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FORO TÉCNICO => Electrónica de potencia => Mensaje iniciado por: micro_pepe en 15 de Febrero de 2015, 20:20:26
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Estoy probando una carga electrónica, que quiero que funcione desde 0.1A hasta 3A. Utilizo como sensor de corriente una resistencia de 100mHom (R3), con lo cual la caida de voltaje es de 10mV a 300mV, y aqui es donde viene el problema, a bajas corrientes el voltaje es muy bajo y el operacional no regula bien.
El motivo de usar una resistencia baja, es para evitar grandes caidas de voltaje, y el tener que poner R3 de gran potencia, ademas dispongo de resistencias de 100mHom del 1% lo que en teoria me evitaria ajustes.
¿Que operacional tengo que poner? o que otra forma hay de solucionarlo.
Saludos!!!
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Hola Pepe
Mis tips:
+ No alimentes con 12V la G, ponle algo menor como 3V o similar a través de una R en serie de unos 100 ohms. Si quieres bájalo con un divisor de voltaje.
+ Necesitas forzosamente un opamp comparador con histéresis o con memoria. Cuando detectas más de tu nivel de comparación, R3 baja a 0V y el opamp vuelve a prender G. Armaste un muy bonito oscilador.
+ El LM358 tiene 2mV de Input offset, lo cual no afecta a tu comparación mínima de 10mV... se me hace extraño que falle a voltajes bajos. ¿Cómo estás generando la referencia de la entrada no inversora?
+ Mueve el MOSFET N abajo de R3. G se activa dependiendo del voltaje de S. Si sumas el voltaje de R3 a S, G puede estarse activando antes de tiempo, no lo sé bien.
Saludos. :mrgreen:
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Hola micro_pepe, te doy algunos consejos, ese circuito lo e usado bastante últimamente y conozco bastante bien como funciona y se comporta.
Hola migsantiago, si me permite te corregiré algunos errores que as comentado, esto si ánimos de ofender, solo con la idea de no confundir a micro_pepe, perdón si te ofendo :?
Para más exactitud puedes usar un micro de precisión tal como el OP77 y familiares ;-) estos necesitan fuente partida.
Te recomiendo el uso de fuente partida y uso de protección en el gate del IRFZ44.
Nunca vallas a usar un amplificador o comparador con histéresis, ya que de usarlo el circuito automáticamente empezaría a oscilar.
Coincido con migsantiago que no deberías de tener problemas con los 100mA, de hecho yo lo estoy usando con 100mA y una resistencia de 0.11 ohms y no tengo ningún tipo de problemas.
No muevas nunca el mosfet debajo del R3, ya que es muy probable que empiece a oscilar por la alta resistencia del mosfet en su zona lineal.
Lo más probable es que tengas problemas con la referencia de tensión que estas usado, si esta no es muy estable puede estarte provocando los problemas que comentas, por eso te paso el siguiente circuito:
(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=44103.0;attach=23255;image)
Como verás este circuito hace uso del TL431 que es un integrado muy estable para usar como referencia de tensión, a su salida entrega 2.5V y con los condensadores es filtrado muy fuertemente para evitar cualquier espurea.
El resistor variable superior es un simple preset, este es el encargado de fijar el límite superior de la corriente que va a circular por la carga artificial.
El resistor variable inferior es un simple potenciómetro lineal y con este controlarás manualmente la intensidad a circular por la carga.
Este circuito no posee límite inferior, pero fácilmente puedes colocarle un resistor de valor adecuado para conseguirlo.
Cualquier duda me la consultas.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola micro_pepe, te doy algunos consejos, ese circuito lo e usado bastante últimamente y conozco bastante bien como funciona y se comporta.
Hola migsantiago, si me permite te corregiré algunos errores que as comentado, esto si ánimos de ofender, solo con la idea de no confundir a micro_pepe, perdón si te ofendo :?
Para más exactitud puedes usar un micro de precisión tal como el OP77 y familiares ;-) estos necesitan fuente partida.
Te recomiendo el uso de fuente partida y uso de protección en el gate del IRFZ44.
Nunca vallas a usar un amplificador o comparador con histéresis, ya que de usarlo el circuito automáticamente empezaría a oscilar.
Coincido con migsantiago que no deberías de tener problemas con los 100mA, de hecho yo lo estoy usando con 100mA y una resistencia de 0.11 ohms y no tengo ningún tipo de problemas.
No muevas nunca el mosfet debajo del R3, ya que es muy probable que empiece a oscilar por la alta resistencia del mosfet en su zona lineal.
Lo más probable es que tengas problemas con la referencia de tensión que estas usado, si esta no es muy estable puede estarte provocando los problemas que comentas, por eso te paso el siguiente circuito:
(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=44103.0;attach=23255;image)
Como verás este circuito hace uso del TL431 que es un integrado muy estable para usar como referencia de tensión, a su salida entrega 2.5V y con los condensadores es filtrado muy fuertemente para evitar cualquier espurea.
El resistor variable superior es un simple preset, este es el encargado de fijar el límite superior de la corriente que va a circular por la carga artificial.
El resistor variable inferior es un simple potenciómetro lineal y con este controlarás manualmente la intensidad a circular por la carga.
Este circuito no posee límite inferior, pero fácilmente puedes colocarle un resistor de valor adecuado para conseguirlo.
Cualquier duda me la consultas.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
A favoritos para futuras pruebas!
sds y gracias!
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Hola a todos, me e olvidado de comentar:
A poner muy buen disipador, ya que el mosfet calentará de manera importante, por supuesto según sea la intensidad/tensión que este controlando.
Si bien el IRFZ44 en su datasheet dice que puede soportar lo siguiente:
Tensión 55 Volts
Corriente 49 Amperes a 25°C
Potencia 98 watts.
