Tại sao opamp này không hoạt động chính xác?

Tôi đang làm việc trên một nguồn hiện tại có thể điều chỉnh. Trong một thời gian trở lại, các mạch khác nhau đã được thảo luận:

nguồn hiện tại có thể điều chỉnh đơn giản cho chuỗi LED

... nhưng vì tôi đã giải quyết một lựa chọn và nó không hoạt động chính xác, tôi đang bắt đầu một chủ đề mới để tập trung vào câu hỏi hóc búa của mình.

Đây là mạch:

Bộ chia điện trở (điện trở 30K và chiết áp) cung cấp điện áp tham chiếu trên 'set' (quét DC của v1 chỉ xoay trục nồi). Các opamp nên servo 'cổng' sao cho 'cảm giác' bằng 'set', và do đó, dòng điện (tính bằng milliamp) được kéo qua tải 'Rload' bằng điện áp của 'set' (tính bằng millivolts). Đơn giản như thế.

Nguồn cung cấp 12 v cung cấp năng lượng cho mạch 'set' và opamp là nguồn 7812 tắt nguồn cung cấp 24v. Và mosfet thực sự là một FQP10N20C (một nfet power vanilla khá).

Tôi đã mô phỏng với LTspice và nó hoạt động như tôi mong đợi. Nhưng trên bảng điều khiển, khi 'set' được tăng từ 0 lên khoảng 400mV, 'cảm giác' track 'set' ngày càng kém đi. Tại một thời điểm tôi đang thấy 257mV trên 'set' nhưng chỉ 226mV trên 'sense'; vì vậy chỉ có 226mA chảy qua Rload và R1. 'Cổng' ở mức 3,53V và 'xuống' là 11,7V. Nếu người ta chỉ kiểm tra opamp trong sự cô lập, có vẻ như 'cổng' nên được điều khiển cao hơn (cho đến khi, có lẽ, tại một thời điểm nào đó, dòng chảy đủ "cảm giác" bằng 257mV).

Opamp có nghĩa là được sử dụng với nguồn cung cấp một đầu, và có thể dễ dàng điều khiển đầu ra của nó trên 3,53V (với điện áp nguồn 12 V). Cổng của FET không được chìm bất kỳ dòng điện nào (được xác minh bằng đồng hồ đo).

Tôi bối rối.

Bảng dữ liệu cho opamp (LT1006)

Vấn đề rõ ràng là có một số loại dao động trên đầu ra của opamp. Đặt một tụ điện 10uF trên nút 'cổng' ít nhiều đã khắc phục sự cố, nhưng đặt điện trở 1K giữa đầu ra opamp và cổng fet không giúp ích nhiều. Bây giờ tôi thấy không có nhiều hơn khoảng 7mv chênh lệch giữa 'giác' và 'đặt', trên toàn bộ phạm vi điều chỉnh hiện tại (hiện tại là 0 đến 300ma) và điện áp (bắt buộc để truyền dòng điện đó qua tải) trong khoảng 3 đến 23v .

Tôi chỉ thấy câu hỏi này ngay bây giờ, và câu trả lời của bạn rằng opamp đang dao động. Đó là dự đoán đầu tiên của tôi từ sơ đồ và các triệu chứng.

Tuy nhiên, tôi không thích cách bạn sửa nó. Đơn giản chỉ cần tải đầu ra opamp với nhiều điện dung có thể hoạt động ngay bây giờ trong trường hợp này ở nhiệt độ này, với giai đoạn này của mặt trăng. Nó có thể không hoạt động với cùng một mô hình opamp từ một lô khác hoặc một số lô trong tương lai.

Một giải pháp tốt hơn là đặt một chút điện trở trong đường dẫn phản hồi, giữa đỉnh của điện trở cảm giác hiện tại và đầu vào opamp âm. Sau đó thêm một tụ bù nhỏ trực tiếp từ đầu ra opamp vào đầu vào âm. Nắp cung cấp phản hồi AC âm ngay lập tức để giữ cho amp ổn định. Các điện trở làm tăng trở kháng của tín hiệu để nắp có thể có một số hiệu ứng mà không cần phải quá lớn cho các xem xét khác. Hãy thử 1 kΩ và có thể 100 pF. Bạn có thể sử dụng một tụ điện lớn hơn nếu thời gian đáp ứng không cần phải nhanh và bạn muốn lỗi ở phía ổn định hơn.

Thêm

Tôi đã không nhìn vào bảng dữ liệu của opamp trước đó và chỉ trả lời cho một opamp thông thường. LT1006 được tối ưu hóa cho điện áp bù rất thấp và công suất thấp. Điều đó có nghĩa là sự thỏa hiệp đã được thực hiện trong các lĩnh vực khác. Một trong số đó rõ ràng là sự ổn định. Bảng dữ liệu không hiển thị amp được sử dụng như một tín hiệu điện áp đạt được sự thống nhất, vì vậy nó rõ ràng là ổn định đạt được sự thống nhất.

Tuy nhiên, hãy xem xét kỹ sơ đồ ứng dụng điển hình ở trang 11. Lưu ý cách một người có 1 kΩ nối tiếp với tụ bù 680 nF và 2 kΩ còn lại có bù 330 nF. Điều này có nghĩa là dự đoán của tôi ở trên 1 kΩ và 100 pF là quá ít. Hãy thử một sự kết hợp giống như những gì họ sử dụng. Vì bạn đã có điện trở sê-ri 1 kΩ, hãy thử trực tiếp 1 PhaF giữa đầu ra opamp và đầu vào âm.

Một điều khác bạn cần làm là thực sự nhìn vào tín hiệu theo thời gian chứ không phải điện áp trung bình của nó. Đặt một phạm vi trên nó và xem những gì đang thực sự xảy ra.

Gần đây tôi đã trở lại dự án này sau một thời gian gián đoạn, và tiếp tục gặp rắc rối với sự ổn định của opamp. Tuy nhiên, tôi đã phát hiện ra một giải pháp đơn giản hơn cho vấn đề, bộ điều chỉnh tuyến tính LT3080; về cơ bản nó tích hợp op-amp và bóng bán dẫn điện của mạch ban đầu của tôi và dường như rất ổn định trong thử nghiệm của tôi.

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3080fc.pdf

Mạch mới của tôi về cơ bản là được hiển thị trong hình có tiêu đề "Trình điều khiển đèn LED điện áp thấp" trên trang 17 của bảng dữ liệu. Nhưng thay vì đặt một điện trở cố định từ chân SET sang GND, tôi lái một điện áp biến đổi vào chân SET (người ta cũng có thể sử dụng một điện trở thay đổi, nhưng điện áp hoạt động tốt hơn cho ứng dụng của tôi). Tín hiệu điện áp chỉ cần có khả năng chìm 10ua của nguồn hiện tại.

Nó hoạt động như một say mê.