Bastlení obvodu ke konstantnímu proudu z DC/DC, aneb jak udělat ze napěťového zdroje proudový zdroj Možnosti

[Mike]

Již dříve jsem psal, že chci udělal ze zdroje napětí zdroj proudu, týká se to konkrétně Murata LSM2 a LDO10C... Schéma jsem měl již nakreslené ale nějak jsem ho ztratil... Tak jsem se pokusil o nové schéma, zdá se mi ale, že je moc jednoduché, myslím, že to, co jsem nenašel bylo jiné=složitější... No snad toto by mělo také fungovat..., bojím se jen aby nějak nezakmitávalo...

Jako smímací odpor je 10miliohm rezistor, na pětí na něm je zesíleno 47x, toto napětí je přivedeno na komparátor( tam by měl být asi spíše s hystezezí...), s referenčním napětím, co si zvolíme=nastavení proudu(já jsem použil 3poloh.p. pro Hi Lo OFF)... Za komparátorem je filtr, na kterém bude střední hodnota napětí. Komparátor s filtrem se poté bude snažit zmenšovat odchylky mezi nastaveným proudem (pomocí Ur u komparátoru) a skutečným proudem = odchylka by se měla blížit 0... Z filtru se může připojit signál už přímo k DC/DC jako řízení pomocí Utrim nebo přes "nějaký" tranzistor jako řízení Rtrim..., u toho se může do "S" tranzistoru přidat 330R, který pro jistotu zajistí Uout max 4,2V

Samotný LDO10C se může řírit pomocí Rtrim nebo pomocí Utrim(toho jsem si nevšiml, Tommu mě na to upozornil, to by se ještě muselo nějak dopočítat podle datasheet)

Ten obvod jsem kreslil celkem fofrově, takže tam může být klidně nějaká chyba! Musím to ještě zkontrolovat podle datasheet... Nejvíc se bojím toho aby to celé nekmitalo... Večír to asi zkusím zapojit, co to bude dělat...



Co na to říkáte, může to fungovat?

edit: Na tom obrázku vlevo nahoře ten čtvereček je LDO10C...

Tento příspěvek byl editován Mike: 8.2.2010 16:03

[pepko]

keby som ja tomu rozumel ...

[Blancman]

Již dříve jsem psal, že chci udělal ze zdroje napětí zdroj proudu, týká se to konkrétně Murata LSM2 a LDO10C... Schéma jsem měl již nakreslené ale nějak jsem ho ztratil... Tak jsem se pokusil o nové schéma, zdá se mi ale, že je moc jednoduché, myslím, že to, co jsem nenašel bylo jiné=složitější... No snad toto by mělo také fungovat..., bojím se jen aby nějak nezakmitávalo...

Jako smímací odpor je 10miliohm rezistor, na pětí na něm je zesíleno 47x, toto napětí je přivedeno na komparátor( tam by měl být asi spíše s hystezezí...), s referenčním napětím, co si zvolíme=nastavení proudu(já jsem použil 3poloh.p. pro Hi Lo OFF)... Za komparátorem je filtr, na kterém bude střední hodnota napětí. Komparátor s filtrem se poté bude snažit zmenšovat odchylky mezi nastaveným proudem (pomocí Ur u komparátoru) a skutečným proudem = odchylka by se měla blížit 0... Z filtru se může připojit signál už přímo k DC/DC jako řízení pomocí Utrim nebo přes "nějaký" tranzistor jako řízení Rtrim..., u toho se může do "S" tranzistoru přidat 330R, který pro jistotu zajistí Uout max 4,2V

Samotný LDO10C se může řírit pomocí Rtrim nebo pomocí Utrim(toho jsem si nevšiml, díky Tommu, to by se ještě muselo nějak dopočítat podle datasheet)

Ten obvod jsem kreslil celkem fofrově, takže tam může být klidně nějaká chyba! Musím to ještě zkontrolovat podle datasheet... Nejvíc se bojím toho aby to celé nekmitalo... Večír to asi zkusím zapojit, co to bude dělat...



Co na to říkáte, může to fungovat?

edit: Na tom obrázku vlevo nahoře ten čtvereček je LDO10C...

