01-15-2023, 03:16 PM
U jednom od projekata, koji razvijamo član ovog foruma me[R]a i ja, neophodan nam je opamp na poziciji merenja napona na shuntu u svrhu zatvaranja regulacione petlje i ograničenja max struje.
U tu svrhu je upotrebljen dobro poznati i matori LM358 koji drajvuje N-Mosfet, u principu klasična veza koju i kinezi upotrebljavaju u cv-cc dc-dc pretvaračima, ništa novo. Evo deo šeme čisto da se vidi o čemu se radi:
E sad ide mali uvod, možda nekome nekad bude od značaja.
Posle sklapanja prototipa postavljena je sijalica 12v/100W kao izlazno opterećenje koja sa hladnim žarnim vlaknom ima otpor gotovo kao kratak spoj i kao takva je idealna za testiranje tranzijenata i snimanje dogadjaja, a pruža sigurnost u smislu da neće ništa da se zapali. Deo uredjaja je zamišljen kao elektronski osigurač, znači predvidjen za kratak spoj i neophodno je da se petlja zatvori u što kraćem vremenskom roku koja ograniči max zadatu struju, a nakon odredjenog intervala mcu isključi mosfetove tako što gejtove odvede na gnd preko Q1. Ono što mi je prvo "upalo u uvo" je bio scenario kada Q1 otpustim, koji je pre toga bio provodan i blokirao gejtove, da u tom momentu čujem klik iz sijalice (zvuk) što je ukazalo na izuzetno veliku udarnu struju (nezavisno od podešeng limita). Napajanje korisceno u svrhu testiranja je meanwell 15V 21A RSP-320-15. Merenje osciloskopom na shuntu je pokazalo pik struje od preko 80Ampera u trajanju od 60uS i to je onaj klik koji se čuje iz sijalice.
Dalje merenje na izlazu lm358 i na gejtu izlaznog mosfeta je pokazalo da je lm358 izuzetno spor opamp čak i za ovu namenu jer slew rate po specifikaciji je svega 0.3V/uS (0.5V/uS za B verziju), što u startu za ovaj sklop nisam smatrao previše bitnim podatkom. Ono što ovde pravi veći problem nije samo slew rate nego ako se ne varam i "overload recovery time" sa čime se ranije nisam susretao . Kada je sa tranzistorom Q1 gejt izlaznog mosfeta odveden na gnd nema protoka struje kroz mosfetove i opamp na svom izlazu drži napon blizak naponu napajanja i za izlazak iz tog stanja pdf kaze da treba oko 10uS. Obe te stvari u realnom scenariju su dale promenu izlaznog napona iz opamp od svega 0.12V/uS .
mereno na izlazu lm358
mereno na gejtu
Zamenom lm358 za varijantu LM358B je dobijeno značajno poboljšanje tj. 0.35V/uS medjutim i dalje je postojao pik od 80A prema potrošaču ali sada znatno kraći u trajanju od nepune 20uS, sto je sa pocetnih 60uS znacajno poboljsanje ali i dalje neprihvatljivo. Evo slika:
mereno na izlazu lm358B
mereno na gejtu
Dalji izbor je pao na TLV2172 koji je pin kompatibilan sa LM358, ali slew rate po specifikaciji mu je 10V/uS !
Na konkretnom merenju iz overload rezima izmeren je slew rate 4V/uS i samim tim dalje merenje je pokazalo da se petlja zatvara u nekoliko uS vremena, da preskok struje ne postoji i da dalje eventualno treba poraditi na ringu od 4MHz koji se na kratko pojavi kao posledica brzog tranzijenta, medjutim ovaj ring treba uzeti sa rezervom jer je gnd sonde osciloskopa dugačka 10cm i treba to isto izmeriti sa gnd odmah uz pipalicu.
Evo fotki sa TLV2172 sa istim podešavanjima kao merenja iznad:
mereno na izlazu TLV2172
mereno na gejtu
i sa vremenskom bazom 1uS da bi se bolje sagledao tranzijent:
izlaz TLV2172
gejt
Iznad se vidi ring na gejtu sto u principu moze da bude i posledica duzine kablova prema opterecenju ( ili gore spomenuta dužine kabla za gnd na osciloskop sondi ).
