Projekt źródła prądu stałego prądu przemiennego
On 15 lutego, 2021 by adminChcę zapewnić dość stały prąd (powiedzmy 10 mA RMS, szczyt 20 mA, 60 Hz AC, używając zasilania 120 V) do obciążenie o bardzo zmiennej rezystancji. Nie musi być super-czysty ani precyzyjny, ale powinien być w stanie dostosować się w ciągu kilku cykli i nigdy nie odchylać się więcej niż 100% od ustawionego poziomu prądu.
Rozważane obciążenie to elektrolityczny reaktor chemiczny . Znacznie łatwiej będzie to stwierdzić, gdy będę mógł podać prąd przez rzeczywiste odczynniki, ale obecnie najlepiej przypuszczam, że rezystancja może wahać się od jednocyfrowej do tysięcy omów, w zależności od różnych rzeczy (temperatura, faza odczynnika, itp.). Więc chcę wybrać prąd i być w stanie utrzymać go na względnie stałym poziomie, ponieważ wszystkie inne parametry wewnętrzne i zewnętrzne są różne.
Jakie komponenty lub obwody mogą to osiągnąć?
Komentarze
- Nigdy nie zbłądzić więcej niż 100% brzmi jak dość luźna tolerancja!
- @Neil_UK – Tak, zaczynam łatwo. Jestem po prostu ciekawy podstawówki przypadek i nie ' nie chciał rozpraszać się kondycjonowaniem sygnału.
- Zatem dla przykładu 10 mA ze 100% tolerancją, wszystko od 0 mA do 20 mA byłoby dopuszczalne?
- To, co opisujesz, mogłoby zostać wykonane z transformatorem sieciowym, przekształcić 120 V AC do bardzo wysokiego napięcia (być może 1000 V), umieścić rezystor dużej mocy w seria z 1000 V, aby ograniczyć prąd do 10 mA RMS. Tak, surowy, również niebezpieczny, ale teoretycznie może pasować do tego, co opisujesz.
- @Eugene Sh., Daniel Grillo, Tom Carpenter, nidhin, Peter Smith: Dlaczego to zostało zawieszone jako wujek r kiedy wszystkie dodatkowe informacje były w komentarzach i przedstawiłem pełne rozwiązanie, które wydawało się spełniać wymagania OP '?
Odpowiedź
Najprostszy sposób zbudowania aktywnego źródła prądu stałego AC zajmuje tylko 4 części:
- Most o odpowiednich parametrach prostownik (działa 600PIV, 1A)
- Odpowiedni rezystor (będziesz musiał wypróbować kilka wartości)
- Tranzystor MOSFET zubażający HV, taki jak IXTH20N50D
- I trochę radiatora – FET rozprasza sporo mocy
Teoria działania: to jest twój standardowy JFET źródło prądu stałego, tylko większe dzięki MOSFETowi zubożającemu moc. Zasilanie prądem przemiennym zapewnia podłączenie go do zacisków DC prostownika mostkowego. (RL to obciążenie próbne – jakiekolwiek obciążenie, które chcesz, po prostu łączy się szeregowo, obwód jest niewrażliwy na położenie obciążenia i polaryzację.)
symuluj ten obwód – Schemat utworzony za pomocą CircuitLab
Komentarze
- That ' s ładne i proste. Zakładam, że będzie to raczej prostokątne wyjście fali niż sinusoidalne, ponieważ ' jest zasadniczo źródłem prądu stałego DC wewnątrz prostownika mostkowego. To ' prawdopodobnie pasuje do tego zastosowania – wątpię, że chemikalia to zauważą.
- @transistor – tak, wyjście jest nieco kwadratowe, co może nie jest to najmilsza rzecz w sieci, ale w przypadku takiej dziwnej rzeczy ' to nic wielkiego.
- Tak, w przypadku tej aplikacji ” squarish ” napięcie powinno być w porządku, o ile ' s zero i działa co najmniej ~ 60 Hz. I nie jest to wielka sprawa, ale jest to znacznie mniej wydajne niż konstrukcja wzmacniacza operacyjnego, ponieważ ' gotujemy dwucyfrowe waty niezależnie od obciążenia, prawda? Czy możesz wyjaśnić rodzaj mocy wyjściowej? Jak narysowano obciążenie RL otrzymuje prąd zmienny 60 Hz? (Przepraszam, nie ' nie grałem w EE wystarczająco długo, aby zrozumieć obwód bez trochę pracy.)
- @feetwet – obciążenie nadal pobiera 60 Hz AC, tak – i projekt wzmacniacza operacyjnego też musi gdzieś ugotować moc
- Aha, a tak przy okazji – przy obecnym 10-krotnie spadłem śmiech Pozwól mi edytować to dla Ciebie
Odpowiedź
Źródło prądu stałego DC
Ta odpowiedź jest oparta na prostej konfiguracji prądu stałego DC wzmacniacza operacyjnego.
symuluj ten obwód – Schemat utworzony za pomocą CircuitLab
Rysunek 1. Wzmacniacz stałoprądowy DC.
- Ustaw wycieraczkę na VR1, aby uzyskać 2 V.
- Wyjście OA1 szybko wzrośnie, włączając Q1, powodując przepływ prądu przez obciążenie, Q1 i R1.
