Regulowane źródło napięcia odniesienia od 0 do 200v

[Pyra]

Witam
Oczywiście, że można. Można też zastosować jedno źródło napięcia na 200V i system dzielników.

Pozdrawiam

[maciej_333]

Jeżeli to jakiś projekt zaliczeniowy, to jest on jak już koledzy zauważyli bardzo trudny. Poleciłbym poczytać o różnych sprawach i przedyskutować jeszcze raz ten temat z prowadzącym. Jednak trochę późno na takie rzeczy, tym bardziej, że zbliża się sesja. Pytanie czy jest to tylko projekt teoretyczny, czy jednak praktyczny ? Przez praktyczny rozumiem fizyczną realizację tego układu.

Co można zrobić by to wykonać ?
-Poszukać porządne źródło napięcia odniesienia np. z Texas Instruments czy Analog Devices.
-Zakładam, że sterowanie ma być mikrokontrolerem. Wybrać należy odpowiedni przetwornik C/A. Jasne, że z tych lepszych, precyzyjnych i przewidzianych do aplikacji pomiarowych. Ile bitów ? Zakres to 200 V. Krok to 0,01 V. Zatem 200/0,01=2000 kroków na cały zakres. Tym samym tyle różnych napięć można nastawić. Przy zastosowaniu napięcia odniesienia 4,096 V i przetwornika przynajmniej 12-bit wszystko całkiem ładnie pasuje.
-Mając już to trzeba wymyślić stopień końcowy ze wzmacniaczem operacyjnym i tranzystorami wyjściowymi objętymi pętlą sprzężenia zwrotnego. Najprościej wstawić wysokonapięciowy wzmacniacz operacyjny. Przykładem może być PA90, ale to tylko +/-200V na wyjściu. Praktycznie nawet mniej. Wymagania spełniłby tu PA89. Do tego dochodzi jego cena. Inne rozwiązanie to coś w tym stylu: high voltage op amp. Przykładem może być pierwszy schemat. Jednak zdaje się (jestem zmęczony), że coś w nim jest namieszane w sprzężeniu zwrotnym.

Reasumując chodzi o to by wzmocnić wspomniane już napięcie z przetwornika C/A za pomocą jakiegoś układu opisanego powyżej. Przy projekcie teoretycznym na ocenę 3,5 łatwo coś narysować. Ocenę 3,5 nazywam państwową. Jak ją stawiam, to nie jest to ani za mało ani też za dużo. Zatem to często ocena uniwersalna w moim przekonaniu.

[dmwz1250]

Mam wykonać praktycznie. Dziękuje za podpowiedzi.

[maciej_333]

Mam wykonać praktycznie. Dziękuje za podpowiedzi.

Można wiedzieć jaka to uczelnia ?

[Romekd]

Mniejszy zakres i o niskich napięciach już dawno bym wykonał bo jest dużo materiałów na ten temat. I w tym tkwi mój problem ze nie wiem jak zrobić na tak duże napięcie.

Można w tym celu wykorzystać układ, który kiedyś przedstawiłem w wątku o wysokonapięciowym stabilizatorze:
http://trioda.com/forum/download/file.p ... &mode=view
Link do wątku:
http://trioda.com/forum/viewtopic.php?p=261276#p261276
W układzie należałoby przeprowadzić pewne zmiany:
1. Użyć ultraprecyzyjnych wzmacniaczy operacyjnych, np. typu OPA277P, zasilanych napięciem symetrycznym ±15 V, z dodanymi elementami kompensacji offsetu napięcia wejściowego, opisanymi w aplikacji:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa277.pdf
2. Uprościć układ ogranicznika prądu, dać mniejszy tranzystor MOSFET, a wyjście układu obciążyć dodatkowym źródłem prądowym do masy (lub jeszcze lepiej do dodatkowego napięcia minus 15 V; masę całego układu przełączyć na wyjście ujemne; na przytoczonym przeze mnie schemacie masa jest na plusie).
3. Użyć w układzie rezystorów ultraprecyzyjnych o bardzo niskim TWR
4. Zastąpić potencjometr regulacji napięcia precyzyjnym przetwornikiem DAC o rozdzielczości co najmniej 16 bitów, odpowiednio zaaplikowanym i skompensowanym.
5. Przetwornik sterować odpowiednio oprogramowanym mikrokontrolerem, z podłączoną klawiaturką do ustawiania napięcia i wyświetlaczem LCD lub VFD, wyświetlającym ustawioną wartość.
6. Dla poprawienia precyzji napięcia wyjściowego zastosować dodatkowy przetwornik ADC (16-to lub 24-bitowy), połączony z mikrokontrolerem, który dzięki specjalnemu oprogramowaniu mikrokontrolera umożliwi dodatkowe "dostrojenie" napięcia wyjściowego (autokalibrację) - przetworniki analogowo-cyfrowe są z reguły bardziej precyzyjne od cyfrowo-analogowych.

Pozdrawiam,
Romek

[Romekd]

Zakładam, że sterowanie ma być mikrokontrolerem. Wybrać należy odpowiedni przetwornik C/A. Jasne, że z tych lepszych, precyzyjnych i przewidzianych do aplikacji pomiarowych. Ile bitów ? Zakres to 200 V. Krok to 0,01 V. Zatem 200/0,01=2000 kroków na cały zakres. Tym samym tyle różnych napięć można nastawić.