Fungovat by to mohlo, zapojené je to celkem dobře. Ale je to velmi, velmi složité. Vždy platilo a platit bude, že v jednoduchosti je síla. Začíná to vždy od napětí. Nejlepší je vyhledat obvod, který mění napětí. Zvolit "Buck" nebo "Boost", tedy buď budu snižovat, nebo zvyšovat napětí. Potom zvolit maximální výstupní proud. A celý tento měnič odřídit jedním procesorem. Když budu napětí snižovat, bude měnič fungovat od napětí LED + zhruba asi 1,5V do co konstrukčně vydrží daný obvod (většinou kolem 15V - 20V), když budu napětí zvyšovat, bude měnič fungovat od minimálního konstrukčního napětí obvodu (většinou kolem 2,5V - 3V) do napětí LED - zhruba asi 1,5V. Blanc

[Mike]

Fungovat by to mohlo, zapojené je to celkem dobře. Ale je to velmi, velmi složité. Vždy platilo a platit bude, že v jednoduchosti je síla. Začíná to vždy od napětí. Nejlepší je vyhledat obvod, který mění napětí. Zvolit "Buck" nebo "Boost", tedy buď budu snižovat, nebo zvyšovat napětí. Potom zvolit maximální výstupní proud. A celý tento měnič odřídit jedním procesorem. Když budu napětí snižovat, bude měnič fungovat od napětí LED + zhruba asi 1,5V do co konstrukčně vydrží daný obvod (většinou kolem 15V - 20V), když budu napětí zvyšovat, bude měnič fungovat od minimálního konstrukčního napětí obvodu (většinou kolem 2,5V - 3V) do napětí LED - zhruba asi 1,5V. Blanc

Jako složitý to neni..., dyt tam je jen stabilizátor napětí a 2xOZ a pár součástek k tomu..., ty dvě OZ by mohli být v jednom pouzdře(ale nevím, potřeboval bych přímo komparátor, zesilovač se na komparátor přímo nehodí), pak stabilizátor a nějakem malinkej tranzistor a okolo součástky...

Jo zapoměl jsem tam napsat, že procesorem by to bylo jednodušší, ale zase nemám možnost programovat procesor..., může se toho někdo chopit...

[Blancman]

Jako složitý to neni..., dyt tam je jen stabilizátor napětí a 2xOZ a pár součástek k tomu..., ty dvě OZ by mohli být v jednom pouzdře(ale nevím, potřeboval bych přímo komparátor, zesilovač se na komparátor přímo nehodí), pak stabilizátor a nějakem malinkej tranzistor a okolo součástky...

Jo zapoměl jsem tam napsat, že procesorem by to bylo jednodušší, ale zase nemám možnost programovat procesor..., může se toho někdo chopit...

Já už mám driver navržený a odzkoušený. Zvládl to můj syn, jenže..... grrr nevím jak a čím už ho mám dokopat aby mi ho flákl na tišťák a mohl jsem si ho dát do lampy a používat. Až se mi zadaří ho k tomuto kroku dovésti, pak bude programovatelných driverů dostatek... Blanc

[Vědátor]

Tak je to poněkud složité no .. Dalo by se to řešit mnoha způsoby. Já bych to řešil buď MCU - mnou používané MCU mají AD s rozlišením 8,10,12b a možný komparátor, takže pokud bych to řešil pomocí MCU, tak bych to buď měřil přímo MCU nebo bych tam hodil nějaký OZ před něj. Řídit pomocí MCU měnič se mi nezdá jako dobrý nápad - ono dosáhnout na výstupu MCU nějakou vyšší frekvenci je celkem problém - já bych to řešil nějakým spešl IO. Ale řídit pomocí MCU on/off měniče se dá.

Nebo upravit proudové omezení a max režim provozovat pomocí proudového omezení a low režim řešit napěťově.

Obejít stabilizátor se dá tak, že se to připojí přímo na lednu liion. Musí se počítat s nějakou spotřebou těchto obvodů.

[Mike]

Jsem fakt idiot, popletl jsem si u toho diferenciálního zesilovače odpory, takže to byl takovej zeslabovač a nefungoval..., divil jsem se co dělá a celý to rozebral..., no pak jsem to složil znova a zase s prohozenejma odporama to jsem si toho ale už všilm a nasral se, že se s tim už hodinu mořim... No nic ten diferemciální zesilovač funguje jak má, tamto bude už brnkačka, snad...

Jinak v zapojení jsou dvě chyby, ta první je, že ve schema tu u toho dif.zes. není zesílení 47x ale jen 4,7x(100k/470k), jsem se upsal ty odpory tam mají být 10k..., ta druhá chyba je ta, že když posunu zem těmi dvěmi 10k odpory do 1/2Ucc u toh dif.zes., tak už musím brát potenciál té nové "země"..., to je ale také detail... No jdu pokračovat...

[Mike]

Samotný obvod je funkční, jdu ho připojit k Murata LSM2, držte palce ať to chodí...

[Sinty]

Držím, držím Škoda že ti s tím nepomůžu.

