Control de Corriente y Tensión con Operacional + Mosfet N

[chugus]

Hola gente, necesito controlar la corriente y la tensión sobe una carga que se conecte a mi circuito. Estuve buscando y di con un circuito en base a un operacional y un Mosfet canal N en el cual se controla el paso de la corriente mediante una tensión en el operacional.

Hasta aquí todo bien, el tema es que no se que función cumple C1 y R2 ya que yo lo he simulado sin estos dos componentes y funciona muy bien igualmente.

Para el control de la tensión he decidido intercalar entre la carga y la alimentación otro Mosfet canal N y enviarle pulsos de PWM con dutty variable para regular la tensión sobre la carga.
Esta bien eso?? Lo veo muy simple.. Pero funciona, como se puede mejorar??

Adjunto esquema original y esquema modificado.
Gracias un saludo!

[MerLiNz]

R2 quizas sea para limitar la intensidad del C1, creo que la funcion que cumplen es suavizar la señal, es decir para que no sea tan brusco el cambio.

Yo los reguladores de intensidad que he visto han sido mas bien con una bobina, la bobina hace que se suavice los cambios y asi la intensidad se regula mejor. El problema de tu ejemplo, es que cuando se apage el mosfet caera bruscamente la intensidad, y luego volvera a activarse haciendo asi una regulacion un poco variable.

Seria una cosa asi:

[chugus]

R2 quizás sea para limitar la intensidad del C1, creo que la función que cumplen es suavizar la señal, es decir para que no sea tan brusco el cambio.

Estuve averiguando y me comentaron que la realimentación a través de C1 es para que no se produzcan oscilaciones en en operacional y en cuanto a R3 es solamente para proteger la entrada del AO aunque este tenga una alta impedancia..

El problema de tu ejemplo, es que cuando se apage el mosfet caera bruscamente la intensidad, y luego volvera a activarse haciendo asi una regulacion un poco variable.

Si, es verdad lo que pensé para resolver ese tema es quitar el PWM y usar 10 bits del micro controlador y armar un CDA tipo R-2R y lograr una tensión constante en la entrada del operacional que regula la corriente de salida, de esa forma el mosfet trabaja en zona lineal y no en corte-saturacion.

De todas formas el PWM que controla la tension de salida, seria de 10Khz o mas con lo que los pulsos son muy juntos unos de otros y se solventa mucho ese problema.

Que opinas??

[miquel]

¡Hola Chugus!

Hace un tiempo construí una fuente de alimentación, aprovechando una fuente de PC vieja. A las salidas de  +12v, +5v y 3,3v también le añadí una salida regulable controlada por un 16F886 y un LCD. La tensión se controla por dos pulsadores y es muy estable, apenas le afecta las variaciones de carga.

Espero te pueda ser útil.

Saludos,

Miquel



https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkVUtyQkI2RC1UcjQ/edit?usp=sharing

https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkZXZBbnRDWjkxQVk/edit?usp=sharing

[chugus]

Hola Miguel, gracias por responderme. Estuve mirando tus esquemáticos y tengo dos preguntas para hacerte.

1- Por lo que interprete el divisor resistivo en la pata inversora hace que el comparador tenga una tensión de Vcc/2 que sería en tu caso 6V y en la pata no-inversora le llegan los pulsos PWM del micro que si no me equivoco son de 5V por lo tanto el operacional va a estar siempre en corte a menos que se supere la tensión de su pata.. ¿ Cómo es que cambia de estado, amplificas la amplitud los pulsos del micro antes de mandarlos al operacional?

2- Es necesario la bobina de 100uH en serie con el transistor de paso para que regule bien?? No es suficiente trabajarlo en corte-saturacion al transistor?

Muchas Gracias!!
Adjunto tu imagen para verla mas fácil.

[miquel]

¡Hola Chugus!

El transistor trabaja en la zona lineal, no en corte-saturación. Es un montaje seguidor de emisor, por lo que en la salida tendrás la misma tensión que en la base del transistor menos la caída de tensión entre base-emisor. He hecho unas mediciones de tensión:

V  entrada     11.96
V  salida          5.01
A  salida          0.1
V  salida AO     6.52
V  (-) AO           2.51
V  (+) AO          2.40


V  entrada     11.96
V  salida          7.97
A  salida          0.16
V  salida AO     9.52
V  (-) AO           4.00
V  (+) AO          3.81

Aquí tienes unos oscilogramas :

https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkSmM1WFhueno5WUk/edit?usp=sharing

https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkNWZES2NVTTBzZmc/edit?usp=sharing

https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkVEUwWUxJeVppclU/edit?usp=sharing

Puedes ver la señal PWM de 19,5KHz y la diferencia entre la entrada y la salida de la bobina. En la entrada la escala del osci es de 50mV y en la salida está en la escala de 5mV. Si necesitas mucha potencia en la salida tendrás que utilizar uno o más transistores de mayor potencia.