Yo no recomendaría que ningunos de estos valores anteriores sean superados en su 50%, por lo tanto quedaría de la siguiente manera:
Tensión 30 Volts
Corriente 20 Amperes a 25°C (encapsulado TO-220 no creo que soporte adecuadamente más intensidad por sus pines)
Potencia 50 watts.
Los valores anteriores son aproximados y los que dictan mi experiencia. En un principio pueden usarse cualquier tipo de mosfet cumpliendo las reglas anteriormente mencionadas. Usar aislación en el caso de usar mosfet en alta tensión, por ejemplo más de 80Vcc. Y tener mucho CUIDADO ya que no es un circuito aislado.
En el esquema la alimentación indicada es de 12Vcc, pero serán apto valores entre 8 y 19 Vcc, valores inferiores no excitarán el mosfet de manera adecuada (el gate necesita 5Vcc para entrar en estado ON) y valores superiores quemarán el gate del mosfet.
Tener cuidado que no todos los mosfet soportan en el gate 20Vcc como el IRFZ44.
NO ES POSIBLE EL USO DE MOSFET EN PARALELO con la idea de aumentar la potencia de la carga, ya para esto hay que usar otra configuración de drivers de salida.
Para el uso de tensiones de alimentación inferiores a 12Vcc, reemplazar la resistencia de 15K por una de 3K3.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Gracias por las respuestas :)
Efectivamente el problema como comentais está en la referencia de voltaje, viene de un PWM con un divisor de voltaje, si mido con un multimetro marca 10mV clavados, pero al enchufarle el osciloscopio es una montaña de ruido.
He probado a darle una referencia de voltaje con un potencihometro, y funciona perfectamente.
Tengo que mejorar el filtrado de ese PWM, quizas con un operacional, y a su salida el divisor de voltaje.
El PWM es de 4KHz y 5v.
Saludos!!!
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Para medir bajos voltajes que no están referenciados a masa (también tendrás caída de tensión en el cable de masa)
debes utilizar un amplificador de instrumentación.
Microchip tiene algunos baratos y sencillos de utilizar.
http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=11017&mid=11&lang=en
Linear Technology, Analog Devices o Texas Instruments tiene modelos más profesionales.
También puedes encontrar modelos que te hacen directamente la conversión ADC
Saludos.
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Hola migsantiago, si me permite te corregiré algunos errores que as comentado, esto si ánimos de ofender, solo con la idea de no confundir a micro_pepe, perdón si te ofendo :?
Hola Chaly, está bien, corrígeme para aprender más. :)
Creo que entendí mal el esquemático en la parte de la conexión de la carga. Pensé que la carga iba conectada a una fuente positiva. Veo que Chaly la puso conectada a GND. Me perdí en esa parte.
Según vi, el MOSFET se abre cuando la corriente rebasa el límite propuesto por la entrada inversora del opamp. Al abrir el MOSFET, la corriente baja a 0mA. Como la corriente baja, el opamp vuelve a activar el MOSFET y deja que la sobrecorriente fluya por R3 de nuevo. El opamp vuelve a desactivar el MOSFET y así sucesivamente, por eso pensé que oscilaría el circuito.
Sobre los mOhm (Ron) que el MOSFET podría tener al ponerlo abajo de R3 también lo pensé, agregará un offset a la medición. No me preocupe porque pensé que lo compensaría con el nivel de la comparación. :oops:
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Hola migsantiago, por lo que interpreto de tu último mensaje, pues creo que se te a pasado lo peor de todo ;-)
El mosfet en estado ON se comporta como una simple resistencia, que incluso es posible usarla para medir la corriente que pasa por el mismo, pero cuando no se encuentra ni en estado OFF ni en ON, pues el mosfet se encuentra el la zona lineal del mismo y en esta zona se comporta como una resistencia variable, desde un valor muy alto de ohms (estado OFF) a un valor muy bajo (estado ON) y este valor de ohms depende de la tensión que se encuentra en el gate.
El circuito propuesto, lo que hace es controlar por medio de la tensión aplicada al gate, el valor en ohms que tomará el mosfet. Por lo tanto, en este circuito no funciona como "digital" solo en los estados ON/OFF, si no, que lo hace de manera análoga comportándose como una simple resistencia variable.
Las cargas artificiales son muy usadas para probar fuentes de alimentación, por lo tanto el positivo de la fuente se conecta al drain del mosfet y el negativo de la fuente al source.
Olvídate del mosfet funcionando como digital, acá actúa como un simple BJT sofisticado, y verás donde está tu problema de interpretación.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Creo que entendí mal el esquemático en la parte de la conexión de la carga. Pensé que la carga iba conectada a una fuente positiva. Veo que Chaly la puso conectada a GND. Me perdí en esa parte.
migsantiago, acuérdate que este circuito es la carga, no que a este circuito se le conecta una carga.
Por lo tanto acá no controlamos una carga, si no que todo este circuito es la carga que le aplicamos al circuito que controlará una carga.
Y es por este motivo que el circuito de salida se configura de distinta manera. Por lo tanto a no confundirlo con un circuito controlador de cargas.
De más esta decir, pero por la dudas lo aclaro, que ambos circuitos no pueden compartir una misma masa :)
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola micro_pepe, aquí te paso un circuito de filtro activo, es muy bueno para fuentes de alimentación o instrumentación que no necesitan una rápida reacción a los cambios de tensión, tal como sería una carga artificial.
(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=44103.0;attach=23263;image)
El circuito es muy sencillo, necesita una fuente partida, aunque no es obligación que sea simétrica para este uso. Es suficiente con una tensión de 7 o más volts para el ramal positivo y con -2 volts o superior para el ramal positivo.
