AC konstantstrømkildedesign
On februar 15, 2021 by adminJeg vil gi en ganske konstant strøm (si 10mA RMS, topp 20mA, på 60Hz AC, ved hjelp av en 120V forsyning) til en belastning med svært variabel motstand. Den trenger ikke å være superren eller presis, men skal kunne justere seg i løpet av få sykluser og aldri komme mer enn 100% fra det innstilte nåværende nivået.
Den påtenkte belastningen er en elektrolytisk kjemisk reaktor . Det vil være mye lettere å fortelle når jeg kan mate strøm gjennom faktiske reagenser, men best gjett akkurat nå er at motstanden kan variere fra ensifret til tusenvis av ohm, avhengig av alle slags ting (temperatur, reagensfase, etc.). Så jeg vil velge en strøm og være i stand til å holde den relativt konstant ettersom alle andre interne og eksterne parametere varierer.
Hvilke komponenter eller kretser kan oppnå dette?
Kommentarer
- Aldri avvikende mer enn 100% høres ut som en ganske løs toleranse!
- @Neil_UK – Jepp, begynner lett. Jeg er bare nysgjerrig på det elementære sak og ville ikke ‘ ikke bli distrahert med signalbehandling.
- Så for eksempelet ditt på 10mA med 100% toleranse, ville alt fra 0mA til 20mA være akseptabelt?
- Det du beskriver kunne lages med en strømtransformator, transformer 120V AC opp til en veldig høy spenning (kanskje 1000 V), plasser en motstand med høy effekt i serie med 1000 V for å begrense strømmen til 10 mA RMS. Ja rå, farlig også, men teoretisk sett kan det passe det du beskriver.
- @Eugene Sh., Daniel Grillo, Tom Carpenter, nidhin, Peter Smith: Hvorfor ble dette satt på vent som urent r når all tilleggsinformasjonen var i kommentarene, og jeg hadde gitt en fullstendig løsning som så ut til å oppfylle OP ‘ s krav?
Svar
Den enkleste måten å bygge en aktiv vekselstrømskilde med konstant strøm tar bare fire deler:
- En bro med passende rangering likeretter (600PIV, 1A fungerer)
- En passende motstand (du må prøve flere verdier)
- En HV-uttømming MOSFET som IXTH20N50D
- Og litt heatsinking – FET forsvinner en god del kraft
Driftsteori: Dette er din standard JFET konstant strømkilde, bare større takket være kraftuttaket MOSFET. AC-drift gis ved å koble den til DC-terminalene til en bro likeretter. (RL er en prøvebelastning – uansett hvilken last du bare vil koble i serie, er kretsen ufølsom for lastposisjon og polaritet.)
simulere denne kretsen – Skjematisk opprettet ved hjelp av CircuitLab
Kommentarer
- At ‘ s hyggelig og enkelt. Jeg antar at det vil gi en squarish bølgeeffekt i stedet for en sinusformet som det ‘ er i utgangspunktet en likestrømskilde med jevn konstant strøm inne i en bro likeretter. At ‘ sannsynligvis er bra for applikasjonen – jeg tviler på at kjemikaliene vil legge merke til det.
- @transistor – ja, produksjonen kommer litt squarish ut, noe som kanskje ikke den snilleste tingen på nettet, men for en odd-off som dette, er det ‘ ikke så farlig.
- Ja, for denne applikasjonen » squarish » spenning skal være greit så lenge det ‘ s netto-null og går minst ~ 60Hz. Og ikke en stor sak heller, men dette er vesentlig mindre effektivt enn op-amp-designen fordi vi ‘ tilbereder tosifrede watt uansett belastning, ikke sant? Kan du avklare typen utgangseffekt? Som tegnet får belastningen RL 60Hz AC? (Beklager, jeg har ikke ‘ ikke spilt EE lenge nok til å forstå en krets uten noe arbeid.)
- @feetwet – belastningen får fremdeles 60Hz AC, ja – og op-amp-designen må også koke strømmen et sted
- Åh, og forresten – jeg var av med en faktor 10 på den nåværende latteren La meg redigere dette for deg
Svar
En likestrømskilde med jevn likestrøm
Dette svaret er basert på en enkel konfigurasjon for DC-konstantstrøm for op-amp.
simulere denne kretsen – Skjematisk opprettet ved hjelp av CircuitLab
Figur 1. DC konstantstrømforsterker.
- Sett viskeren på VR1 til å gi 2 V.
- OA1-utgang vil raskt stige, og slå på Q1, og få strøm til å strømme gjennom lasten, Q1 og R1.
- Når spenningen på R1 stiger til 2 V vil kretsen stabilisere seg.
