Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
LAB PSU 0-30VDC, 0-500mA/0-5A
#21
Da, gate driver:
da bi mosfet bio duboko u saturaciji, stim i sa najmanjim Rds_ON
sa 5VDC upravljanjem imamo recimo 50mR i sa strujama 5A imačemo 1,25W disipacije
što opet nije puno, ali brže čemo imati taj temp drift.

ima se več tih AUX napajanja različitih napona u PSUju, pa jih treba samo odabrati kojeg za upravljanje.

Evo TinaTI:



može gate drive i sa opampom u ulozi comparatora, bufera i drivera
(odabere se neki J-fet Quad (u ovom primeru za napon 40V), da se ne opterečuje MCU izlazi, pa se ima i za drugi kanal PSUja)
onda odabere se neka referenca, može i sa otporniškim djeliteljem (recimo 2,5VDC, netreba tu preciznosti za logic level treshold))
i na izlazu opampa imačemo +IC za HIGH, sa višim naponom na ulazu opampa od >2,5VDC
ili -IC napona za LOW, sa nižim naponom na ulazu opampa od <2,5VDC
(skoro ti naponi na izlazu opampa, ali mi smo takvog IC odabrali: rail-to-rail),
tu je još i strujni limiter opampa (tipično oko 25mA) ...itd

Šta se tiče preklapanja Make-before-Break zapravo nemamo ni u jednom trenutku, čak i ne u ono periodu kad su oba mosfeta ON,
predisipaciju otpornika R_sense, svako če povuči max svoje područje,
nego skupa če za tren (to vreme odčitavanja ADC za struju) isporučiti prema DUTu  5A+500mA
To vreme nesme reagirati setovan OCP (ako je on setovan na 5A)


.tsc   LM338 DIG current limiting low side N MOS with current range MCU.TSC (Size: 61,39 KB / Downloads: 4)

Kalibracija:
U shematik sam stavio R_sense otpornik 1R0 1%
-sa 2,5V setovali bi izlaznu struju na cca 512mA
-željeli bi to kalibrirati na 500mA,
-SW uguramo popravak (K), koji nam popravlja cijelu skalu na željenu max vrednost
koliko je taj K precizan, zavisi koliko BITa imamo na raspolazi...

Auto-Range je odlična stvar,
može se dati opcija sa se SWsko automatski uključi ili ne (znači imamo i mogučnost manual)
jer če nam baš kod limita 500mA display skakati iz jedne resolucije na drugu,
osim ako mu ne uguramo histerezu prehoda iz jednog područja na drugo.
"na gore" recimo kod 530-550mA, "na dole" kod 500mA
LP
Dragan
Reply
#22
(01-14-2017, 06:14 PM)Dragan100 Wrote: može gate drive i sa opampom u ulozi comparatora, bufera i drivera
(odabere se neki J-fet Quad (u ovom primeru za napon 40V), da se ne opterečuje MCU izlazi, pa se ima i za drugi kanal PSUja)

Da i ne, ako se želi osigurati da kanali ostanu međusobno izolirani. Primjer si dao pa se može raditi s dual op-ampovima, recimo LF412, TL072 (pa tako dva odvojena za dva kanala).

(01-14-2017, 06:14 PM)Dragan100 Wrote: Šta se tiče preklapanja Make-before-Break zapravo nemamo ni u jednom trenutku, čak i ne u ono periodu kad su oba mosfeta ON,
predisipaciju otpornika R_sense, svako če povuči max svoje područje,
nego skupa če za tren (to vreme odčitavanja ADC za struju) isporučiti prema DUTu  5A+500mA
To vreme nesme reagirati setovan OCP (ako je on setovan na 5A)

U stvari da Smile. Razmišljao sam što bi se moglo dogoditi kada skoči iz low-range u hi-range ali to ne može dogoditi bez da mu ne otvorimo hi-range mosfet jer se low-range otpornik ne koristi samo za monitoring već i za aktivnu limitaciju struje. Dakle sve je pod kontrolom.