Drobna poprawka - 200/0,01 to nie 2.000 kroków, a 20.000 kroków. To naprawdę sporo pozycji do ustawiania..

Pozdrawiam,
Romek

[maciej_333]

Zakładam, że sterowanie ma być mikrokontrolerem. Wybrać należy odpowiedni przetwornik C/A. Jasne, że z tych lepszych, precyzyjnych i przewidzianych do aplikacji pomiarowych. Ile bitów ? Zakres to 200 V. Krok to 0,01 V. Zatem 200/0,01=2000 kroków na cały zakres. Tym samym tyle różnych napięć można nastawić.

Drobna poprawka - 200/0,01 to nie 2.000 kroków, a 20.000 kroków. To naprawdę sporo pozycji do ustawiania..

Pozdrawiam,
Romek

No tak, zmęczenie dało się we znaki. Faktycznie potrzeba minimum 15 bitów (teoretycznie). Praktycznie nie ma takich przetworników, więc powinno się zastosować 16 bitów. Jeżeli chcemy robić autokalibrację to więcej.
Projekt jest o tyle prosty, że nie potrzeba uzyskiwać napięć ujemnych. Do pewnych moich zagadnień potrzebne mi będzie źródło prądowe (+/-15-20 A) sterowane napięciem i podobnie jak tu źródło napięcia (+/-150 V) sterowane napięciem. Wymagania inne, nie tak wyśrubowane, ale potrzebne będą napięcia ujemne. Sygnał sterujący nie przekroczy kilkudziesięciu Hz.

przetworniki analogowo-cyfrowe są z reguły bardziej precyzyjne od cyfrowo-analogowych

Stwierdzenie to wydaje się ciekawe. Logicznie rzecz biorąc przetwornik A/C ma wejściowe bloki kondycjonujące np. PGA, do tego np. SAR składa się z przetwornika C/A i komparatora. Jak taka struktura może dawać mniejsze błędy ?

[Romekd]

Witam.

przetworniki analogowo-cyfrowe są z reguły bardziej precyzyjne od cyfrowo-analogowych

Stwierdzenie to wydaje się ciekawe. Logicznie rzecz biorąc przetwornik A/C ma wejściowe bloki kondycjonujące np. PGA, do tego np. SAR składa się z przetwornika C/A i komparatora. Jak taka struktura może dawać mniejsze błędy ?

Stosowaliśmy wtedy z kolegą w kilku naszych konstrukcjach przetworniki mikromocowe firmy Texas Instruments - DAC8574 oraz ADS1110 (16-bitowe). Były to układy stosunkowo tanie i łatwo dostępne (były i chyba nadal są oferowane na Allegro). Przeprowadziliśmy kilkanaście testów, które potwierdziły, że przetworniki cyfrowo-analogowe są zdecydowanie mniej precyzyjne od analogowo-cyfrowych, o czym można przeczytać nawet w notach katalogowych obu układów. Dlatego często używaliśmy obu typów jednocześnie, by dokładniejszy kontrolował i "dostrajał" mniej precyzyjnego.. Dodatkowo DAC8574 oprócz właściwego sygnału generował szum o niemałej amplitudzie (biały i różowy), co powodowało, że trzeba było umieszczać za nim odpowiedni filtr dolnoprzepustowy.. Może niepotrzebnie to uogólniłem, gdyż problem mógł dotyczyć układów tylko jednej firmy i tylko w tym "niewygórowanym" przedziale cenowym...

Pozdrawiam,
Romek

[maciej_333]

W pewnym projekcie mam właśnie ADS1115 i DAC8574. Za pośrednictwem DAC8574 steruję wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu VCA810. Przyznam, że i tak mnie to nie przekonuje. Być może po analizie kart katalogowych można dojść jednak do takich wniosków.

[Romekd]

Za pośrednictwem DAC8574 steruję wzmacniacz o regulowanym wzmocnieniu VCA810. Przyznam, że i tak mnie to nie przekonuje.

W takim razie zerknij na stronę szóstą, pełną wykresów, noty katalogowej układu DAC8574:
http://www.ti.com/lit/ds/slas377b/slas377b.pdf
i porównaj błędy tego układu z błędami wprowadzanymi przez ADS1110
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1110.pdf
Różnica, na korzyść ADS1110, jest mniej więcej dziesięciokrotna (jeżeli dobrze pamiętam, gdyż te analizy przeprowadzaliśmy wiele lat temu). Podobne wyniki uzyskiwaliśmy wtedy podczas pomiarów gotowych zasilaczy z tymi elementami..
Nadal Cię to nie przekonuje?

Pozdrawiam,
Roman

[maciej_333]

Zgodzę się zatem, że faktycznie jest różnica. Ten DAC może wprowadzać całkowity błąd rzędu nawet 1% FSR. Trzeba się zastanowić z czego to wynika. Inna sprawa, że to nie są jeszcze układy najwyższych lotów. W innym projekcie mam DAC8718 i ADS8558. Muszę porównać ich błędy. Tyle, że ADS8558 to już SAR, a nie sigma-delta.