[CDEY] Configurazione mosfet - Progetto di un carico attivo

[brabus]

Ottimo, il conti in effetti tornano.

Il polo a 30 kHz introdotto da RG-Cin è davvero limitante, e senz'altro risultato di un dimensionamento iper-conservativo.

Concentriamo la nostra attenzione su RG:

Dimensionando RG per rientrare nei limiti di corrente del TL082, otteniamo il polo a 30 kHz; il sistema sarà lineare fino al raggiungimento del limite di TENSIONE del TL082 (facciamo Vcc-3V = 9V).
Ma abbiamo già detto che non serve a nulla limitare la corrente dell'opamp: ci pensa già lui.

Dimensionando invece RG per smorzare il tank risonante , otterremo certamente un valore di RG inferiore, che consente (in condizioni di linearità) di avere una banda notevolmente superiore. Abbiamo già visto che con RG = 100 ohm il polo si sposta in su di una decade (semplificando notevolmente il disegno del regolatore).

La mia domanda è: come modelliamo il sistema nel momento in cui il driver entra in saturazione di corrente, visto che non è più lineare? Come incide questo fenomeno sull'analisi di stabilità?

Grazie.

[AlbertoBianchi]

Ciao a tutti, a parte la presentazione, questo è il mio primo post su questo forum.
Mi sono iscritto fondamentalmente perché mi interessava molto questo progetto del carico attivo,
ma ohibò è fermo da un anno; che succede? avete già montato dei prototipi? forse stefanob70 e gli altri hanno già terminato il loro? Spero che il progetto non sia stato abbandonato
Da tempo mi sarebbe piaciuto dotare il mio laboratorio di un carico simile, di quelli cinesi non mi fido affatto, a parte la dubbia affidabilità (ma è un mio preconcetto dovuto ad altre esperienze) mi sembrano anche sottodimensionati come capacità dissipativa.
Il progetto aveva preso anche una piega decisamente stimolante, mi sembra strano che si sia arrestato di colpo...

[stefanob70]

Ciao AlbertoBianchi non ho piu' seguito il progetto per ragioni di tempo,ma non e' mai troppo tardi..
se hai qualche idea da suggerire fatti avanti..

[Powermos]

Proseguiamo l'analisi del sistema concentrando la nostra attenzione sul Mosfet; riportiamo il ...

Anche se il post è piuttosto datato ritengo utile il discorso relativo a Scilab, in particolare lo script che visualizza i diagrammi di Bode contiene una piccola imprecisione che ne impedisce la visualizzazione, manca la definizione della variabile s e le inizializzazioni alla variabile Rsh.
Riporto di seguito, per chi è interessato, la versione completa e corretta verificata su Scilab 5.5.2.

Codice: Seleziona tutto

    mode(0) // echo off
    Imax = 10 //Corrente massima assorbibile dal carico attivo
    Rsh = 0.05 //Resistenza di shunt, in ohm
    Iscale = 1 //Transconduttanza desiderata (V/A) per lo stadio di misura di corrente
    UGBW = 3e6 //UGBW ampli operazionale usato per stadio misura corrente (TL082 = 3MHz)
   
    // INPUT DATA - Mosfet IRFP250N
    Cin=5000e-12 //Capacità Cin = Cgs+Cgd
    Cgs=2500e-12 //Cgs
    Cgd=2500e-12 //Cgd
    Cds=2300e-12 //Cds
    RG=1000 //Resistenza di Gate, ohm
    gfs_min=0.1 //Transconduttanza minima, Siemens
    gfs_max=10 //Transconduttanza massima, Siemens

    mode(1) // echo on
    A_mos_min=(gfs_min*Rsh)/(1+gfs_min*Rsh) //Guadagno con transconduttanza minima
    omega_mos_min=(1+gfs_min*Rsh)/(Cin*RG+Cgd*RG*gfs_min*Rsh)
    f_mos_min=omega_mos_min/(2*%pi) //Frequenza del polo con transconduttanza minima

    A_mos_max=(gfs_max*Rsh)/(1+gfs_max*Rsh) //Guadagno con transconduttanza massima
    omega_mos_max=(1+gfs_max*Rsh)/(Cin*RG+Cgd*RG*gfs_max*Rsh)
    f_mos_max=omega_mos_max/(2*%pi) //Frequenza del polo con transconduttanza massima

    s=poly(0,'s');  // <-- AGGIUNGE LA DEFINIZIONE DELLA VARIABILE s
   
    G_P_min=syslin('c',A_mos_min,(1+s/(f_mos_min)))
    G_P_max=syslin('c',A_mos_max,(1+s/(f_mos_max)))

    bode([G_P_min;G_P_max],100,1e7) //Tracciamo i due bode nello stesso grafico


Si copia il testo e lo si salva con estensione .sci.

Buon lavoro!
Powermos

[IsidoroKZ]

Toh chi si rivede!

[brabus]

Guarda un po' chi si rivede!

Mi piacerebbe finire questo progetto, sono bloccato sulla spezzata CC/CR per basse tensioni d'ingresso. La soluzione a zener non mi piace, introduce problemi di linearità e rende poco precisa la regolazione.

Ho in mente qualche schemino a transistor, ma devo ragionarci ancora un po'. Voi cosa proponete?

Lo scopo è evitare la saturazione del controllo a vuoto, ossia senza tensione in ingresso al carico, in modalità CC.

[addre91]

Complimenti a tutti per l'idea del progetto. Non di facile realizzazione ma ottimo esercizio.

perché non togliere un po' di analogica e prevedere un controllo tramite microcontrollore + driver MOS?

Andrea

[brabus]

Ciao addre91,

L'idea del microcontrollore è stata proposta per l'interfaccia utente; io lo realizzerò con due manopole, qualcun altro ci può attaccare un ESP8266 e comandare tutto via Bluetooth da smartphone, per dire.

Realizzare il controllo e la compensazione in frequenza via microcontrollore, beh... gran bell'esercizio in assembly, se vuoi cimentarti nell'impresa sei il benvenuto!

Qui un esempio abbastanza bello, ma che mi lascia il solito dubbio sulla spezzata CC/CR, alla quale non pensa mai nessuno: https://www.kickstarter.com/projects/nickjohnson/re-load-pro-a-dc-active-load

[addre91]

Fortunatamente con i micro attuali non è più necessario scrivere in assembler ma basta conoscere bene il C. Con un micro discreto, non arduino ovviamente, si riesce tranquillamente a scrivere una procedura di controllo che implementi un PID a 100KHz. Con il micro è anche più facile "innescare" il controllo solamente sopra una certa tensione di ingresso.

Andrea

[brabus]

Andrea, ci pensavo proprio oggi, l'idea mi intriga.

Hai già un micro in mente? Io mi occupo volentieri della parte di potenza e del layout!