昇し、Q1がオンになり、負荷Q1とR1に電流が流れます。
- R1の電圧が2Vに上昇すると、回路は安定します。
- この時点で、R1 = 2/100 = 20 mAを流れる電流が可変電流源になり、制御電圧によって出力に10 mA / Vが供給されます。
- In練習R1は負荷電流とベース電流の両方を測定しているので、少し誤差があります。
AC定電流源
10 mA at 120Vはわずか1.2Wです。オーディオアンプは、必要なものを実現するためにトランスを駆動できる必要があります。
図2.交流インバーター。
これは大まかなスケッチですが、途中で進む可能性があります。
- XFMR1は、ユニティゲインバッファとして配線されたパワーアンプチップに6Vrmsの正弦波を供給します。
- パワーアンプ出力は昇圧トランスを駆動します。
- 出力のR3はアンプフィードバック回路を完成させます。 600Rシャントを使用すると、10mAで6Vrmsのフィードバックが生成されます。
- 変圧器からの過渡現象が発生した場合に備えて、フィードバック回路に過電圧/スパイク保護を追加することをお勧めします。 1kの抵抗と各電源レールへのダイオードのペアでうまくいくかもしれません。
- R2は、アンプの前にXFMR1の電源が入った場合に、アンプへの電流を制限することを目的としています。
安定性などに関するコメントを歓迎します。
フルサーキット
図3.完全な(テストされていない)回路。
- D1、C1を使用して回路の残りの部分に電力を供給するためにXFMR1を12Vにアップグレードしました。 D2、C2。ノイズについてあまり心配していないため、電圧調整は必要ありません。
- R2、VR1は、0〜6 Vrmsの調整可能な電圧リファレンスを形成します。 C3は、XFMR2とフィードバックループに問題を引き起こす可能性があるため、XFMR1から高周波ノイズを取り除くのに役立ちます。
- 出力トランスの「ドット」規則に注意してください。変圧器にドットがないので、極性を反転する必要があるかもしれません。
仕事をするために強力なオペアンプを探してください。
低電圧AC定電流源
このセクションは、フィードバック回路の理解を助けるためのものです。
図4.シンプルでトランスレスのAC定電流源。
図4に示す回路では、必須コンポーネントを除くすべてが省略されています。可変ACCC電源の場合。
コメント
- 非常にクールです-私が知る限り(これは少しです)。 EEには明らかですが、この回路のアンプには独自の分割DC電源が必要ですか、それとも低電圧ACを利用する賢い方法がありますか?そして、本当に 120V iを供給するつもりですか? > R3の前をアンプに出力するか、tであるはずです6V出力?
- (1)はい、変圧器を駆動するために交流電圧が必要なため、分割電源が必要です。 (2)はい、120:12 Vユニットを使用すれば、賢くてXFMR1からスピット電源を生成できます。次に、2:1分周器からアンプ入力を供給して6 Vを供給します。(3)推奨されるフィードバック方法は"ローサイド"現在のシャント。 '二次ループに流れる電流によって引き起こされるR3の電圧降下を測定しています。アンプは、R3の電圧= +入力電圧になるまで出力を調整します。これは、'がR3(および2次側)を介して10 mA(rms)を取得したときに発生します。後で詳しく説明します。
- 'を読んで、これを少しよく理解し始めました。私は実際にこれを構築したいのですが、完全な(そして正しい)図がなければ、'私は'何でも台無しにするだろうと確信しています"は読者に任されています!"(これを調べている他の人は、ここに関連する投稿に electronics.stackexchange.com/q/177092 、 electronics.stackexchange.com/q/129609 、 electronics.stackexchange.com/q/23919 、 electronics.stackexchange.com/q/169718 。および LM317は、この種のことで人気のあるコンポーネントのようです。
- 回答が更新されました。
- ありがとうございます! '適切なオペアンプを探しています。回路について:'が"ローサイドカレントシャント"は有線として機能します:op-am pは、R3を介した電圧降下を確認しません。それで、Iout(負荷)抵抗が本当に低くなると、限界で120Vを見ることができますか? それとも、システムのダイナミクスがそれを防ぎますか?
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