(01-14-2017, 06:14 PM)Dragan100 Wrote: Auto-Range je odlična stvar,
može se dati opcija sa se SWsko automatski uključi ili ne (znači imamo i mogučnost manual)
jer če nam baš kod limita 500mA display skakati iz jedne resolucije na drugu,
osim ako mu ne uguramo histerezu prehoda iz jednog područja na drugo.
"na gore" recimo kod 530-550mA, "na dole" kod 500mA

Tako je, mala histereza i to je rješeno.
Reply
#23
Nastavljamo digitalizirati upravljanje ovog PSUja
Na redu je setovanje izlaznog napona sa MCU
0 - 2,5VDC izlaza MCU trebali bi imati na izlazu PSUja
0 - 30VDC

Na ADJ pinu zatreba tako
(-)1,35VDC (ova mora imati mogučnost štelanja Zerro ADJ) za 0VDC izlaza PSUja i
(+)28,75VDC (ovo takodjer mora imati mogučnost štelanja Gain_ADJ za tačan U_max) za 30VDC izlaza PSUja

Evo kako je to osmišljeno u TinaTI i radi perfektno
-Zerro ADj za tačnih 0,0VDC izlaza (MCU out 0,0VDC)
-Gain ADJ za tačnih 30VDC izlaza (MCU out 2,50VDC)

Strujni limiting je sada povezan na ulaz opampa, da bi kod limitinga počeo obarati izlazni napon





.tsc   LM338 DIG current limiting low side N MOS with current range MCU+voltage seting.TSC (Size: 74,18 KB / Downloads: 1)
LP
Dragan
Reply
#24
Dok se ima još kojih ideja, implementirao sam Kelvin sensing:



-malo je promenjen princip rada sa upravljanjem sa MCU
-stavio sam takodjer negativnu referencu ispred bufera, da bi izlaz drugog opampa (bufera) bio tako stabilniji
-CCS je 5mA kojeg zatreba referenca (napravičemo je sa TL431 podesivu)
-treba postaviti i izlazni bleeder od cca 15mA (za dva LM338) za stabilan rad kod neopterečenog izlaza ili sa radom vrlo male potrošnje
to je onaj Current Mirror skupa sa Tracking biasom, pisao sam več o njemu...

Na brzinu sam testirao simulaciju sa potrošnjom 490mA, 250mA, 100mA, ...
.... pa sve do neopterečenog izlaza (opterečen je izlaz LM338 sa bleederom ali to Current limiter ne vidi, pošto ide bleeder na (-)IC potencial i ne preko GNDja)
Variacija izlaznog napona je bila kod :
U_OUT = 14,76VDC
U_IN (to če se brinuti Tracking sklo) = 19VDC
Variacija napona / min-max opterečenja, to jest od 0 - pa do skoro 500mA (da nam ne počinje raditi limiter) bila je u svega 1,8mV
ili tek 0,01%
koliko je i deklarisan LM338 Line regulation V_line reg = TYP 0,01% max@25°C
ali sada sa Kelvin sensingom, pošto če se imati uvijek neki R_parasit konekcije do izlaznih klema, kablovi, otpor konekcije na klemama sa bananom...
i to nam fino sada uključuje u regulaciju...


.tsc   LM338 DIG current limiting low side N MOS with current range MCU+voltage seting+Kelvin sensing.TSC (Size: 81,63 KB / Downloads: 3)
LP
Dragan
Reply
#25
Jednu stvar do sada nisam vidio u praksi (PCB layout): kako se izvodi Kelvin konekcija kada imamo u seriji Rsense i mosfet i plus to imamo dva (ili više) područja? Ovo crveno zaokruženo bi trebala biti takva jedna sekcija za četiri područja već spominjanog Ct'lab DCG ispravljača, što mi izgleda poprilično nabacano i pitam kakve su uopće karakteristike u tom slučaju:

