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Carico elettronico attivo DC.

Progettazione collaborativa: dall'idea alla formazione del gruppo di lavoro per la realizzazione di un prodotto finito.

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[21] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 27 giu 2022, 23:49

... isolanti in mica o silicone con rondella?...

La questione è stata dibattuta varie volte sul forum e la buona vecchia mica batte i silpad 10 a 0 :mrgreen:
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[22] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto UtenteMax2433BO » 28 giu 2022, 16:12

lucaking ha scritto:
Max2433BO ha scritto:Invece di isolare i mosfet potresti sollevare dalla massa il dissipatore...
In realtà mi verrebbe comodo fissare il dissipatore al case metallico dell' alimentatore ATX
(...)


Ed infatti io così intendevo: fissare il dissipatore al contenitore dell'alimentatore però tramite dei distanziali e delle viti isolanti.

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[23] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utentelucaking » 28 giu 2022, 19:44

Avevo capito, ma quello mi mette male, anche per ragioni di spazio.
Per quello chiedevo se potesse andare bene isolare elettricamente il case dei MOSFET dal dissipatore.
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[24] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utentelucaking » 17 set 2022, 10:53

Buongiorno a tutti, volevo aggiornarvi sui miei fallimenti.
Un amico mi ha dato degli IRFP250 e ho fatto qualche prova usando lo schema qui sotto, come da Vostri consigli.
Ho anche provato a capire come dimensionare la rete di compensazione dell' operazionale, come spiegato nella tesina di Foto Utentebrabus, ma siccome mi mancano ancora troppi strumenti per seguire quei calcoli. :oops:, ho proceduto seguendo i consigli di Foto Utenteelfo dei post precenti.

Con:
Rg = 100 ohm
Rf = 10 k
Cf = 1,5 e 3,3 nF
i risultati della forma d' onda di corrente che circola in Rsh sono i seguenti.... #-o
SDS00005-0.5A.jpg
SDS00005-0.5A.jpg (40.14 KiB) Osservato 977 volte

SDS00006-1A.jpg
SDS00006-1A.jpg (41.34 KiB) Osservato 977 volte

SDS00007-2A.jpg
SDS00007-2A.jpg (41.74 KiB) Osservato 977 volte
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[25] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utentelucaking » 17 set 2022, 10:59

SDS00008-3A.jpg
SDS00008-3A.jpg (39.12 KiB) Osservato 976 volte

SDS00009-4A.jpg
SDS00009-4A.jpg (39.3 KiB) Osservato 976 volte

Mi sarei aspettato un peggiorameto all' aumentare della corrente, e invece sembra stabilizzarsi.
Inoltre non capisco perché anche ruotando al massimo il potenziometro, la corrente massima che riesco ad ottenere sia poco superiore a 4 A.
Quando all' ingresso non invertente dell' operazionale ho 1 volt, io credevo di riuscire ad imporre tale tensione anche sul nodo tra Rf e Rsh, ottenendo così circa 10 A teorici circolanti.
Brancolo nel buio, quindi ogni suggerimento è oro.
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[26] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 17 set 2022, 17:22

che valore hai di tensione all'uscita dell'operazionale? questa per valutare se percaso fosse saturo.

la fluttuazione della corrente, la vederi come una fluttuazione della tensione 9V di alimentazione. Potresti provare a stabilizzare verso massa la tensione da 1V che dai al potenziomatro, con zener o stabilizzatore dedicato, sai, questa con pochi millivolt ti muoverà l'uscita di parecchi ampere.

saluti.
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[27] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 17 set 2022, 17:49

Prima di realizzare il circuito consiglierei
di metterlo a punto con un simulatore.
Se vuoi posso darti una mano.
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[28] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utentelucaking » 19 set 2022, 9:42

lelerelele ha scritto:la fluttuazione della corrente, la vederi come una fluttuazione della tensione 9V di alimentazione.
Boh, questo io lo avevo escluso, infatti ho provato anche alimentando tramite batteria radio 9V e il problema sussiste.


lelerelele ha scritto:Potresti provare a stabilizzare verso massa la tensione da 1V che dai al potenziomatro, con zener o stabilizzatore dedicato, sai, questa con pochi millivolt ti muoverà l'uscita di parecchi ampere.

Nel disegnare il circuito ho dimenticato Cb1 e Cb2, che in realtà, nel circuito di test sono presenti e sono entrambi da 100 nF.
Tra l' altro, solo adesso ridisegnadolo, mi chiedo se Cb2 non sarebbe meglio spostarlo al posto di Cn?.


g.schgor ha scritto:Prima di realizzare il circuito consiglierei di metterlo a punto con un simulatore.
Se vuoi posso darti una mano.

