Прецизионная CC CV цепь или источник питания

Я хочу разработать схему CC / CV (постоянный ток / постоянное напряжение), в которой я могу установить предел напряжения или тока в диапазоне от 0 до 5 В ЦАП. Я знаю, как проектировать переменные схемы CC и CV:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Вот моя проблема, мне нужно спроектировать довольно точную программируемую цепь постоянного напряжения и постоянного тока (выход должен составлять 0,1% и в пределах 100 мкВ от входа ЦАП), часть постоянного тока также нуждается в аналогичной точности и иметь возможность источника 200 мА при 0 В до 7 В.

У меня также есть температурные требования и шумовые требования, поэтому я буду строить их с операционными усилителями с низким темпом и операционными усилителями с низким уровнем шума. Я не так беспокоюсь об этом сейчас. Прямо сейчас я пытаюсь найти хорошую топологию схемы, которая во всей литературе, которая у меня есть, не описывает этот тип схемы. Я не хочу использовать постоянный ток из-за пульсации.

Какую топологию схемы я могу использовать для построения прецизионной схемы CC / CV?

(Я мог бы также использовать прецизионный LDO, если это необходимо). Бонусные баллы, если он может создавать и поглощать ток, я могу построить рельсы вокруг схемы.

Если вам нужна точность, то ваш источник CC не обрезает ее, как с транзистором альфа и все.

Классический способ сделать это с помощью двух петель

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Как обратная связь по напряжению, так и по току масштабируются и соотносятся с землей, и сравниваются с вашими ЦАП, и сравнения ИЛИ с управлением выходом предлагают для удобства Дарлингтона. Какая бы петля не была закончена, коллектор опускается и регулирует выход.

Обратите внимание, что стабильность должна поддерживаться, т. Е. Рассчитана, поэтому сравнение выполняется с низким коэффициентом усиления. Если для точности требуется высокий коэффициент усиления, добавьте интегратор в цикл. Я полагаю, что такое должно произойти после ИЛИ управления, иначе неактивный интегратор будет насыщаться и потребуется много времени, чтобы восстановиться, когда это потребуется.

С вашими требованиями к низкому напряжению и току, все, что вам нужно, это линейный источник питания.

Хорошо, так что я предлагаю на самом деле две петли: петля тока над петлей напряжения. Это означает, что у вас есть текущая команда (которая будет пределом), а затем команда напряжения. Выход на ЦАП - макс. (Команда напряжения / выход токовой петли). Таким образом, до тех пор, пока предел тока не достигнут, токовая петля насыщена и не создает помех. Единственное, что вам нужно сделать, это измерить напряжение и ток, что довольно просто.

Что касается схемы - ну, вы не сказали ни слова о требованиях к напряжению / току. Так что, возможно, на самом деле самый простой способ - это повторитель излучателя для усиления мощности ЦАП и очень маленький токовый резистор для измерения тока.

В зависимости от вашего приложения и доступных цифровых компонентов, я могу предложить сигма-дельта АЦП для измерения тока. У некоторых есть очень хорошая, очень точная встроенная PGA, так что вы сможете очень хорошо настроить систему.

Итак, схема ниже. U3 - твой микроконтроллер. В некотором смысле вся система похожа на ответ из другого ответа, но токовая петля должна быть легче настраиваемой, но будет иметь меньшую пропускную способность.

Извините, ИНСТ-инструментальный усилитель; также забыл резистор на базе, но вы его получите.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Еще несколько слов о поведении системы. Если все сделано правильно, токовая петля начнется с нуля и будет медленно увеличивать напряжение до команды напряжения. Но если система нормально работает в режиме CC, есть несколько особых случаев. Если нагрузка внезапно отключается, а затем снова подключается, в течение некоторого времени она может находиться под током, превышающим предел. Поэтому может быть важно обнаружить отключенную нагрузку и сбросить текущую ПИД-регулятор.

- в зависимости от технических характеристик системы, в противном случае я бы не использовал ЦАП, а 10-битный ШИМ (1024)

- Я бы выбрал <= 0,1% Vref и выбрал бы линейную верхнюю сторону CC и CV

Цикл CC инвертирован поспешной схемой (извините)

выберите k = 0 до 1 для CC = x до max

После долгих поисков я нашел еще одну схему из eevblog, которую, как мне показалось, я хотел бы добавить в список, потому что это интересно. Вместо использования диодов в «макс» -конфигурации он использует mosfet и диод для переключения с CV на CC.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}