[Image: d5YChkd.png]
Reply
#26
(01-25-2017, 06:37 PM)prasimix Wrote: Jednu stvar do sada nisam vidio u praksi (PCB layout): kako se izvodi Kelvin konekcija kada imamo u seriji Rsense i mosfet i plus to imamo dva (ili više) područja? Ovo crveno zaokruženo bi trebala biti takva jedna sekcija za četiri područja već spominjanog Ct'lab DCG ispravljača, što mi izgleda poprilično nabacano i pitam kakve su uopće karakteristike u tom slučaju:

[Image: d5YChkd.png]

"Naponski" Kelvin sensing se vrši na mestu gdje hočemo imati EXZAKTNO željeni napon,
da nebi imao sensing vod uticaja bližnjih jakostrujnih vodova
ili baš direktno vezivanje na oduzeme kleme,
vrši se Kelvin sensing pravokutno tim jakostrujnim vodovima.

Slično je i kod četverožilnog merenja, 2 voda jakostrujna do DUT (po mogučnosti upredena)
i na te tačke gdje se DUT priklapa tim jakostrujnim vodovima
vršimo priklapanje sensing vodova (takodjer prikladno da su upredena sensing(+) i sensing(-),
gdje zbog strukture oduzimanja uzorca nemamo skoro strujnih potreba)
pravokutno na te jakostrujne vodove do DUT
(DUT = Device Under Test)

Kod "strujnog" Kelvin sensinga (takodjer je to naponski kontroling) trebali bi biti svi {Rsense_n + svoj mosfet_n}, ...(kao što si okačio taj dokument)
svako za svoj strujni level, biti vezivani serijski u zajedničke dve tačke,
odakle bi opet kao u gornjem primeru vodili te Kelvin sensing vodove (sada za strujnu regulaciju/limiting) do strujne PID regulacije.
I nebitno dali je High ili Low side sensing,
a može biti u sklopu naponskog sensinga (znači na DUT dolazi veči napon za taj pad napona na Rsensing+mosfet sensing)
ili izvan njega, naponskog sensinga (tada imamo malo curenja struje, pošto nešto struje curi u putanji sensing, ...vrlo malo), ali tada ima se exzaktni napon na DUT!!!

Iz ove slike teško da mogu predvidjeti gdje su ti Kelvin sensingi napona i/ili struje izvedeni
LP
Dragan
Reply
#27
Recimo tako sam nacrtao u shemi sa dva područja struje 500mA/5A

Kelvin sensing I_out
LP
Dragan
Reply
#28
(01-26-2017, 03:36 PM)Dragan100 Wrote: Recimo tako sam nacrtao u shemi sa dva područja struje 500mA/5A

Kelvin sensing I_out

Lijepo si ti to nacrtao, nego mene zanima kako to napraviti na PCBu. Recimo kada mosfeta nema to bi trebalo izgledati ovako (zanemarimo u ovom trenutku prikazani IC1):

[Image: 7AiBGCn.png]

... ali kada upadne mosfet u igru gdje spojiti drugi kraj od R2?

[Image: kkZpffH.png]
Reply
#29
U stvari izgleda da je prava komplikacija s R2 spajanjem kada se doda još jedna grana, a što želimo u našem slučaju. Evo kako bih to nacrtao (moguće da bi RSENSE_LO trebao biti bliže IC1, a ne RSENSE_HI):

[Image: T3xpFl8.png]
Reply
#30
R2 i R4 su zaduženi da "čitaju" sense I_out, zapravo U_delta odabrane kombinacije Rsense+mosfet Rds_on
koji, sve te kombinacije moraju završavati u istoj tački, i pod istim uglom, recimo na PCBju okomito sve te jakostrujne,
sve kombinacije u smeru recimo 12-6 sati,
onda Kelvin sensing iz te tačke vodimo ili iz smera 9 sati ili iz 15sati

Nemam sad mogučnost da ti to nacrtam nekim fensi SW, pokušaču danas naveče ili sutra ...
Inače od ovih tri PCBja jedino je ona prva OK (samo sa Rsense)

Kad nacrtam biče "smešno" kako je to jednostavno... :-) ...i baš tako kako sam crtao u shematiku!
I baš tako kao je to sa samom Rsense (staviti i mosfet u seriju do te tačke, sve ostaje isto!)