Eh..., io ti ringrazio, ma l' unica esperienza che ho con i simulatori è qualche prova con quello integrato di Kicad (che credo sia ngspice) simulando dei semplico circuiti a componenti passivi RLC.
Con operazionali, mosfet e TL431, non saprei proprio da dove cominciare.
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[29] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 19 set 2022, 12:42

lucaking ha scritto:non saprei proprio da dove cominciare.

p.es. disegnando lo schema in MicroCap12 (gratuito):
RegCorr - Copia.gif
RegCorr - Copia.gif (3.18 KiB) Osservato 854 volte

Al poisto del potenziometro del riferimento
c'è un generatore di rampa da 0 ad 1V per vedere
la risposta in corrente.
RegCorrgr.gif
RegCorrgr.gif (4.96 KiB) Osservato 854 volte

traccia blu rif. corrente, traccia rossa tensione
di retroazione (proporzionale alla corrente)

Lo scostamento iniziale è dovuto
all'alimentazione singola dell'opamp.

La semplicità della simulazione
non deve però trarre in inganno:
con riferimento =1V la corrente è 10A,
quindi 100W dissipati dalla resistenza di carico,
10W dal Mosfet e 10W dalla resistenza i retroazione :!:
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[30] Re: Carico elettronico attivo DC.

Messaggioda Foto Utentelucaking » 24 set 2022, 15:50

Allora, mi c' è voluto un po' ma ho fatto i compiti, o meglio, ho fatto qualcosa.
Non ho usato microcap12 perché, documentandomi a riguardo, mi sembra di aver capito che gira solo su windows e io, per fortuna o purtroppo, sono un utente GNU-linux.
Spero che l' ngspice di Kicad vada bene lo stesso, tanto alla fine, nel mio caso, torniamo sempre al solito problema descritto nella firma di Foto UtenteIsidoroKZ:
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui.


Detto cio, il circuito che ho simulato è il seguente:
dc-load.png
dc-load.png (7.65 KiB) Osservato 747 volte

Questo è il risultato della simulazione in dc con Vpot che va d a 0 a 10V.
Ho scelto una corrente teorica così alta solo per vedere come si comportava il transistor Q2.
dc-load-sweep.png

Tensione Vpot sull' IN+ dell' operazionale
Tensione sul gate del mosfet
Tensione Vsh (Rsh+Rshu) = corrente su ramo mosfet

Q2, sembra intervenire quando su Rsh+Rshu (120 milliohm) cadono circa 3,7 V, quindi con una corrente circolante di circa 30 A che sono circa quelli che mi aspettavo.
Quello che non mi aspettavo è un intrvento così netto, e lineare :-k :?:
E' normale?
Inoltre , anche simulando su un range di 0-1 volt e con un "passo" molto piu accurato, non riesco a vedere lo scostamento iniziale, dovuto alla singola alimentazione dell' operazionale, indicato da Foto Utenteg.schgor.
Puo dipendere dal modello dell' LM358 che ho preso dal sito di on-semiconductor, dal mio simulatore, o da qualche errore mio?
(Non so perché ma scommetterei su quest' ultima :oops: ).


Poi mi sono fatto prendere dall' entusiamo e ho provato anche a simulare la risposta del circuito ad un onda quadra su Vpot con frequenza 20 kHz che sale da 0 a 10V in 1u secondo, ottenedo questo:
dc-load-trans-resp.png


Ho fatto un po di prove cambiando i valori dei componenti, e penso di aver capito che il ritardo sulla tensione di gate del mosfet rispetto alla tensione Vpot sull' IN+ dell' operazionale, sia dovuto allo slew-rate di quest' ultimo che in queste condizioni sembra essere di circa 0.5V/usec, valore che tra l' altro, stando ai vari datasheet sembra plausibile.
Invece il ritardo sulla forma d' onda della corrente Vsh, credo dipenda dalla tensione di trigger gate-source Vgs(th) dell' IRFP250n, anche se i circa 4 volt del grafico, stanno giusti giusti nei limiti massimi di specifica dei datasheet.

Considerando che è la prima simulazione un po piu complessa che faccio rispetto a quella di un filtro LCR, accetto ogni tipo di consiglio e forse anche qualche insulto.
In entrambi i casi, siate clementi. [-o<
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