Mạch CC CV chính xác hoặc nguồn điện

Tôi muốn thiết kế mạch CC / CV (dòng điện không đổi / điện áp không đổi) trong đó tôi có thể đặt giới hạn điện áp hoặc giới hạn dòng điện với phạm vi từ 0 đến 5V của DAC. Tôi biết cách thiết kế các mạch CC và CV biến đổi:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Đây là vấn đề của tôi, tôi cần thiết kế một mạch điện áp không đổi có thể lập trình khá chính xác và mạch điện không đổi (đầu ra cần là 0,1% và trong vòng 100uV của đầu vào DAC), phần dòng không đổi cũng cần độ chính xác tương tự và để có thể có nguồn 200mA ở 0V đến 7V.

Tôi cũng có req của nhiệt độ và req tiếng ồn vì vậy tôi sẽ xây dựng nó với oppco oppco opps tiếng ồn thấp. Tôi không quá lo lắng về điều đó bây giờ. Ngay bây giờ tôi đang cố gắng tìm một cấu trúc liên kết mạch tốt, trong tất cả các tài liệu mà tôi có loại mạch này không được đề cập. Tôi không muốn sử dụng DC đến DC vì Ripple.

Cấu trúc liên kết mạch mà tôi có thể sử dụng để xây dựng mạch CC / CV chính xác là gì?

(Tôi cũng có thể sử dụng LDO chính xác nếu cần) Điểm thưởng nếu nó có thể nguồn và dòng điện chìm, tôi có thể xây dựng đường ray quanh mạch.

Nếu bạn muốn độ chính xác, thì nguồn CC của bạn không cắt nó, với bóng bán dẫn alpha là 'tất cả.

Cách cổ điển để làm điều này là với hai vòng

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Cả điện áp và thông tin phản hồi hiện tại đều được thu nhỏ và được nối đất, và được so sánh với các bộ xử lý tín hiệu của bạn, và các phép so sánh OR'd vào điều khiển đầu ra, đề xuất một darlington cho thuận tiện. Bất kỳ vòng lặp nào là 'trên' kéo xuống bộ thu và điều chỉnh đầu ra.

Lưu ý rằng sự ổn định cần phải được duy trì, tức là được thiết kế cho, do đó việc so sánh được thực hiện với mức tăng thấp. Nếu độ lợi cao là cần thiết cho độ chính xác, hãy thêm một bộ tích hợp trong vòng lặp. Tôi đoán rằng điều đó sẽ phải đến sau khi kiểm soát HOẶC, nếu không, nhà tích hợp không hoạt động sẽ bão hòa và mất nhiều thời gian để phục hồi khi cần tiếp quản.

Với điện áp thấp và yêu cầu hiện tại của bạn, một nguồn cung cấp tuyến tính là tất cả những gì cần thiết.

OK, vì vậy những gì tôi đề nghị thực sự là hai vòng: vòng lặp hiện tại trên vòng lặp điện áp. Điều đó có nghĩa là, bạn có một lệnh hiện tại (sẽ là một giới hạn), sau đó là một lệnh điện áp. Đầu ra cho DAC là max (lệnh điện áp / đầu ra vòng lặp hiện tại). Vì vậy, miễn là không đạt đến giới hạn hiện tại, vòng lặp hiện tại đã bão hòa và không can thiệp. Điều duy nhất bạn phải làm là đo điện áp và dòng điện, đó là những thứ khá cơ bản.

Theo mạch, bạn không nói gì về yêu cầu điện áp / dòng điện. Vì vậy, có lẽ cách thực sự đơn giản nhất là một người theo dõi phát ra để khuếch đại công suất của bộ xử lý tín hiệu và một điện trở cảm giác dòng rất nhỏ cho phép đo hiện tại.

Tùy thuộc vào ứng dụng của bạn và các thành phần kỹ thuật số có sẵn, tôi có thể đề xuất ADC sigma-delta để đo dòng điện. Một số có PGA được xây dựng rất đẹp, rất chính xác, vì vậy bạn sẽ có thể điều chỉnh hệ thống rất độc đáo.

Vì vậy, sơ đồ là dưới đây. U3 là vi điều khiển của bạn. Theo một nghĩa nào đó, toàn bộ hệ thống tương tự như một câu trả lời khác, nhưng vòng lặp hiện tại sẽ dễ điều chỉnh hơn, nhưng sẽ có băng thông thấp hơn.

Xin lỗi, amp-dụng cụ; cũng quên một điện trở trên cơ sở, nhưng bạn có được nó.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Một số từ nữa về hành vi hệ thống. Nếu mọi thứ được thực hiện chính xác, vòng lặp hiện tại sẽ bắt đầu từ số 0 và sẽ tăng điện áp từ từ lên đến lệnh điện áp. Nhưng nếu hệ thống thường hoạt động ở chế độ CC, có một số trường hợp đặc biệt. Nếu tải đột ngột bị ngắt kết nối, sau đó được kết nối lại, trong một thời gian, nó có thể ở dưới dòng cao hơn giới hạn. Vì vậy, điều quan trọng là phát hiện tải bị ngắt kết nối và thiết lập lại vòng lặp PID hiện tại

- tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của hệ thống, nếu không tôi sẽ KHÔNG sử dụng DAC mà thay vào đó là 10 bit PWM (1024)

- Tôi sẽ chọn <= 0,1% Vref và chọn CC và CV bên cao tuyến tính

Vòng lặp CC đảo ngược bởi sơ đồ vội vàng (xin lỗi)

chọn k = 0 đến 1 cho CC = x đến tối đa

Sau khi thực hiện tìm kiếm nhiều hơn, tôi tìm thấy thêm một mạch từ eevblog mà tôi nghĩ tôi muốn thêm vào danh sách vì nó thú vị. Thay vì sử dụng điốt trong cấu hình 'tối đa', nó sử dụng mosfet và diode để chuyển từ CV sang CC.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}