I poslednja sličica mereno direktno na shuntu 2.5mR sa podešenom strujom limita 5A , momenat kada Q1 otpusti gate mosfeta:
Ring traje oko 1mS ali ono sto je bitno da nema preskoka izlazne struje vec ona ostaje u zadatom limitu, nema više udarnog pika struje od skoro 100A!
U tu svrhu je upotrebljen dobro poznati i matori LM358 koji drajvuje N-Mosfet, u principu klasična veza koju i kinezi upotrebljavaju u cv-cc dc-dc pretvaračima, ništa novo. Evo deo šeme čisto da se vidi o čemu se radi:
E sad ide mali uvod, možda nekome nekad bude od značaja.
Posle sklapanja prototipa postavljena je sijalica 12v/100W kao izlazno opterećenje koja sa hladnim žarnim vlaknom ima otpor gotovo kao kratak spoj i kao takva je idealna za testiranje tranzijenata i snimanje dogadjaja, a pruža sigurnost u smislu da neće ništa da se zapali. Deo uredjaja je zamišljen kao elektronski osigurač, znači predvidjen za kratak spoj i neophodno je da se petlja zatvori u što kraćem vremenskom roku koja ograniči max zadatu struju, a nakon odredjenog intervala mcu isključi mosfetove tako što gejtove odvede na gnd preko Q1. Ono što mi je prvo "upalo u uvo" je bio scenario kada Q1 otpustim, koji je pre toga bio provodan i blokirao gejtove, da u tom momentu čujem klik iz sijalice (zvuk) što je ukazalo na izuzetno veliku udarnu struju (nezavisno od podešeng limita). Napajanje korisceno u svrhu testiranja je meanwell 15V 21A RSP-320-15. Merenje osciloskopom na shuntu je pokazalo pik struje od preko 80Ampera u trajanju od 60uS i to je onaj klik koji se čuje iz sijalice.
Dalje merenje na izlazu lm358 i na gejtu izlaznog mosfeta je pokazalo da je lm358 izuzetno spor opamp čak i za ovu namenu jer slew rate po specifikaciji je svega 0.3V/uS (0.5V/uS za B verziju), što u startu za ovaj sklop nisam smatrao previše bitnim podatkom. Ono što ovde pravi veći problem nije samo slew rate nego ako se ne varam i "overload recovery time" sa čime se ranije nisam susretao . Kada je sa tranzistorom Q1 gejt izlaznog mosfeta odveden na gnd nema protoka struje kroz mosfetove i opamp na svom izlazu drži napon blizak naponu napajanja i za izlazak iz tog stanja pdf kaze da treba oko 10uS. Obe te stvari u realnom scenariju su dale promenu izlaznog napona iz opamp od svega 0.12V/uS .
Zamenom lm358 za varijantu LM358B je dobijeno značajno poboljšanje tj. 0.35V/uS medjutim i dalje je postojao pik od 80A prema potrošaču ali sada znatno kraći u trajanju od nepune 20uS, sto je sa pocetnih 60uS znacajno poboljsanje ali i dalje neprihvatljivo. Evo slika:
Dalji izbor je pao na TLV2172 koji je pin kompatibilan sa LM358, ali slew rate po specifikaciji mu je 10V/uS !
Na konkretnom merenju iz overload rezima izmeren je slew rate 4V/uS i samim tim dalje merenje je pokazalo da se petlja zatvara u nekoliko uS vremena, da preskok struje ne postoji i da dalje eventualno treba poraditi na ringu od 4MHz koji se na kratko pojavi kao posledica brzog tranzijenta, medjutim ovaj ring treba uzeti sa rezervom jer je gnd sonde osciloskopa dugačka 10cm i treba to isto izmeriti sa gnd odmah uz pipalicu.
Evo fotki sa TLV2172 sa istim podešavanjima kao merenja iznad:
i sa vremenskom bazom 1uS da bi se bolje sagledao tranzijent:
Iznad se vidi ring na gejtu sto u principu moze da bude i posledica duzine kablova prema opterecenju ( ili gore spomenuta dužine kabla za gnd na osciloskop sondi ).
I poslednja sličica mereno direktno na shuntu 2.5mR sa podešenom strujom limita 5A , momenat kada Q1 otpusti gate mosfeta:
Ring traje oko 1mS ali ono sto je bitno da nema preskoka izlazne struje vec ona ostaje u zadatom limitu, nema više udarnog pika struje od skoro 100A!
Linux is like a wigwam NO Windows NO Gates and an Apache inside