El circuito en sí es un filtro activo de 2do orden, con un pre-filtrado y a su salida un seguidor de tensión, un divisor y una protección para tensiones negativas (diodo 1N5819).
Como te comentaba, para una carga artificial, donde no se espera un tiempo de respuesta muy rápido, funciona de maravillas ya que posee un retardo de aproximadamente 200 mili segundos, la salida es muy estable (por supuesto si la entrada también lo es).
Y si bien no es un circuito de mucha precisión ya que usa un LM358, puedes hacerlo mucho más exacto usando un operacional del tipo OP77 o similar. Igual será más que suficiente para la mayoría de aplicaciones.
Cualquier duda me la preguntas.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Olvídate del mosfet funcionando como digital, acá actúa como un simple BJT sofisticado, y verás donde está tu problema de interpretación.
Chaly, me has iluminado jeje... no había caído en cuenta de que estaban controlando al MOSFET como la carga en sí... justamente pensaba que el MOSFET era usado como switch digital.
Gracias por la corrección. :? :)
Pepe, disculpa el despiste. :oops:
Saludos.
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Gracias por todas la aclaraciones Carlos.
Santiago, tranquilo un despiste lo tiene cualquiera.
Muestro los avances que hice, lo he probado muy por encima pero parece ir bien, le tengo que enchufar el osciloscopio a ver que dice, pero con el multimetro mide bien.
Lo que he echo es en lugar de dividir el voltaje del PWM por 16, multiplicar el de la resistencia "shunt" por 16, así los voltajes a comparar son mas elevados. Aunque si el "doctor" osciloscopio me detecta algo probaré ese filtro que me has pasado Carlos.
Dejo adjunto el esquemilla. Tenia un OPA2277P a mano y es muy bueno en comparación con el LM358, si pongo 160mV en la referencia me cae en la shunt 10mV (estoy amplificando: 10mV*16=160mV).
Picuino: Tendre en cuenta para otros proyectos, o este si fuese necesario, lo del amplificador de instrumentación.
Gracias por los consejos, como digo mañana le meto es osciloscopio y comento.
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Hola micro_pepe, si bien el circuito que usas a mejorado en cantidad, pues hay algunas cosillas sencillas que yo cambiaría, por ejemplo:
Eliminaría C2 y R6, ya que estos tienden hacer auto-oscilar el circuito.
En paralelo a R4 colocaría un pequeño condensador de por ejemplo 10nF para evitar auto-oscilaciones.
Si bien creo que el circuito mejoro, a la hora de medir con el osciloscopio pues, verás las fluctuaciones generadas por el PWM y que el tester por tratarse de una alta frecuencia no alcanza a medir y en realidad lo que hace es un promedio. Pero allí estarán, sobre todo cuando el duty-cycle del PWM sea inferior al 50%. El condensador de 10nF recomendado anteriormente ayudará a disipar este problema.
Pero bueno, como no se la aplicación que le darás a la carga, en la mayoría de los casos esa pequeña fluctuación no impedirá realizar pruebas y mediciones muy buenas.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Un pequeño aporte, no mío, sino de uno de mis ídolos:
Saludos!
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Una carga sencillita que se puede comprar en tindie: http://jmnelectronics.com/archives/312
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Bueno, hice esos cambios y la cosa parece funcionar.
Carlos: Sobre la resistencia R6 que me recomendaste eliminarla, he observado que a bajas corrientes es más preciso si la pongo, esa es la que recomiendan poner en los operacionales con un valor de R4//R5.
Además le he añadido D1 como recomendaste para eliminar el voltaje negativo en la puerta del mosfet, y un condensador pequeño C2 en IC1A, con eso la forma de onda en R8 mejora mucho, dejo adjunta dicha forma de onda para 100mA (10mV), cuando la corriente es de unos 600mA hacia arriba la señal es una linea recta.
El uso que le voy a dar es para medir la capacidad de baterias, lo hago con un micro y este limita la potencia a 20w, para no sobrecalentar el Mosfet.
Otra cosa, uso un pequeño ventilador para el disipador, y este genera unos pulsos en la resistencia shunt R8, lo tengo conectado segun el esquemilla escaneado pero no lo elimina del todo ¿alguna idea?
Saludos!!!
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Para que tenga un mejor filtrado ponele un capacitor ceramico de 100nF entre la pata 3 y masa, asi no tenes ripple a bajas corrientes o sino cambia el cap de 10uF por 22uF.
Otra que me habia olvidado es de subir la frecuencia del pwm. ;-)
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Para que tenga un mejor filtrado ponele un capacitor ceramico de 100nF entre la pata 3 y masa, asi no tenes ripple a bajas corrientes o sino cambia el cap de 10uF por 22uF.
Otra que me habia olvidado es de subir la frecuencia del pwm. ;-)
Ese ripple de la señal en la resistencia shunt no es todo por el PWM, probé a dar la referencia con un potencihometro y la onda es muy parecida; aunque no está de más ponerle el de 100nF, o subir el otro a 22uF.
Gracias!!!
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R7 de 1k2? :shock: Me parece demasiado, creo que no tendria que superar los 100 ohms, ¿No sera de 12 ohms?
Fijate de filtrar bien la alimentacion del operacional (capacitor-bobina-capacitor), puede ser que se te meta el ruido por la alimentacion y que el 7809 no la termine de filtrar.
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R7 de 1k2? :shock: Me parece demasiado, creo que no tendria que superar los 100 ohms, ¿No sera de 12 ohms?
Fijate de filtrar bien la alimentacion del operacional (capacitor-bobina-capacitor), puede ser que se te meta el ruido por la alimentacion y que el 7809 no la termine de filtrar.
