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24/03/2015 #1


Circuito Corriente Constante
Buenas Noches,

Estamos trabajando en un circuito para realizar una carga constante, tenemos el siguiente circuito, bastante simulado ya pero a la hora del montaje, con resultados ciertamente inesperados:



Trabajamos con un PWM de 20Khz, con el controlamos la corriente de salida, a traves de la tension de referencia en la resistencia de 0.5 Ohm.

La cuestion es que si alimentamos el Operacional LM662 a 5V obtenemos que variando la tension de entrada no mantiene la corriente constante, en cambio, si alimentamos a 12V el operacional, el comportamiento se vuelve mas acercado al esperado. Realmente las simulaciones no muestran esta diferencia, sino la misma validez para una alimentacion de 5V y 12V. Y el operacional en teoria no tendria problema de trabajar a 5V, pero a 5V, en cuanto subimos la tension de la que demandamos la corriente constante varia la misma, cuando debiera de quedarse "constante".

Alguna idea?

Un saludo y Gracias
24/03/2015 #2
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Lee esto:
¿ Como subir imágenes ?
24/03/2015 #3


Cambiado, no sabia que no se pudieran usar servidores externos....

Un Saludo
24/03/2015 #4

Avatar de Limbo

Y si subes R3??? Que yo sepa a los operacionales no les gusta resistencias en paralelo muy pequeñas ni muy grandes. Varian su impedancia(resistencia interna),o al menos eso recuerdo...
Si pones un seguidor entre la r3 y la entrada del operacional para aislar?

Igual es una tonteria lo que digo, pero es lo unico que se me pasa por la cabeza ahora mismo.
25/03/2015 #5

Avatar de chclau

El problema no creo que sea tanto el OPAMP sino el FET, con 5V (en realidad mas cercano a 4V) que entrega el OPAMP mas la caida en la resistencia de 0.5 Ohm podria ser que no quede suficiente tension para polarizar al FET? En que rango de corrientes estas usando a la fuente de corriente? Y que rango de tensiones de entrada estas probando?

Te diria tambien que dividas el circuito, primero pruebes la fuente de corriente usando tensiones de CC y luego introduzcas el PWM. ah!, y no entendi que funcion cumple r10
25/03/2015 #6


Yo para carga constante suelo usar el LM317, en el datasheet aparece la configuración para hacerlo, por si te sirve de algo.

Un saludo.
25/03/2015 #7


Buenos dias,

@Limbo, seria una opcion, y tampoco mala opcion el aislar la entrada V- del OPAMP poniendo un seguidor, incluso se podria mirar poner algo de ganancia, aunque no mucha. El problema esta que por esa R debe de circular toda la corriente, y cuanto mas grande sea, mas consume, y mas se calienta.

@Jurty, la idea del LM317 no seria mala, pero esta algo limitado en cuanto a corriente que puede pasar por el mismo.

@Chclau, la idea es poder acoplar fuentes de 0-25V aproximadamente, con una corriente maxima de 3A.

El tema de polarizacion, en teoria....no debieramos tener problemas, la maxima tension es VS del mosfet, va a ser 1.5V a 3A, teniendo la resistencia de 0.5. Y en Vg, puedes llegar hasta unos 4.5V pongamos. Tienes una Vgs de 3V que en teoria para este MOSFET, no debiera de dar problemas:




La funcion de R10, es no dejar flotante VG en caso de falta de alimentacion o cualquier otra causa, asegurar que va a tierra.

Ahora vamos con el asunto, he realizado una serie de pruebas, para intentar sacar alguna conclusion. Situaciones:

CANAL 1 ES COLOR AMARILLO
CANAL 2 ES COLOR AZUL

1) Montaje BreadBoard, tension de alimentacion del OPAMP 5V, con tension de VIN de 5. Montaje con PWM

CANAL 1- Salida del segundo filtro
CANAL 2- Vref, tension de referencia



CANAL 1- PWM de entrada
CANAL 2- Salida del primer filtro



CANAL 1- VG (Tension de entrada al MOSFET)



OBSERVACIONES: En teoria, en la primera grafica, VREF y la salida del segundo filtro, debieran de ser iguales, ya que corresponden a V+ y V- a lo sumo con un pequeño offset, pero podemos ver que la diferencia entre ambas es bastante elevada....

Es posible que como comentaba le compañero, este afectando alguna impedancia baja al OPAMP? En teoria 5V debiera de trabajar bien...

Si calculamos, tenemos una corriente de 0.43, y realmente estamos sacando 0.64....., logicamente, debido a la no correspondencia de V+ y V-

2) Montaje BreadBoard, tension de alimentacion del OPAMP 5V, con tension de VIN de 10. Montaje con PWM

CANAL 1- Salida del segundo filtro
CANAL 2- Vref, tension de referencia



CANAL 1- PWM de entrada
CANAL 2- Salida del primer filtro



CANAL 1- VG (Tension de entrada al MOSFET)



En este caso, podemos observar, que las entradas V+ y V- del OPAMP si que se corresponden mejor que en el primer caso, es decir, que la tension de entrada (De la que sacamos corriente constante) en teoria afecta....

La corriente en este caso con el mismo PWM es de 0.28A de multimetro, y 0.44A segun los calculos.

Realmente la corriente debiera de ser constante, otra inconcruencia respecto las simulaciones.

3) Montaje BreadBoard, tension de alimentacion del OPAMP 12V, con tension de VIN de 5. Montaje con PWM

CANAL 1- Salida del segundo filtro
CANAL 2- Vref, tension de referencia



CANAL 1- PWM de entrada
CANAL 2- Salida del primer filtro



CANAL 1- VG (Tension de entrada al MOSFET)



En este caso, alimentando el OPAMP a 12V, funciona mucho mejor, la corriente es estable a 5V y a 10V, te mantiene en 0.30A. Las entradas V+ y V- se mantienen bastante mas proximas.... seguimos con una tension en mosfet de unos 2V aprox, en VGS.