( tam by měl být asi spíše s hystezezí...)

Nemá to být hysterezí?

Tento příspěvek byl editován Sinty: 8.2.2010 22:29

[stano.]

hm. tie OZ (komparatory) budes musiet mat dostatocne rychle. co ale nejako nechapem (skus opisat tvoju myslienku) je ten filter za vystupom druheho OZ a za nim mosfet. na G mosfetu chces mat obdlznikovy signal, nie? naco ten filter? das tam navyse rezistor a dorazis kondenzatorom? mosfet sa otvara napatim, nie prudom filter proti zakmitavaniu vraz medzi tie 2 OZ. nie na vystupe druheho mozem aj vysvetlit.

[dromy]

Mike, nebylo by lepší zvolit nějaké jednodušší zapojení? Ten integráč (adj stabík odhaduju) používáš proč? Přijde mi to zbytečně složitý. Jak na to koukám, bude to fungovat v lineárním režimu, takže tepelné ztráty jsou asi celkem buřt (pro podobný účel a těch pár watů navíc souhlasím) tak proč to neudělat jinak a lépe?
Přikládám obrázek základní regulační smyčky pro lineární regulaci na konstantní proud. Operák by neměl být komparátor, ale operák. V této roli se osvědčí LM358 nebo i LM311 (mám vyzkoušeno), případně jakýkoliv jiný co má vstup i výstup rail-to-rail, třema TLC40xxx od Texasu, nebo cokoliv dalšího. V roli tranzistoru vyhoví jakýkoliv N-MOSFET s Vgs(th) bezpečně menším než právě těch 5V. IRFZ44 je už docela na hraně, ale takový IRL540 od Vishay bezpečně vyhoví, případně můžou být 2 paralelně pro větší výstupní proudy (tranzistor musí mít nějaký chladič). Znázorněný poťák je pro určení velikosti výstupního proudu, je to reference na kterou se snaží operák regulovat i napětí na měřícím 0,1ohm velkém rezistoru. Regulace probíhá řízením napětí Vgs tak, aby bylo právě kýžené napětí na odporu. V zapojení nemusí být nutně MOSFET, stačí tam třeba i darlington, např TIP142 nebo podobný, bude to fungovat taky (s odpovídajícím odporem v bázi). Výhodou tohoto zapojení je to, že operák může být napájen i třeba 12V a až koncová část - anoda ledky, připojena na další napětí (menší ztráty vlivem menších úbytků).
Podobných zapojení lze vymyslet spoustu, stačí jen myšlenka a případně nějaké simulace v Spice pro jejich ověření. Pokud by někomu vadil úbytek na měřícím odporu, nebo by chtěl nutně katodu ledky připojit na zem, pak lze využít pro měření proudu hallův snímač v integrované podobě. Je to např. obvod Allegro ASC712 nebo řada podobných a zapojit jej mezi drain a Vcc a ledku dát mezi source a gnd. -v takovém případě chce ale už napájení OZ 12V, protože by na výstupu nezvládal dostatečně velké Vgs pro otevření tranzistrou..

[edit] ..a ještě výsledek simulace pro referenční napětí 0,2 V => výstupní proud 2 A

Tento příspěvek byl editován dromy: 8.2.2010 22:22

Přiložený náhled(y)

 

[stano.]

ty davas linearny, mike chcel pulzny. aspon sa tak zda

[Mike]

stano.: Ty si myslíš, že nevím co je MOSFET? To já moc dobře vím. Takže, ten filtr má za účel vyfiltrovat ty obdélníky do nějaké pomalu se měnící křivky, "tau" filtru asi nastavím na 0,1sec, to způsobí, že právě ten MOSFET bude pracovat v linerárním režimu, bude se pomalu otevírat/zavírat a tím měnit svůj odpor..., ten tranzistor tam má funkci doslova jako rezistor Rtrim... (vím, že se na to MOSFET nehodí, ale lze to s ním v pohodě provýst)
OZ rychlý a na co?

dromy: Cože? Vůbec nechápu jak to myslíš? Kdyby si si přečetl pořádně můj první příspěvek, tak by si pochopil, co chci dělat..., já přece nechci spínat LED tím koncovým tranzistorem! Ten tam je pro řízení DC/DC měniče! Nepoteče skzr něj skoro žádný proud!
Je hezký, že si mi tam vyjmenoval haldu součástek, ale uplně k ničemu a mimo... , mě stačí tranzistor s Id=100mA! A mít snímací odpor 100miliohm, snad nemyslíš vážně, to je při 9A už 8W... My se tu bavíme o SST-90 a měniči LDO10C...
Pokud sem tebe špatně pochopil, tak se velice omlouvám, ale myslím, že to je opačně...