La puse de ese valor tan alto para que el operacional no sufra mucho cuando la salida sea negativa, lo alimento a +-9v, entonces cuando es negativa queda toda aplicada a R7, I = 9v / 1k2 = 7.5mA pero creo que en este caso como el mosfet opera en zona homica no importa mucho, cuando funciona en conmutacion interesa un valor bajo para que la carga y descarga de la capacidad de puerta sea rapida.
Lo de filtrar la alimentación mañana le pongo unas bobinitas en los 9v a ver que tal.
Gracias!!!
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Eso creo que solo pasaria solo si se abre la resistencia sensora.
Te dejo una parte del circuito de una carga electronica Agilent para chusmear.
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Hola micro_pepe, iremos por pasos:
Carlos: Sobre la resistencia R6 que me recomendaste eliminarla, he observado que a bajas corrientes es más preciso si la pongo, esa es la que recomiendan poner en los operacionales con un valor de R4//R5.
OK, la resistencia sola no hay problema, el problema surge cuando luego de la resistencia colocas un condensador (como en tu circuito anterior), resistencia y condensador forman un filtro pasa bajos y la posibilidad de hacer oscilar el conjunto, ahora la resistencia sola, pues no pasa nada, y si te funciona mejor, pues entonces tienes que dejarla. En realidad nunca e usado este circuito para tan bajas corrientes, por lo tanto no me a tocado cacharrear con este punto :D
Además le he añadido D1 como recomendaste para eliminar el voltaje negativo en la puerta del mosfet, y un condensador pequeño C2 en IC1A, con eso la forma de onda en R8 mejora mucho, dejo adjunta dicha forma de onda para 100mA (10mV), cuando la corriente es de unos 600mA hacia arriba la señal es una linea recta.
Para mejorar la onda a poca intensidad puedes intentar aumentar el valor de C2, debes tener en cuenta que cuanto más grande sea este condensador, la "reacción" del circuito será más lenta.
También puedes aumentar el valor de la resistencia R1, esto no relentizará la respuesta del circuito, pero si relentizará la respuesta a los comandos del PWM, pero para este caso no tendrás problemas ya que será mucho más rápido de lo que tu necesitas.
La otra opción es colocar doble filtro R1/C3 en serie, consiguiendo lo mismo que en el caso anterior.
El uso que le voy a dar es para medir la capacidad de baterias, lo hago con un micro y este limita la potencia a 20w, para no sobrecalentar el Mosfet.
Bueno, esta es una de las aplicaciones "clásicas" de una carga fantasma o carga artificial, no se el tamaño de las baterías que pondrás a prueba, pero de no alcanzarte con los 20W fácilmente y con muy pocas reformas puedes aumentar esa potencia enormemente. Eso sí, ya usando transistores BJT ;-)
Usando un buen disipador, el IRFZ44 puede disipar 50 watts sin problemas, si esto no te alcanza, puedes reemplazarlo por el IRF3205 y con este y buen disipador llegarás a los 80/100 watts, eso sí, con ninguno de los dos te recomiendo que superes los 20 amperios, y como loco los 25 ampers.
Otra cosa, uso un pequeño ventilador para el disipador, y este genera unos pulsos en la resistencia shunt R8, lo tengo conectado segun el esquemilla escaneado pero no lo elimina del todo ¿alguna idea?
Todo lo que comento a continuación de estas lineas es suponiendo que tu "pequeño" ventilador sea un simple cooler similar a los usados en PC, donde el consumo es relativamente bajo, o sea del orden de los 100mA.
Primero, como es lógico pensar, la masa del ventilador no debe de pasar por el shunt, espero así sea. ;-)
El choque VK200 es para radio frecuencia, en este caso es inútil su aplicación, en su lugar usa una resistencia de entre 10 y 30 ohms de potencia adecuada, aumenta el valor del capacitor de 1uF a por lo menor 100uF o más.
También puedes colocar un diodo schottky (1N5819 por su baja caída de tensión) en serie y delante del condensador de 220uF que filtra la tensión al 7809. Esto con la idea de separar ambas alimentaciones.
Comenta los resultados.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola micro_pepe, iremos por pasos:
Carlos: Sobre la resistencia R6 que me recomendaste eliminarla, he observado que a bajas corrientes es más preciso si la pongo, esa es la que recomiendan poner en los operacionales con un valor de R4//R5.
OK, la resistencia sola no hay problema, el problema surge cuando luego de la resistencia colocas un condensador (como en tu circuito anterior), resistencia y condensador forman un filtro pasa bajos y la posibilidad de hacer oscilar el conjunto, ahora la resistencia sola, pues no pasa nada, y si te funciona mejor, pues entonces tienes que dejarla. En realidad nunca e usado este circuito para tan bajas corrientes, por lo tanto no me a tocado cacharrear con este punto :D
OK, la dejo puesta.
Además le he añadido D1 como recomendaste para eliminar el voltaje negativo en la puerta del mosfet, y un condensador pequeño C2 en IC1A, con eso la forma de onda en R8 mejora mucho, dejo adjunta dicha forma de onda para 100mA (10mV), cuando la corriente es de unos 600mA hacia arriba la señal es una linea recta.
Para mejorar la onda a poca intensidad puedes intentar aumentar el valor de C2, debes tener en cuenta que cuanto más grande sea este condensador, la "reacción" del circuito será más lenta.
También puedes aumentar el valor de la resistencia R1, esto no relentizará la respuesta del circuito, pero si relentizará la respuesta a los comandos del PWM, pero para este caso no tendrás problemas ya que será mucho más rápido de lo que tu necesitas.
La otra opción es colocar doble filtro R1/C3 en serie, consiguiendo lo mismo que en el caso anterior.
Bien, no ha echo falta tocar C2 ni R1, al ordenar un poco las alimentaciones del circuito en la protoboard haciendo que las masas partan todas del centro en el que está el condensador de filtrado principal de 220uF, y conectando los 12v en ese punto, la forma de onda ha mejorado como por arte de magia, los pulsos del ventilador seguian colandose, mas adelante comento.