!!!"Smešno" kažem da je izvedba, i tek kad se je "vidi", ...i ne razumevanje tematike!!!

https://drive.google.com/file/d/0B_jhtWy...sp=sharing

Evo na brzinu samo sa Paint-om,
naravno Q1 postaviti više, slično kao Q2, R2 i R4 odmah do sensing oduzimanja,
njihovi vodovi tanki i paralelni i što bliže jedan drugome do samih pinova ICja
LP
Dragan
Reply
#31
Zaboravio sam opomenuti i u koju smer ide struja u mosfetu fizički (Prasimix: slika 3, sa dva mosfeta)
-struja kroz Rsense ide u smeru 12-6
-kako ide struja kroz mosfet?,
nešto malo kroz peletu okomito (nalik z-osi iz slike skroz gabarite samog mosfeta)
nešto od pelete pa do pina Source (nešto malo x - pa malo y ose)
nešto od mosfet pina pa do svojeg Rsense

!!! sve te putanje struje trebaju biti naspram oduzimanja sense okomite/pravokutne na bilo koju smer xyz!!!
ako su xy smeri zauzete, treba onda sense oduzimanje raditi po z osi, to jest u 3D konfiguraciji, pravokutno na PCB...
LP
Dragan
Reply
#32
Evo još tri iteracije, nadam se da se približavam upotrebljivom dizajnu...

[Image: RZJto5Q.png]
Reply
#33
#5 je najbolja od tih tri (4,5,6)

Pogledaj kako bi to bilo samo sa Rsense, dva otpornika jedan niskoomski (HIGH current) drugi 10x veče vrednosti u paraleli
ili dodatno sa mosfetima i sa istim otpornicima:

 


Izmedju dve zelene linije može biti veče rastojanje, da se ne inducira iz jakostrujnih vodova u putanje strujnog sensinga
R2 i R4 neka su što bliže opampu, jer su ulazi visokoimpedantni,
a putanje od Kelvin sensing tačaka mogu biti duže jer je tu niska impedanca izlaza PSUja, ili ga stavljamo u LOW Side ili u HIGH Side konfiguraciji
okomite/pravokutne na putanje jakostrujnih vodova ili smeru struje
R_sense_LOW neka je prema strani sensing ICja, to jest {R_sense+mosfet 500mA} da imamo što manje upliva nezaželene indukcije/transformatorskog efekta
znači jakostrujni 5A {R_sense+mosfet 500mA} što dalje

Vrlo zanimljiv TEST Kelvin sensing realizacije PCBja niskoomskih SMD chipa sa što manjim pogreškom.
LP
Dragan
Reply
#34
(01-27-2017, 09:40 AM)Dragan100 Wrote: #5 je najbolja od tih tri (4,5,6)

Pogledaj kako bi to bilo samo sa Rsense, dva otpornika jedan niskoomski (HIGH current) drugi 10x veče vrednosti u paraleli
ili dodatno sa mosfetima i sa istim otpornicima:

 

Izmedju dve zelene linije može biti veče rastojanje, da se ne inducira iz jakostrujnih vodova u putanje strujnog sensinga
R2 i R4 neka su što bliže opampu, jer su ulazi visokoimpedantni,
a putanje od Kelvin sensing tačaka mogu biti duže jer je tu niska impedanca izlaza PSUja, ili ga stavljamo u LOW Side ili u HIGH Side konfiguraciji
okomite/pravokutne na putanje jakostrujnih vodova ili smeru struje
R_sense_LOW neka je prema strani sensing ICja, to jest {R_sense+mosfet 500mA} da imamo što manje upliva nezaželene indukcije/transformatorskog efekta
znači jakostrujni 5A {R_sense+mosfet 500mA} što dalje

Vrlo zanimljiv TEST Kelvin sensing realizacije PCBja niskoomskih SMD chipa sa što manjim pogreškom.