Jinak jsi pochopil, že to v lieárním režimu bude fungovat, ale jen pro řízení DC/DC..., nikdy by mě nenapadlo, abych LED i jiné velké výkony řídil lineárně, to je snad za náma... Jinak já jsem velice alergický na zbytečný tepelný ztráty... , kdyby si si přečetl moji úpravu Romisena@P7, tak tam jsem minimalizoval každej miliohm a tady bych použil na řízení tranzistor v linear.režimu, to fakt né...

Jinak pište kdyby se vám něco nezdálo, já taky někdy napíšu, co jsem napsat nechtěl...

Tento příspěvek byl editován Mike: 9.2.2010 00:24

[stano.]

aaaha. ved hovorim, ze kric, ked ta nechapem
MOSFET netvrdim, ze nevies co je. len ci si si to uvedomil.... ved nic teda, sorry, nepochopil som, co tym chces vytvorit.
OZ rychly na to, co som si myslel ze s tym chces robit. takto to vyzera ok idem uz spat, zajtra v robote sa na to pozrem vo svetle novych skutocnosti

[Mike]

No spíše mi poraďte proč mi nefunguje ten diferenciální OZ, on funguje ale ne v celym rozsahu 0-5V..., nastavená hodnota zesílení je správná když se pohybuji kolem 2,5V, dám příklad: zesiluji mezi 2,450V a 2,480V, to je 30mV, nastavené zesílení je 50x a odpovídá výstupu=1,5V, když ale posunu toto kolem 2V, tak zesílení klesá třeba i na půlku, při posunu měřeného signálu výše kolem 3V, tak se to velmi nepatrně děje taky(zesílení), ale v řádu jednotek, to je zanedbatelný... Po připojení k Murata LSM2 se jevil právě problém se zesílením=prostě zesilovač nezesiloval, po odpojení jsem to ještě více proměřil a zjistil výše uvedená fakta...

Zem u OZ mám zdviženou na 2,5V to je 1/2Ucc, zesílení měřím tedy proti tomuto potenciálu(+2,5V), nevíte proč to takhle blbne? OZ mám TL074, budu si asi muset něco přečíst o dif.zes.

Ach jo kdybych měl osciloskop...

Beru, že OZ neumí pracovat se signály blížící se k jeho saturaci, např: od nuly až k 0,8-1,3V záleží na OZ, toto se ale netýká snad v režimu zesilovače, ale v případě použítí zesilovače jako komparátoru..., např: na výst.komparátoru(Uref=3V) mám zápornou saturaci při Uin=2V, 1,5V ale najednou při 1V se nesmyslně změní saturace v kladnou...

Ach jo kdybych měl osciloskop...

[pepko]

nerozumiem ani prd ... ale kazdy prispevok som si precital 3x ... a tiez som nadobudol pocit, ze jediny kto vie co je LDO10C je Mike :-))))

[Petrs]

Dost možná hloupá úvaha,ale co LDO 10C otevřít naplno ať odevzdá svůj max výkon (10 A), jestli je bude držet to se dá použít.Nižší výkon cca do 5A proudu by mohl jít nastavit relativně jednoduše a pokud bude kolísat do 25% mělo by to být jedno.
Jinak Mike - supr.

[Vědátor]

No něco v podobné tématice jsem našel zde a zde a taky tu. Co takhle tam hodit všechny odporů třeba na 10k a zkusit co to dělá. A taky není 5V trochu málo - mohlo by se to napájet i vstupním napětím.

[pepko]

Dost možná hloupá úvaha,ale co LDO 10C otevřít naplno ať odevzdá svůj max výkon (10 A), jestli je bude držet to se dá použít.Nižší výkon cca do 5A proudu by mohl jít nastavit relativně jednoduše a pokud bude kolísat do 25% mělo by to být jedno.
Jinak Mike - supr.

LDO10C ti da kolko zoberies ... ale tusim pri 12A mi zacal blikat a pri 14A uplne vypol ... cize musis nejako obmedzit napatie na LDO10C a tym sucasne aj prud ... naplno to fungovat nebude ...

[Petrs]

Díky Pepko.To znamená,že jeho limitujícím parametrem je výkon,nikoli proud.Na druhou stranu jedno plus - mohlo by se odebírat i 11A.Tohle si sám nenavrhnu .Mike,Vědátor,Stano a spol - vkládáme do Vás naději na záchranu lidstva a světa(Chuck to sám nezvládne).