El uso que le voy a dar es para medir la capacidad de baterias, lo hago con un micro y este limita la potencia a 20w, para no sobrecalentar el Mosfet.
Bueno, esta es una de las aplicaciones "clásicas" de una carga fantasma o carga artificial, no se el tamaño de las baterías que pondrás a prueba, pero de no alcanzarte con los 20W fácilmente y con muy pocas reformas puedes aumentar esa potencia enormemente. Eso sí, ya usando transistores BJT ;-)
Usando un buen disipador, el IRFZ44 puede disipar 50 watts sin problemas, si esto no te alcanza, puedes reemplazarlo por el IRF3205 y con este y buen disipador llegarás a los 80/100 watts, eso sí, con ninguno de los dos te recomiendo que superes los 20 amperios, y como loco los 25 ampers.
Con 20w llega, lo usaré con baterias de modelismo, o del tipo R6, o de plomo de 12Ah como mucho.
Lo que si tengo pensado en un futuro es hacer una carga mas "versatil" para probar fuentes, cargadores de baterias, baterias... osea para un laboratorio electronico, que segun parece seria con BJT, pero eso en otro momento.
Otra cosa, uso un pequeño ventilador para el disipador, y este genera unos pulsos en la resistencia shunt R8, lo tengo conectado segun el esquemilla escaneado pero no lo elimina del todo ¿alguna idea?
Todo lo que comento a continuación de estas lineas es suponiendo que tu "pequeño" ventilador sea un simple cooler similar a los usados en PC, donde el consumo es relativamente bajo, o sea del orden de los 100mA.
Primero, como es lógico pensar, la masa del ventilador no debe de pasar por el shunt, espero así sea. ;-)
El choque VK200 es para radio frecuencia, en este caso es inútil su aplicación, en su lugar usa una resistencia de entre 10 y 30 ohms de potencia adecuada, aumenta el valor del capacitor de 1uF a por lo menor 100uF o más.
También puedes colocar un diodo schottky (1N5819 por su baja caída de tensión) en serie y delante del condensador de 220uF que filtra la tensión al 7809. Esto con la idea de separar ambas alimentaciones.
Si, es un pequeño ventilador de tipo PC de un 486 mas o menos de tamaño, y por supuesto va a masa directo, no pasa por el shunt.
Bueno, esto se ha solucionado poniendo una resistencia de 10hom y medio vatio, ademas de poner el condensador de filtro de 100uF.
Con todo esto, la precision es buena, la señal en la resistencia shunt (reflejo de la corriente que circula) es una recta con un pequeño rizado, que no afecta para nada al funcionamiento para el uso que le voy a dar.
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Buenas,
Carlos, en este hilo dijiste que para una carga electrónica no se pueden poner Mosfet en paralelo, cual es el motivo, ¿que en zona ohmica unos conduzcan más que otros? lo digo porque tengo que hacer un pedido y querria meter los transistores para una carga que ronde los 150 ó 200w.
Con bipolares he visto algunas cargas que ponen varios en paralelo con unas resistencias equalizadoras, y unos transistores que limitan la corriente máxima, supongo que este límite con unos segundos transistores es lo que no permiten los mosfet.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, claro, el problema de los mosfet es que tiene muy diferente tensión de gate en su zona lineal, para trabajarlos en paralelo habría que aparearlos y así y todo, una pequeña diferencia entre ellos podría hacer una gran cambio de intensidad en la salida.
Apareandolos con diferencias de máximo 100mA en teoría sería posible que trabajen en paralelo, pero no es lo recomendable, para el uso de varios transistores en paralelo yo te recomendaría los transistores unipolares, y como driver de los mismos ahí si puedes usar un mosfet, esto con la idea de no "agregar" corriente al circuito de carga y complicar la medición de la intensidad circulante.
Un saludo.
Atte, CARLOS.
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Hola micro_pepe, claro, el problema de los mosfet es que tiene muy diferente tensión de gate en su zona lineal, para trabajarlos en paralelo habría que aparearlos y así y todo, una pequeña diferencia entre ellos podría hacer una gran cambio de intensidad en la salida.
Apareandolos con diferencias de máximo 100mA en teoría sería posible que trabajen en paralelo, pero no es lo recomendable, para el uso de varios transistores en paralelo yo te recomendaría los transistores unipolares, y como driver de los mismos ahí si puedes usar un mosfet, esto con la idea de no "agregar" corriente al circuito de carga y complicar la medición de la intensidad circulante.
Un saludo.
Atte, CARLOS.
OK. Habia pensado en este transistor, el MJ15003 (http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/1385/0900766b813857ab.pdf) creo que con dos transistores en un mismo disipador de 0.2ºC/W puedo sacarle 100w a cada uno.
El driver está por ver, la idea de un MOSFET para no cargar al operacional que lo controle es buena.
Otra cosa, con una carga que haga circular una corriente constante por la fuente, puedo probar fuentes de alimentación, pero para probar un cargador de baterias, necesito que la carga mantenga voltaje constante ¿no?
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, veremos:
Otra cosa, con una carga que haga circular una corriente constante por la fuente, puedo probar fuentes de alimentación, pero para probar un cargador de baterias, necesito que la carga mantenga voltaje constante ¿no?
Para probar un cargador puedes hacerlo de ambas maneras, a corriente constante y regular hasta que la tensión llegue a la de carga de la batería, ahí mides la corriente y sabrás que corriente puede entregar tu cargador.
O a tensión constante poniendo la carga (de tensión constante) a la tensión que necesita la batería y midiendo la corriente.