Eeee, ovo izgleda jako dobro, o izoliranim i "uvučenim" sense kontaktima na Rsense otpornicima sam također razmišljao, hvala što si ih uključio, kao i na vrlo korisnom appnote Analoga! Napraviti ću nove komponente u Eagleu za mosfet i Rsense otpornik da mogu to tako nacrtati.
Reply
#35
:-)
Drago mi je da smo "bilo-kako" pomogli ili barem fokusirali pogled...

Da , i ja sam u Sprint-u na brzinu prepravio padove, nisu baš tačni, ali da se ima idela dalje u detalje... :-)
LP
Dragan
Reply
#36
Samo da provjerim još jednu stvar: u primjeru spomenuti mosfet IRFR7440 za preklapanje područja ima vrlo niski Rds(on), ali relativno maleni Vdss od 40 V. Da li je to malo na knap ako želim imati na izlazu od 0 - 40 V?
Reply
#37
(01-28-2017, 06:10 PM)prasimix Wrote: Samo da provjerim još jednu stvar: u primjeru spomenuti mosfet IRFR7440 za preklapanje područja ima vrlo niski Rds(on), ali relativno maleni Vdss od 40 V. Da li je to malo na knap ako želim imati na izlazu od 0 - 40 V?

Pošto radiš "Make before brake" izmedju odabira područja, uvijek če biti barem jedan mosfet ON
sa svojim Rds_ON držat če pad napona {U_ds_n+Udelta_Rsense_n} svih mosfeta (mosfeta za preklapanje područja struje) na MAX samo par stotina milivolta
znači Udelta izmedju Kelvin sensinga struje
LP
Dragan
Reply
#38
(01-28-2017, 06:24 PM)Dragan100 Wrote:
(01-28-2017, 06:10 PM)prasimix Wrote: Samo da provjerim još jednu stvar: u primjeru spomenuti mosfet IRFR7440 za preklapanje područja ima vrlo niski Rds(on), ali relativno maleni Vdss od 40 V. Da li je to malo na knap ako želim imati na izlazu od 0 - 40 V?

Pošto radiš "Make before brake" izmedju odabira područja, uvijek če biti barem jedan mosfet ON
sa svojim Rds_ON držat če pad napona {U_ds_n+Udelta_Rsense_n} svih mosfeta (mosfeta za preklapanje područja struje) na MAX samo par stotina milivolta
znači Udelta izmedju Kelvin sensinga struje

Dobro samo znači da ne smijem oba otpustiti (za potrebe recimo Output disable). Mada našao sam još par kandidata od par milioma recimo IPD025N06 ili IPD034N06 koji su od 60 V tako da ne bi trebalo biti nikakvih problema.
Reply
#39
(01-28-2017, 06:29 PM)prasimix Wrote:
(01-28-2017, 06:24 PM)Dragan100 Wrote:
(01-28-2017, 06:10 PM)prasimix Wrote: Samo da provjerim još jednu stvar: u primjeru spomenuti mosfet IRFR7440 za preklapanje područja ima vrlo niski Rds(on), ali relativno maleni Vdss od 40 V. Da li je to malo na knap ako želim imati na izlazu od 0 - 40 V?

Pošto radiš "Make before brake" izmedju odabira područja, uvijek če biti barem jedan mosfet ON
sa svojim Rds_ON držat če pad napona {U_ds_n+Udelta_Rsense_n} svih mosfeta (mosfeta za preklapanje područja struje) na MAX samo par stotina milivolta
znači Udelta izmedju Kelvin sensinga struje

Dobro samo znači da ne smijem oba otpustiti (za potrebe recimo Output disable). Mada našao sam još par kandidata od par milioma recimo IPD025N06 ili IPD034N06 koji su od 60 V tako da ne bi trebalo biti nikakvih problema.

Da, nesmemo jih otpustiti svih,
OUT_disable ili u seriji sa izlazom dodatni mosfet samo za tu funkciju, ili odabir mosfeta sa večim U_ds
LP
Dragan
Reply
#40
Evo napravio sam tri SMD komponente za current sensing, pa kome zatreba u Eagleu ili za daljnji import u druge programe može ih naći u prilogu.


Attached Files
.zip   current-sensing.lbr.zip (Size: 3,24 KB / Downloads: 3)
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)