worklog: регулятор тока
В общем, думал-думал и от первоначальной схемы почти ничего не осталось.
Теперь она выглядит так:
Фрагмент DA29-VT20 это источник тока (или, скорее, "сточник"). Сделано так для того, чтобы не мудрить с резистивными делителями - хоть схема и сложнее на чуть-чуть, но всё равно так гораздо проще задать фиксированный ток, который даст на резисторе R59 фиксированное падение напряжения 90 мВ. Если бы это был делитель, то пришлось бы ставить делитель с соотношением резисторов 1:0,0167, что несколько странновато выглядит (хотя и возможно, конечно). Ток задаётся достаточно точно и стабильно, детальки копеечные, выглядит просто.
Фрагмент DA26-VT15 это сервоусилитель. Сигнал обратной связи снимается с шунта R60, обвязка вокруг ОУ нужна для стабильной и быстрой работы на затвор мосфета - это ёмкостная нагрузка, поэтому операционник может (и почти наверняка будет) "звенеть". На схеме написано, что это LMV321, но это неправда - операционник должен быть весьма быстрым, потому что кроме того, что схема должна быть стабильной, она ещё должна РЕГУЛИРОВАТЬ ток, оставляя его постоянным при вариациях питающего напряжения: они обязательно будут присутствовать, т.к. это выход системного питания +5.5В, а оно может слегка меняться в зависимости от прочей нагрузки; кроме того, там могут быть остаточные пульсации от импульсного регулятора. Мосфет должен быть способен рассеять лишнюю мощность, не сгорев - при небольшой дропауте это сделать довольно легко. Например, прекрасно подходят IRF7204 или FDS4435, но и указанный на схеме NTR4147P тоже вполне годен.
Вместо мосфета можно поставить p-n-p с низким Vcesat (обычные не годятся, слишком мал запас по напряжению).
Для хорошего подавления пульсаций с частотой порядка 300 кГц (примерно на этой частоте работает системный понижатор) нужен быстрый ОУ. При этом, чтобы схема была бы попроще, нужен усилитель с "рельс-к-рельсу" выходом и, желательно, входом. Неплохо -- в модели, реально схему я ещё не собирал -- работает, например, LT1806, при пульсации входного напряжения 100мВ/300кГц получается амплитуда пульсаций тока не более 0.2мА, но входной ток ОУ вносит погрешность (потому что оттягивает на себя часть референсного тока) и вместо 90 мА получается где-то около 88 мА среднего - терпимо, но хочется чуточку поаккуратнее. С чипом AD8031 получается практически идеально, но в этом случае ток уже слегка выше (вероятно, погрешность из-за смещения).
Если же взять ещё одно напряжение питания, повыше, чисто для питания ОУ и задатчика тока (а у меня оно в системе есть и я его могу дополнительно подргулировать-подфильтровать!), то рельс-к-рельсу уже не надо и хватит просто быстродействующего ОУ с низким входным током (главное, чтобы сигналы укладывались бы в headroom по входу и выходу).
Выброс тока в момент включения схемы в самом деле есть, но короткий. И он больше похож на артефакт моделирования, потому как если сымитировать плавное включение питающего напряжения, то никаких выбросов нет, схема постепенно входит в работу.
Короче говоря, это просто линейный регулятор, но фидбэк не по напряжению, а по току.
Теперь она выглядит так:
Фрагмент DA29-VT20 это источник тока (или, скорее, "сточник"). Сделано так для того, чтобы не мудрить с резистивными делителями - хоть схема и сложнее на чуть-чуть, но всё равно так гораздо проще задать фиксированный ток, который даст на резисторе R59 фиксированное падение напряжения 90 мВ. Если бы это был делитель, то пришлось бы ставить делитель с соотношением резисторов 1:0,0167, что несколько странновато выглядит (хотя и возможно, конечно). Ток задаётся достаточно точно и стабильно, детальки копеечные, выглядит просто.
Фрагмент DA26-VT15 это сервоусилитель. Сигнал обратной связи снимается с шунта R60, обвязка вокруг ОУ нужна для стабильной и быстрой работы на затвор мосфета - это ёмкостная нагрузка, поэтому операционник может (и почти наверняка будет) "звенеть". На схеме написано, что это LMV321, но это неправда - операционник должен быть весьма быстрым, потому что кроме того, что схема должна быть стабильной, она ещё должна РЕГУЛИРОВАТЬ ток, оставляя его постоянным при вариациях питающего напряжения: они обязательно будут присутствовать, т.к. это выход системного питания +5.5В, а оно может слегка меняться в зависимости от прочей нагрузки; кроме того, там могут быть остаточные пульсации от импульсного регулятора. Мосфет должен быть способен рассеять лишнюю мощность, не сгорев - при небольшой дропауте это сделать довольно легко. Например, прекрасно подходят IRF7204 или FDS4435, но и указанный на схеме NTR4147P тоже вполне годен.
Вместо мосфета можно поставить p-n-p с низким Vcesat (обычные не годятся, слишком мал запас по напряжению).
Для хорошего подавления пульсаций с частотой порядка 300 кГц (примерно на этой частоте работает системный понижатор) нужен быстрый ОУ. При этом, чтобы схема была бы попроще, нужен усилитель с "рельс-к-рельсу" выходом и, желательно, входом. Неплохо -- в модели, реально схему я ещё не собирал -- работает, например, LT1806, при пульсации входного напряжения 100мВ/300кГц получается амплитуда пульсаций тока не более 0.2мА, но входной ток ОУ вносит погрешность (потому что оттягивает на себя часть референсного тока) и вместо 90 мА получается где-то около 88 мА среднего - терпимо, но хочется чуточку поаккуратнее. С чипом AD8031 получается практически идеально, но в этом случае ток уже слегка выше (вероятно, погрешность из-за смещения).
Если же взять ещё одно напряжение питания, повыше, чисто для питания ОУ и задатчика тока (а у меня оно в системе есть и я его могу дополнительно подргулировать-подфильтровать!), то рельс-к-рельсу уже не надо и хватит просто быстродействующего ОУ с низким входным током (главное, чтобы сигналы укладывались бы в headroom по входу и выходу).
Выброс тока в момент включения схемы в самом деле есть, но короткий. И он больше похож на артефакт моделирования, потому как если сымитировать плавное включение питающего напряжения, то никаких выбросов нет, схема постепенно входит в работу.
Короче говоря, это просто линейный регулятор, но фидбэк не по напряжению, а по току.