Ambos sistemas son válidos y te darán la corriente máxima que puede entregar tu cargador para dicha batería.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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OK, creo que no sería muy complicado poner las dos opciones, tengo que estudiar el tema.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, es muy sencillo implementar ambos tipo de cargas fantasmas en un mismo circuito. De hecho acá te paso un circuito que lo hace, por lo menos tendrás una idea de lo que estoy hablando y así partirás de una buena base para tus experiencias.
(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=44103.0;attach=23599;image)
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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OK, Carlos, muchas gracias, es un buen punto de partida :-/
Saludos!!!
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Perdón por mi ignorancia pero podéis explicarme a que OS referís con carga electronica, o que es directamente? Intuyo que el circuito es la carga pero que finalidad tiene?
Un saludo.
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Perdón por mi ignorancia pero podéis explicarme a que OS referís con carga electronica, o que es directamente? Intuyo que el circuito es la carga pero que finalidad tiene?
Un saludo.
Pues no es más que un instrumento de laboratorio para probar fuentes de alimentación, cargadores de baterías, y baterías, que yo sepa, puede que tenga otros usos pero principalmente esos.
Una fuente de alimentación por ejemplo no basta con medir su voltaje y ver que es el correcto, hay que probarla con un consumo de corriente, puede que no sea capaz de mantenerlo, ahí pones la carga y ves el comportamiento para diferentes corrientes de consumo.
Espero haberte aclarado algo tus dudas.
Saludos!!!
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Bueno, como driver para los transistores he pensado en algo como el adjunto, lo que dudo es si utilizar Q2 y Q4 para limitar la corriente máxima, actua sobre 10A y en corrientes cercanas tiene sentido, pero pongamos que lo hago funcionar a 50v y 2A por transistor, esa corriente no le va ha hacer ni cosquillas al limitador y si hay descompensaciones entre Q3 y Q5 no lo va a resolver ¿es util su uso?
Si lo elimino podría poner R4 y R7 de menor valor y por consiguiente de menor potencia y tamaño, emparejando los transistores por Beta claro.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, iremos por partes:
Bueno, como driver para los transistores he pensado en algo como el adjunto, lo que dudo es si utilizar Q2 y Q4 para limitar la corriente máxima, actua sobre 10A y en corrientes cercanas tiene sentido, pero pongamos que lo hago funcionar a 50v y 2A por transistor, esa corriente no le va ha hacer ni cosquillas al limitador y si hay descompensaciones entre Q3 y Q5 no lo va a resolver ¿es util su uso?
Si lo elimino podría poner R4 y R7 de menor valor y por consiguiente de menor potencia y tamaño, emparejando los transistores por Beta claro.
Saludos!!!
El circuito de protección tiene sentido, y tal como lo dices si las corrientes son cercanas a los 20A (10 en cada transistor), para bajas corrientes no es de mucha ayuda.
De todas maneras el circuito de protección está mal diseñado, ya que actúan independientemente uno del otro, o sea que cada transistor se protege por separado, dejando al otro a su suerte y con la posibilidad de una auto oscilación, de todas maneras puede ser válido.
Si lo eliminas, pues no debes eliminar ni bajar los valores de R4 y R7, ya que las mismas son las que realizan el "balanceado" entre ambos transistores, y aparear externamente transistores BJT te diría que es una misión casi imposible, y desde ya por lo menos deberás de comprar 100 transistores y con suerte encontrarás 2 similares (estas dispuesto a comprar 100 MJ15003)
De todas maneras las resistencias de base R2 y R5 son muy grandes para esos transistores, debes de calcular que no deben de tener una ganancia mayor a 20.
Yo creo que lo primero que debes de hacer es definir las características que poseerá tu carga resistiva y a valores realistas y no imposibles o casi.
Por ejemplo, tensión máxima y mínima permitidas.
Corrientes máximas y mínimas.
Potencia máxima a disipar.
Ya con estos datos podemos plantearnos que requerimientos debe poseer el circuito y como encararlo. Espero tus respuestas.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
Pda. como ya vas a ver a medida que avances en el proyecto, trabajar con unos pocos watts no es lo mismo que andar superando los 100 o 200 ;-)
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Pues no es más que un instrumento de laboratorio para probar fuentes de alimentación, cargadores de baterías, y baterías, que yo sepa, puede que tenga otros usos pero principalmente esos.
Una fuente de alimentación por ejemplo no basta con medir su voltaje y ver que es el correcto, hay que probarla con un consumo de corriente, puede que no sea capaz de mantenerlo, ahí pones la carga y ves el comportamiento para diferentes corrientes de consumo.
Espero haberte aclarado algo tus dudas.
Saludos!!!
Muchas gracias micro_pepe, me lo has aclarado perfectamente. ;-)
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Bueno, las especificaciones serian las siguientes:
- Voltaje minimo: 2v (Vce sat=1v y Vr7,4=0.7v quizas 2v sea un poco justo, habrá que verlo).
- Voltaje máximo: 75v.
- Corriente mínima: 100mA.
- Corriente máxima: 20A.
- Potencia máxima: 200w (en todo momento estaría limitada por un microcontrolador).
El disipador lo he calculado de esta forma:
Tj max = 200ºC
K = 0.85 (margen de seguridad)
Tambiente = 40ºC
Pmáx = 100w
Rjc = 0.7ºC/w
Rcd = 0.2 (asumiendo contacto directo y silicona térmica. Los colectores sin aislar en el mismo disipador obliga a que tengan contacto electrico, en principio no problema).
Rth = [((200*0.85) - 40)/100 ] - 0.7 - 0.2 = 0.4ºC/w
Si los transistores van juntos: Rth = 0.4 / 2 = 0.2ºC/w
Dispongo de un disipador bastante grande, que con un ventilador puede que llegue a 0.2ºC/w, lo tengo que medir. Buff... creo que ni de coña, es similar al de los adjuntos.
