Proiectarea sursei de curent constant AC
On februarie 15, 2021 by adminVreau să furnizez un curent destul de constant (să zicem 10mA RMS, vârf 20mA, de 60Hz AC, utilizând o sursă de 120V) pentru o sarcină de rezistență foarte variabilă. Nu trebuie să fie super-curat sau precis, dar trebuie să fie capabil să se adapteze în câteva cicluri și să nu se abată niciodată mai mult de 100% față de nivelul de curent stabilit.
Sarcina prevăzută este un reactor chimic electrolitic Va fi mult mai ușor de spus, odată ce pot alimenta ceva curent prin reactivi reali, dar cel mai bine presupun că rezistența poate varia de la o singură cifră la mii de ohmi, în funcție de tot felul de lucruri (temperatură, faza reactivului, etc.). Așadar, voi dori să aleg un curent și să îl pot menține relativ constant, deoarece toți ceilalți parametri interni și externi variază.
Ce componente sau circuite pot realiza acest lucru?
Comentarii
- Niciodată să nu vă abateți mai mult de 100% sună ca o toleranță destul de slabă!
- @Neil_UK – Da, începând ușor. Sunt curios doar despre elementar caz și ‘ nu a vrut să se distragă cu condiționarea semnalului.
- Deci, pentru exemplul dvs. de 10mA cu o toleranță de 100%, orice de la 0mA la 20mA ar fi acceptabil?
- Ceea ce descrieți ar putea fi realizat cu un transformator de rețea, transformați 120V AC la o tensiune foarte mare (1000 V poate), puneți un rezistor de mare putere în serie cu 1000 V pentru a limita curentul la 10 mA RMS. Da brut, de asemenea periculos, dar teoretic s-ar potrivi cu ceea ce descrieți.
- @ Eugene Sh., Daniel Grillo, Tom Carpenter, nidhin, Peter Smith: De ce a fost pus acest lucru ca necurat r când toate informațiile suplimentare erau în comentarii și oferisem o soluție completă care părea să îndeplinească cerințele OP ‘?
Răspuns
Cea mai simplă modalitate de a construi o sursă de curent continuu activă durează doar 4 părți:
- Un pod calificat corespunzător redresor (600PIV, 1A funcționează)
- Un rezistor adecvat (va trebui să încercați mai multe valori)
- Un MOSFET de epuizare HV, cum ar fi IXTH20N50D
- Și un pic de radiator – FET disipează un pic de putere
Teoria funcționării: acesta este standardul dvs. JFET sursă de curent constantă, doar mai mare datorită MOSFET de epuizare a puterii. Funcționarea în curent alternativ este asigurată prin conectarea la bornele de curent continuu ale unui redresor de punte. (RL este o probă de încărcare – orice încărcare doriți să se conecteze doar în serie, circuitul este insensibil la poziția și polaritatea încărcării.)
simulează acest circuit – Schemă creată utilizând CircuitLab
Comentarii
- ‘ drăguț și simplu. Presupun că va da o ieșire de undă pătrată, mai degrabă decât una sinusoidală, deoarece ‘ este practic o sursă de curent constant DC într-un redresor de punte. Probabil că ‘ este în regulă pentru aplicație – mă îndoiesc că substanțele chimice vor observa.
- @transistor – da, ieșirea iese puțin pătrată, ceea ce s-ar putea să nu fie cel mai bun lucru din grilă, dar pentru un ciudat ca acesta, ‘ nu este mare lucru.
- Da, pentru această aplicație ” squarish ” tensiunea trebuie să fie bună atâta timp cât este ‘ s net-zero și rulează cel puțin ~ 60Hz. Și nici nu este mare lucru, dar acest lucru este substanțial mai puțin eficient decât designul amplificatorului operațional, deoarece ‘ gătim watt-uri de două cifre, indiferent de sarcină, nu? Puteți clarifica tipul de putere de ieșire? După cum se trage încărcarea RL primește 60Hz AC? (Ne pare rău, nu am ‘ redat EE suficient de mult timp pentru a înțelege un circuit fără a funcționa.)
- @feetwet – încărcarea devine în continuare 60Hz AC, da – și designul amplificatorului de operare trebuie să gătească puterea și undeva
- Oh, și apropo – am fost oprit cu un factor de 10 pe actualul râde Permiteți-mi să editez acest lucru pentru dvs.
Răspunde
O sursă constantă de curent continuu
Acest răspuns se bazează pe o configurație simplă de curent continuu continuu cu amplificator op.
simulează acest circuit – Schema creată utilizând CircuitLab
Figura 1. Amplificator de curent constant DC.
- Setați ștergătorul pe VR1 să dea 2 V.
- Ieșirea OA1 va crește rapid, pornind Q1, provocând curentul să curgă prin sarcină, Q1 și R1.
- Când tensiunea de pe R1 crește la 2 V, circuitul se va stabiliza.