- Kiedy napięcie na R1 wzrośnie do 2 V obwód ustabilizuje się.
- W tym momencie prąd płynący przez R1 = 2/100 = 20 mA, więc utworzyliśmy zmienne źródło prądu, a napięcie sterujące daje 10 mA / V na wyjściu.
- In praktyka R1 mierzy zarówno prąd obciążenia, jak i prąd bazowy, więc występuje mały błąd.
Źródło prądu stałego AC
10 mA przy 120 V to tylko 1,2 W. Wzmacniacz audio powinien być w stanie sterować transformatorem, aby osiągnąć to, czego potrzebujesz.
Rysunek 2. Falownik stałoprądowy.
To tylko przybliżony szkic, ale może cię poprowadzić.
- XFMR1 podaje sinusoidę 6 Vrms do układu wzmacniacza mocy podłączonego jako bufor wzmocnienia jedności.
- Wyjście wzmacniacza mocy steruje transformatorem podwyższającym.
- R3 na wyjściu uzupełnia obwód sprzężenia zwrotnego wzmacniacza. Z bocznikiem 600R 6 Vrms sprzężenie zwrotne będzie generowane przy 10 mA.
- Prawdopodobnie dobrym pomysłem byłoby dodanie zabezpieczenia przeciwprzepięciowego / szczytowego w obwodzie sprzężenia zwrotnego w przypadku stanów nieustalonych z transformatora. Rezystor 1k i para diod na każdej szynie zasilającej mogą załatwić sprawę.
- R2 ma na celu ograniczenie prądu do wzmacniacza w przypadku włączenia XFMR1 przed wzmacniaczem.
Mile widziane są komentarze dotyczące stabilności itp.
Pełny obwód
Rysunek 3. Pełny (nieprzetestowany) obwód.
- XFMR1 zmodernizowany do 12 V do zasilania reszty obwodu za pomocą D1, C1, D2, C2. Nie jest wymagana regulacja napięcia, ponieważ nie martwimy się zbytnio o szum.
- R2, VR1 tworzą regulowane napięcie odniesienia między 0 a 6 V rms. C3 pomaga usunąć wszelkie szumy o wysokiej częstotliwości z XFMR1, ponieważ może to powodować problemy z XFMR2 i pętlą sprzężenia zwrotnego.
- Zwróć uwagę na konwencję „kropki” na transformatorze wyjściowym. Nie będziesz mieć kropek na transformatorze, więc być może będziesz musiał odwrócić polaryzację.
Poszukaj wzmacniacza operacyjnego o dużej mocy, aby wykonać swoje zadanie.
Niskonapięciowe źródło prądu przemiennego o stałym natężeniu
Ta sekcja ma na celu pomóc w zrozumieniu obwodu sprzężenia zwrotnego.
Rysunek 4. Proste, beztransformatorowe źródło prądu zmiennego AC.
Obwód pokazany na rysunku 4 pomija wszystkie oprócz podstawowych elementów dla zmiennej zasilania AC CC.
Komentarze
- Bardzo fajnie – o ile wiem (co jest mało). Teraz może to być oczywiste dla EE, ale czy wzmacniacz w tym obwodzie wymaga własnego rozdzielonego zasilania DC, czy jest jakiś sprytny sposób na odcięcie niskiego napięcia AC? I czy naprawdę chcesz zasilić 120V wyjście przed R3 z powrotem do wzmacniacza lub powinno to być t wyjście 6V?
- (1) Tak, wymaga podzielonego zasilania, ponieważ do napędzania transformatora wymagane jest napięcie przemienne. (2) Tak, możemy być sprytni i generować zasilanie rożna z XFMR1, jeśli użyjemy jednostki 120: 12 V. Następnie podawalibyśmy wejście wzmacniacza z dzielnika 2: 1, aby uzyskać 6 V. (3) Sugerowana metoda sprzężenia zwrotnego to ” low-side ” bieżący bocznik. ' ponownie mierzymy spadek napięcia na R3 spowodowany prądem płynącym w pętli wtórnej. Wzmacniacz dostosowuje swoje wyjście, aż napięcie na R3 = + napięcie wejściowe, a dzieje się tak, gdy ' masz 10 mA (rms) przez R3 (i wtórne). Więcej później.
- ' czytałem i zaczynam rozumieć to trochę lepiej. Chciałbym to zbudować, ale bez pełnego (i poprawnego) diagramu ' jestem prawie pewien, że ' wszystko zepsuje jest ” pozostawione czytelnikowi! ” (Dla każdego, kto się tym zainteresuje, powiązane posty to: electronics.stackexchange.com/q/177092 , electronics.stackexchange.com/q/129609 , electronics.stackexchange.com/q/23919 , electronics.stackexchange.com/q/169718 . I LM317 wydaje się być popularnym komponentem do tego typu rzeczy .
- Odpowiedź zaktualizowana.
- Dziękuję za to! ' m szukam odpowiedniego wzmacniacza operacyjnego. Jeśli chodzi o twój obwód: nadal nie ' nie rozumiem, jak ” bocznik niskoprądowy ” działa jak przewodowy: op-am p nigdy nie widzi spadku napięcia na R3.Więc jeśli rezystancja Iout (obciążenia) jest naprawdę niska, może zobaczyć 120V na granicy? A może dynamika systemu temu zapobiega?
Dodaj komentarz