5) Montaje BreadBoard, tension de alimentacion del OPAMP 12V, con tension de VIN de 10. Montaje con PWM

CANAL 1- Salida del segundo filtro
CANAL 2- Vref, tension de referencia



CANAL 1- PWM de entrada
CANAL 2- Salida del primer filtro



CANAL 1- VG (Tension de entrada al MOSFET)



Muy parecido al caso anterior, como digo, la corriente se mantiene constante de 5 a 10V, incluso llegando a 20V se mantiene....

Es decir, el comportamiento del OPAMP con 12V es mas bien correcto, pero la cuestion es que este OPAMP trabaja adecuadamente a 5V, asique algo se me escapa.

Tengo que realizar una prueba metiendo DC en ved de PWM, y luego otras pruebas en la PCB que tenemos, pero por ahora esto es lo que tengo. Creo que no se me queda nada en el tintero por ahora.

Un Saludo y Gracias
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg OF2-VREF(5V-12).jpg (31,3 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg PWM-OF1(5V-12).jpg (29,8 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg VG(5V-12).jpg (32,3 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg OF2-VREF(10V-12).jpg (30,8 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg PWM-OF1(10V-12).jpg (29,8 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg VG(10V-12).jpg (31,4 KB (Kilobytes), 59 visitas)
Tipo de Archivo: jpg MOSFET.JPG (43,2 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg OF2-VREF(5V).jpg (32,3 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg PWM-OF1(5V).jpg (30,3 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg VG(5V).jpg (32,0 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg OF2-VREF(8V).jpg (31,3 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg PWM-OF1(8V).jpg (30,8 KB (Kilobytes), 58 visitas)
Tipo de Archivo: jpg VG(8V).jpg (30,4 KB (Kilobytes), 60 visitas)
25/03/2015 #8

Avatar de chclau

Dos cosas.

1) Proba de agrandar R10 a 10K por lo menos para "robarle" menos corriente de salida al OPAMP.

2) Como entendes tu medicion de Vgs=2V cuando la tension de salida del OPAMP es cercana a los 12V y en la resistencia de sensado deberia caer alrededor de 1V? Donde estan cayendo casi 10V que faltan?
25/03/2015 #9


chclau dijo: Ver Mensaje
Dos cosas.

1) Proba de agrandar R10 a 10K por lo menos para "robarle" menos corriente de salida al OPAMP.

2) Como entendes tu medicion de Vgs=2V cuando la tension de salida del OPAMP es cercana a los 12V y en la resistencia de sensado deberia caer alrededor de 1V? Donde estan cayendo casi 10V que faltan?
Se me fue, la R10 en la he metido de 10K aunque en el esquema este a 1K, eran unas pruebas jejeje.

Vgs son aprox 2.XX, pero la tension de 12V cae en VDS
25/03/2015 #10

Avatar de chclau

Vds no tiene nada que ver con la salida del operacional. Si el OPAMP saca 12V, en Vgs caen 2V, y en la resistencia caen digamos, 2V, donde esta el resto de la tension de salida del operacional?
25/03/2015 #11


chclau dijo: Ver Mensaje
Vds no tiene nada que ver con la salida del operacional. Si el OPAMP saca 12V, en Vgs caen 2V, y en la resistencia caen digamos, 2V, donde esta el resto de la tension de salida del operacional?
Ah vale. No te entendi. Pero el OPAMP por su salida no saca 12V, sino la tension que consiga mantener V+ y V- del mismo valor, que en este caso son unos 2V si no me equivoco en el planteamiento

Un saludo!
25/03/2015 #12

Avatar de chclau

Ah OK disculpa, tenes razon.

Una pregunta mas, no les pusiste capacitores de desacoplo a los OPAMP?

Y otra observacion, la resistencia de gate de 1K me parecer mucho. Proba con 100Ohm o menos.
25/03/2015 #13


Buenas Tardes,

Mira, le puse condensadores de desacoplo a la parte digital, pero se me olvido en el OPAMP...., probare con dichos condensadores, y a filtrar lo mas posible la alimentacion del OPAMP.

La resistencia de Gate, evita o mitiga el transitorio ante cambios repentinos de gate, probaremos tambien con una mas baja.

Quiero realizar un analisis de ganancia y fase del segundo OPAMP, no creo que estemos entrando en zona inestable..., pero quiero asegurarme, aver si reviso como hacerlo.

Un Saludo y Gracias¡
25/03/2015 #14

Avatar de chclau

De nada

Proba tambien de poner un capacitor de desacople de 1nF en paralelo con la resistencia de sensado.

Los capacitores de desacoplo de la alimentacion de los opamp tienen que estar bien al ladito de sus patas de alimentacion para proveer energia durante los transitorios, los necesitas por las señales de pulsos que les estas metiendo.
25/03/2015 #15

Avatar de Limbo

Te diria tambien que dividas el circuito, primero pruebes la fuente de corriente usando tensiones de CC y luego introduzcas el PWM. ah!, y no entendi que funcion cumple r10
Has probado dividir las etapas??

Acabo de caer en que no usas un circuito de excitacion.. Has probado a montarlo??
Me acabo de acordar que una vez tuve problemas en conmutacion d eun mosfet... a 15-30Khz haciendo una fuente conmutada.
https://www.google.es/search?newwind...98.tFrH2gO_kdM

puede ser eso, hay que dar diferentes caminos para la carga y la descarga de los condensadores parasitos.

Miratelo y me comentas.
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