Saludos!!!
PD: Comprar 100 transistores es una burrada, yo pensé que con 4 ó 5 podría emparejarlos :oops:
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Hola micro_pepe, déjamelo pensar un poco, esos 2 volts de mínima son bien bajos, pero le encontraremos una solución buena.
Con ese perfil de disipador, necesitarías como 20 centímetros del mismo si no deseas ventilación forzada. Esto que te comento es a puro ojimetro :D
Un saludo.
Atte, CARLOS.
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Hola micro_pepe, déjamelo pensar un poco, esos 2 volts de mínima son bien bajos, pero le encontraremos una solución buena.
Con ese perfil de disipador, necesitarías como 20 centímetros del mismo si no deseas ventilación forzada. Esto que te comento es a puro ojimetro :D
Un saludo.
Atte, CARLOS.
Bueno, tengo otros dos más pequeños, puedo poner un transistor en cada uno, he medido la resistencia termica con ventilación y tienen algo menos de 0.4ºC/W.
Tengo que hacer el pedido, ¿el MJ15003 es adecuado? el circuito de protección y excitación ¿alguna idea?
Saludos!!!
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Continuamos hablando de la carga electrónica aquí, sobre este otro hilo que empezó a desviarse:
http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=46051.165
Saludos!!!
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Nos basamos en estos esquemas:
Por otro lado, si quieres construir una carga fantasma (Dummy load) que soporte hasta 50V y 600W, acá te dejo un circuito.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Este circuito es bastante complejo, o sea se puede simplificar, este esquema tiene la posibilidad de probar a tensión constante (prueba de circuitos de cargadores de baterías, fuentes de corriente constante) o a corriente constante (prueba de fuentes de alimentación y baterías) y aparte posee 2 escalas (hasta 5A o 60W y hasta 50A o 600W ).
En tu caso solo necesitas probar a corriente constante y con una sola escala bastaría, por lo que se puede simplificar mucho. Aparte necesitarías 2 de estos circuitos para poder probar cada ramal de salida de la fuente.
Si deseas puedo guiarte en la construcción y reformarlo si no lo quieres tan complejo.
La ventaja? Puedes probar la potencia de salida con una regulación de mucha precisión y por supuesto, la regulación es constante, no hay que andar conectando ni desconectando nada, se regula con el movimiento de un potenciómetro.
Espero tus comentarios.
Un saludo.
Este es el manual de una carga electronica Agilent de 300W. En la página 90 esta la etapa de potencia.
http://ridl.cfd.rit.edu/products/manuals/Agilent/power%20supplies/CD1/service/6060ser.pdf (http://ridl.cfd.rit.edu/products/manuals/Agilent/power%20supplies/CD1/service/6060ser.pdf)
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
El primer esquema utiliza transistores bipolares, entonces son necesarias resistencias de equalización en los emisores, para salvar las diferencias entre un transistor y otro. Las caracteristicas de esto son estas:
Hola micro_pepe, para el cálculo de la resistencia de emisor, se hace dividiendo la tensión Vbe por la intensidad máxima que circulará por cada transistor.
Si tenemos en cuenta los 25A que mencionas, sería una media de 6.25A, que según los cálculos mencionados sería una resistencia de solo 0.7V / 6.25A = 0.11 ohms.
Pero acá tenemos otro drama, como tu la vas a usar con tensiones tan dispares (de 12V saltamos a 60V) y tenemos tan poca cantidad de transistores, y trabajando al límites de posibilidades (combinación para nada recomendable), pues la resistencia debe de ser mayor para poder "balancear" los transistores cuando estén trabajando solo con 1.25A y 60V.
Con una resistencia de solo 0.11 ohms, y una corriente de 1.25A en 60V, la caída de tensión en la resistencia sería de solo 0.11 x 1.25 = 0.1375V lo cual no alcanzaría para balancear correctamente los los transistores.
Por lo tanto la resistencia deberá ser de 0.7V / 1.25A = 0.56ohms
Cuando estés trabajando con solo 12V y la corriente sea de 6.25A:
0.56 ohms x 6.25A = 3.5V
3.5V x 6.25A = 22W
Por lo tanto necesitarías resistencias de 0.56 ohms y 30W por cada emisor, o lo que es lo mismo y yo te recomendaría sería que uses 6 resistencias en paralelo de 3.3 ohms y 5W por cada transistor de salida. Un total de 24 resistencias y 88W disipador en ellas :5]
Por otro lado, con 25A de carga. las tensiones quedarían de la siguiente manera.
3.5V para las resistencias.
0.7V para Vbe de los transistores.
5V para la excitación del mosfet (que ya debe de ser un IRFP460)
1.5V del rail positivo del operacional
Un total de 10.7V, lo que está muy próximo a la tensión de alimentación, por lo que para tu caso la tensión del ramal positivo debería de ser de por lo menos 15V (lo ideal sería 18V y habría que agregar ciertas protecciones al mosfet), y para el negativo te recomendaría que uses -5Vcc, ya que no tiene sentido usar -12Vcc.
Espero entiendas todo el formulerío.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
Para el segundo esquema, puesto que usa MOSFET y la utilización de resistencias de equalización no son nada optimas, se usan dos operacionales por transistor, para hacer una equalización electrónica, y en este esquema estoy ahora mismo, intentando averiguar como hago funcionar la carga de la página 90, como carga de corriente y de tensión.
Saludos!!!
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En la agilent la entrada IPROG seria la compuerta del mosfet y la salida IMON seria la salida desde la resistencia sensora de corriente.
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En la agilent la entrada IPROG seria la compuerta del mosfet y la salida IMON seria la salida desde la resistencia sensora de corriente.