- På dette tidspunktet gir strømmen gjennom R1 = 2/100 = 20 mA, så vi har laget en variabel strømkilde, og styrespenningen gir 10 mA / V på utgangen.
- I praksis R1 måler både laststrømmen og basestrømmen, så det er en liten feil.
En AC-strømstrømskilde
10 mA ved 120 V er bare 1,2 W. En lydforsterker skal kunne drive en transformator for å oppnå det du trenger.
Figur 2. Omformer med konstant strøm.
Dette er bare en grov skisse, men kan komme deg på vei.
- XFMR1 gir en 6 Vrms sinusbølge til effektforsterkerbrikken kablet som en enhetsforsterkningsbuffer.
- Effektforsterkerutgangen driver en trappetransformator.
- R3 i utgangen fullfører forsterkerens tilbakemeldingskrets. Med 600R shunt vil 6 Vrms-tilbakemeldinger genereres ved 10 mA.
- Det vil sannsynligvis være en god ide å legge til overspenning / piggbeskyttelse på tilbakekoblingskretsen i tilfelle transienter fra transformatoren. En 1k motstand og et par dioder til hver power rail kan gjøre susen.
- R2 er ment å begrense strømmen til forsterkeren i tilfelle XFMR1 slås på før forsterkeren.
Kommentarer til stabilitet osv. er velkomne.
Full krets
Figur 3. Full (uprøvd) krets.
- XFMR1 oppgradert til 12 V til strøm resten av kretsen ved bruk av D1, C1, D2, C2. Ingen spenningsregulering er nødvendig, siden vi ikke er så bekymret for støy.
- R2, VR1 danner en justerbar spenningsreferanse mellom 0 og 6 V rms. C3 hjelper til med å fjerne høyfrekvent støy fra XFMR1, da dette kan forårsake problemer med XFMR2 og tilbakemeldingssløyfen.
- Legg merke til «dot» -konvensjonen på utgangstransformatoren. Du har ikke prikker på transformatoren din, så du må kanskje invertere polariteten.
Søk etter en kraftig op-amp for å gjøre jobben.
Lav spenning AC konstant strømkilde
Denne delen er for å hjelpe forståelsen av tilbakemeldingskretsen.
Figur 4. Enkel, transformatorfri AC-konstantstrømskilde.
Kretsen vist i figur 4 utelater alle viktige komponenter, bortsett fra for variabel AC CC-forsyning.
Kommentarer
- Veldig kult – så vidt jeg kan vite (som er lite). Nå kan dette være åpenbart for en EE, men krever forsterkeren i denne kretsen sin egen delte DC-strømforsyning, eller er det noen smart måte å tappe av lavspenningsstrømmen? Og mener du egentlig å mate 120V send ut før R3 tilbake til forsterkeren, eller skal det være t he 6V output?
- (1) Ja, det krever en delt strømforsyning da det kreves en vekselspenning for å drive transformatoren. (2) Ja, vi kan være flinke og generere spyttforsyningen fra XFMR1 hvis vi bruker en 120: 12 V-enhet. Vi matet deretter forsterkerinngangen fra en 2: 1-skillelinje for å gi oss 6 V. (3) Tilbakemeldingsmetoden som er foreslått er en » lav side » nåværende shunt. Vi ‘ måler spenningsfallet på R3 forårsaket av strømmen som strømmer i sekundærsløyfen. Forsterkeren justerer utgangen til spenningen på R3 = + inngangsspenningen, og dette skjer når du ‘ har fått 10 mA (rms) gjennom R3 (og sekundær). Mer senere.
- Jeg ‘ har lest meg opp og begynt å forstå dette litt bedre. Jeg vil gjerne bygge dette, men uten et komplett (og riktig) diagram, er jeg ‘ ganske sikker på at jeg ‘ vil rote til hva er » overlatt til leseren! » (For alle andre som ser på dette, inkluderer relaterte innlegg her electronics.stackexchange.com/q/177092 , electronics.stackexchange.com/q/129609 , electronics.stackexchange.com/q/23919 , electronics.stackexchange.com/q/169718 . Og LM317 ser ut til å være en populær komponent for denne typen ting .
- Svar oppdatert.
- Takk for dette! Jeg ‘ jeg søker etter en passende op-amp. Når det gjelder kretsen din: Jeg forstår fortsatt ikke ‘ t hvordan » Strømforsyning til lav side » fungerer som kablet: Op-am p ser aldri spenningen falle gjennom R3.Så hvis Iout (last) motstanden blir veldig lav, kan den se 120V i grensen? Eller forhindrer dynamikken i systemet det?
Legg igjen en kommentar