Saludos,

Miquel

[chugus]

Que bueno!! cuanta info!! ahora me queda claro la necesidad de la bobina después del transistor de paso, con las imágenes que subiste..
Tendré que ponerme a ensayar el circuito en protoboard...

Una consulta, como calculaste el valor de la inductancia?? Fuiste probando?? El núcleo es de ferrite??

Otra, no logro entender como lo trabajas al operacional... yo lo veo como un comparador y no como seguidor.. si fuera seguidor debería tener re-alimentación y este no tiene ningún lazo...????

Gracias por el tiempo!!
Un saludo!!

[miquel]

¡Hola Chugus!

Es el transistor el que trabaja como seguidor, el operacional está configurado como un amolificador no inversor de ganancia 2, la resistencia R2 es como si estuviera conectada a la salida del AO. En cuanto a la bobina el cálculo fue fácil, era la única bobina que tenía. Con estos valores de bobina y condensador la frecuencia de corte es de 500Hz, como la frecuencia del PWM es de 20KHz el resultado es que está un "poco" sobredimensionado. Con una bobina de 68uH y un condensador de 100uF tenfrías suficiente. De todas maneras siempre vale más que sobre que no que falte!!!!

Saludos,

Miquel

[chugus]

Ok, muchas gracias por todo me has sido de gran ayuda 

Saludos!

[cristian_elect]

miguel con  20Khz y 100uH tendras un rizado de corriente de la bobina grande, el ultimo circuito no esta el diodo que va despues del transistor("Chugus").

[miquel]

¡Hola Cristian_elect!

Esta fuente no es conmutada, la señal PWM se integra con R3 y C6 y se aplica al AO montado como amplificador no inversor de ganacia 2. La salida del AO se aplica al transistor en montaje seguidor emisor. A la salida tenemos un poco de la señal PWM y la filtramos con la bobina de 100uH y condensador de 1000uF.

Aquí tienes dos oscilogramas en la entrada y salida de la bobina, con la escala de 5mV apenas hay rastro de la señal PWM en la salida.

https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkNWZES2NVTTBzZmc/edit
https://docs.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkVEUwWUxJeVppclU/edit


Esta fuente regulable forma parte de una fuente montada a partir de una fuente vieja de PC, con salida de 3v3,5 y 12V y le añadí esta salida regulable. La he probado con 300mA permanentes y el transistor no se calienta.

Saludos,

Miquel

[Chaly29]

Hola chugus, justamente estoy trabajando en una fuente regulable controlada tanto en tensión como en corriente, estoy en la fase de construcción y la estoy realizando con el circuito más sencillo posible y si bien tiene la opción para agregarle tanto amperímetro como voltímetro en esta fase inicial no estan incluidos.

La idea es llegar a caracteristicas tales: regulable en tensión desde 0 a 28 Vcc y en corriente desde 0 a 10A.

El circuito es el del adjunto, cualquier pregunta no tengo drama en responder.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[andymesamasson]

Hola Carlos soy nuevo en el foro y quiero construir una fuente variable como la que muestras. Pregunta: terminaste la fuente? Me interesaria conocer algo mas del funcionamiento de la misma por lo que te agradeceria si pudieras explicar un poquito su funcionamiento por etapas y comunicacion de las mismas. Se podría sustituir el LM331 por un OpAmp de alguna forma???
Saludos y Gracias de antemano

[Fer_TACA]

Hola Carlos soy nuevo en el foro y quiero construir una fuente variable como la que muestras. Pregunta: terminaste la fuente? Me interesaria conocer algo mas del funcionamiento de la misma por lo que te agradeceria si pudieras explicar un poquito su funcionamiento por etapas y comunicacion de las mismas. Se podría sustituir el LM331 por un OpAmp de alguna forma???
Saludos y Gracias de antemano

El utilizado por Carlos es el LM311