- În acest moment, curentul prin R1 = 2/100 = 20 mA, deci am creat o sursă de curent variabilă și tensiunea de control dă 10 mA / V la ieșire.
- În practica R1 măsoară atât curentul de încărcare, cât și curentul de bază, deci există o mică eroare.
O sursă de curent constant AC
10 mA la 120 V are doar 1,2 W. Un amplificator audio ar trebui să poată conduce un transformator pentru a realiza ceea ce aveți nevoie.
Figura 2. Invertor de curent constant.
Aceasta este doar o schiță brută, dar vă poate face pe drum.
- XFMR1 oferă o undă sinusoidală de 6 Vrms cipului amplificatorului de putere conectat ca tampon de câștig de unitate.
- Ieșirea amplificatorului de putere acționează un transformator step-up.
- R3 în ieșire completează circuitul de feedback al amplificatorului. Cu șunt 600R, feedback-ul de 6 Vrms va fi generat la 10 mA.
- Probabil ar fi o idee bună să adăugați protecție la supratensiune / vârf pe circuitul de feedback în cazul tranzitorilor de la transformator. Un rezistor de 1k și o pereche de diode pe fiecare șină de alimentare ar putea face trucul.
- R2 este destinat să limiteze curentul în amplificator în cazul în care XFMR1 se va alimenta înainte de amplificator.
Comentariile privind stabilitatea etc. sunt binevenite.
Circuit complet
Figura 3. Circuit complet (netestat).
- XFMR1 actualizat la 12 V pentru alimentarea restului circuitului folosind D1, C1, D2, C2. Nu este necesară reglarea tensiunii deoarece nu suntem prea îngrijorați de zgomot.
- R2, VR1 formează o referință de tensiune reglabilă între 0 și 6 V rms. C3 ajută la eliminarea oricărui zgomot de înaltă frecvență de la XFMR1, deoarece acest lucru poate cauza probleme cu XFMR2 și cu bucla de feedback.
- Rețineți convenția „punct” de pe transformatorul de ieșire. Nu veți avea puncte pe transformator, deci este posibil să trebuiască să inversați polaritatea.
Căutați un amplificator de operare de mare putere pentru a face treaba.
Sursă de curent constant AC de joasă tensiune
Această secțiune este pentru a ajuta la înțelegerea circuitului de feedback.
Figura 4. Sursă de curent continuu simplă, fără transformator.
Circuitul prezentat în Figura 4 lasă în afara toate componentele, cu excepția componentelor esențiale pentru sursa variabilă CC CC.
Comentarii
- Foarte mișto – din câte îmi dau seama (care este puțin). Acum, acest lucru poate fi evident pentru un EE, dar are nevoie amplificatorul din acest circuit de alimentare cu sursă de curent continuu divizat sau există vreo modalitate inteligentă de a scoate curentul alternativ de joasă tensiune? Și chiar doriți să alimentați 120V scoate înainte R3 înapoi în amplificator, sau se presupune că este t ieșirea de 6V?
- (1) Da, necesită o sursă de alimentare divizată, deoarece este necesară o tensiune alternativă pentru a acționa transformatorul. (2) Da, am putea fi inteligenți și să generăm sursa de scuipare de la XFMR1 dacă folosim o unitate de 120: 12 V. Apoi am alimenta intrarea amplificatorului dintr-un divizor 2: 1 pentru a ne oferi 6 V. (3) Metoda de feedback sugerată este o ” low-side ” șunt curent. ‘ măsurăm căderea de tensiune pe R3 cauzată de curentul care curge în bucla secundară. Amplificatorul își reglează ieșirea până când tensiunea de pe R3 = tensiunea de intrare + și acest lucru se întâmplă atunci când ‘ ai primit 10 mA (rms) prin R3 (și secundar). Mai mult mai târziu.
- Am ‘ am citit și am început să înțeleg acest lucru puțin mai bine. Aș vrea să construiesc de fapt acest lucru, dar fără o diagramă completă (și corectă), ‘ sunt destul de sigur că ‘ voi deranja orice este ” lăsat la latitudinea cititorului! ” (Pentru oricine altcineva căuta în acest sens, postările aferente includ electronics.stackexchange.com/q/177092 , electronics.stackexchange.com/q/129609 , electronics.stackexchange.com/q/23919 , electronics.stackexchange.com/q/169718 . Și LM317 pare a fi o componentă populară pentru acest tip de lucruri .
- Răspunsul a fost actualizat.
- Vă mulțumim pentru asta! I ‘ m căutând un amplificator operațional adecvat. În ceea ce privește circuitul dvs.: încă nu ‘ nu înțeleg cum ” șunt curent în partea joasă ” funcționează ca prin cablu: op-am p nu vede niciodată căderea de tensiune prin R3.Deci, dacă rezistența la Iout (încărcare) devine foarte scăzută, ar putea vedea 120V în limită? Sau dinamica sistemului împiedică acest lucru?
Lasă un răspuns