De acuerdo, para que funcione como carga de corriente constante, IPROG es la salida del operacional, y IMON la entrada no inversora, segun este esquema:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Y para que funcione como carga de voltaje constante, sería IPROG a la salida del operacional, y tendría que poner el divisor de voltaje R2-R3, segun este esquema:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
¿Correcto? Aunque no termino de netender en el esquema Agilent, U1 está configurado como sumador inversor, entonces el voltaje que apliquemos a IPROG debería ser negativo, o invertir los pines de entrada al operacional en los dos esquemitas anteriores.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, exactamente eso es lo que hace la agilent, (lo que posteaste con los esquemitas), per cuando vas a usar 2 o más mosfet, lo que se hace es repetir el circuito, los mosfet no se aparean tan fácilmente.
Tienes un pequeño error en los esquemas, en el circuito de corriente contante, la tensión de referencia entra por la entrada no inversora. Mientras que en el de tensión constante la tensión de referencia entra por el pin inversor.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola micro_pepe, te respondo aquí lo que posteaste en el otro tema
Hola micro_pepe
pero que pasa con 1A por ejemplo, serian 0.1A por rama, que son 0.1V de caida en la resistencia, que es un valor muy bajo... pongamos que está muy descompensado y por un transistor circulan 0.3A, si usamos 100v serían 30w disipados, que no es muy grabe para el transistor.
.....
Respuesta, cuando entra en la zona "desbalanceada" ya no hay problema porque no existe tanto calentamiento.
Con 4 transistores, tambien es válido, supongo.
Si, es válido dentro de ciertos límites y vos los excediste mucho :D
stk usará la carga electrónica para probar fuentes de amplificadores, pero ete aquí que estas fuentes, cuando tiene poca tensión, también tienen poca potencia, y cuando la tensión es elevada (60 u 80V por ejemplo) recién ahí se necesita la ecualización, con fuentes chicas la carga ni se esfuerza
Pero lo que tu propones, es tanto en 12V como en 60V siempre al máximo, lo cual es mucho más exigente que lo que desea hacer stk500 y por lo tanto, lo que expliqué anteriormente en tu caso no se aplica.
Usando 4 transistores son necesarias muchas resistencias, y 10 transistores tambien ocupan espacio... no sé que solución es mejor.
La otra única solución posible es balancear los transistores electrónicamente, pero para esto, por lo menos necesitas de 1 amplificador operacional por cada transistor, y en este caso si convendría usar mosfet.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
Segun veo en la carga que posteó Yoshua (pag 90):
http://ridl.cfd.rit.edu/products/manuals/Agilent/power%20supplies/CD1/service/6060ser.pdf
lo que hace, es ecualizar todos los Mosfet para que circule la misma corriente por cada uno de ellos, con esto veo claramente que funcione como carga de corriente constante (para probar fuentes de voltaje), pero no veo que pueda funcionar como carga de voltaje constante (para probar fuentes de corriente, como cargadores de baterías) ¿es así?
Que no lo veas claramento no significa que no esté, de hecho, estoy casi seguro que dispone de esa opción.
Por supuesto, si tu deseas hacer una carga para ambas opciones, habrá que diseñar circuitería específica con componentes discretos y al alcance del usuario "normal", pero si se puede hacer, si esta es tu pregunta. Sería algo así como un rejunte de estos circuitos que posteaste y parte del circuito que potee yo.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Este seria el circuito simplificado de la carga electrónica. Hay cuatro "módulos" compuestos de un mosfet, una resistencia sensora de corriente y un amplificador operacional. R5 es una resistencia limitadora para provocar la caída de voltaje. R13 y R14 hacen un divisor para que el voltaje que les llegue a los comparadores sea una cuarta parte de la total (lo puse para que sea 1V/1A). El indicador R7(2) muestra el voltaje que habria en los terminales de la carga, este valor es producto de multiplicar VREF2 por la relación entre las resistencias R6 y R7 (0.31x10).
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
En esta imagen se ve a la carga funcionando a corriente constante donde la VREF2 es igual a la corriente total (Marcador ITOTAL). En este caso creo que se nota mejor el uso del divisor R13/R14 porque si estuviera directo circularía una corriente igual a VREF2 pero por cada transistor.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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Yoshua, eso es lo que necesitaba, habrá que irlo probando en la práctica.
Ahora vamos con los MOSFET, puedo conseguir el IRFP4227PBF :
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp4227pbf.pdf
en el datasheet no viene la gráfica que relaciona potencia con temperatura, pero con los siguientes datos podemos calcular un disipador:
- Pongamos 5 transistores y 300w total, son 60w por transistor.
- La resistencia termica para un transistor:
Rth = ((Tjmax · K - Ta)/Pot) - Rjc - Rcs =
((175ºC · 0.8 - 40ºC) / 60w) - 0.45ºC/w - 0.5ºC/w = 0.72ºC/W - La total para un disipador que contenga los 5 transistores: Rth (total) = 0.72 / 5 = 0.144ºC/W
Tengo un disipador similar a este:
http://www.ebay.es/itm/321616947789?_trksid=p2060353.m1438.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
No sé si con un par de ventiladores llegaré a los 0.144ºC/W :5] :5]
Saludos!!!
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Si separas bien los transistores y con dos ventiladores de 12cm tirando aire al aleteado te podrías aproximar bastante. :-)
Fuera de broma vi que uno le puso un ventilador de 12cm al disipador de un pentium 4 agarrado con una reduccion de caño de pvc, asi que anda fijandote de como podes optimizar el flujo de aire hacia el disipador.
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Hola micro_pepe, ambos circuitos deberían de funcionar.
El disipador me parece algo pequeño, pero creo que es posible que funcione con un buen circuito de aire.
Un saludo.
Atte. CARLOS.