恒流放电,模拟仿真可以,但实际电路就不行,MOS管也烫

mculjf · 发表于 2023-3-19 15:39:43

在以10K频率30%的占空比情况下，实测放电电流是1.2A左右，C电电压是0.09v，D电电压是0.44V，这里算正常，但是A点电压是1.23，F点电压3.28，E点电压1.375，就不正常了，而且MOS也烫的不得了，通电一点点时间，MOS管芯片底部焊在线路板上，周边的锡都好像融了，这问题出在哪里了,另外放电电流不是A点电压除采样电阻值吗，但是实际放电电流和计算值1.23/0.075=16.4对不上

rclong · 发表于 2023-3-19 16:04:48

MOS管的热功率基本等于两端电压*电流,发热量是可以计算的

mculjf · 发表于 2023-3-19 17:09:12

但目前最大问题是A点电压是1.23，F点电压3.28，E点电压1.375不对，不知道什么问题，是电路有问题吗？

ziruo2002ab · 发表于 2023-3-19 17:19:33

你想自己搞定控制环路吗（大牛！）？用积分器，0.1uF电容是怎么算的？积分时间1ms，这么慢？推挽电路适合用在线性反馈环路吗？mosfet的驱动补偿电路？

ziruo2002ab · 发表于 2023-3-19 17:30:38

既然是线性电路，接二极管D3是啥意思

mculjf · 发表于 2023-3-19 17:31:28

，那如果把C11去掉的呢

mculjf · 发表于 2023-3-19 17:36:54

这样子，是否可以达到线性反馈，从而控制MOS管，恒流放电

ziruo2002ab · 发表于 2023-3-19 17:50:07

mculjf 发表于 2023-3-19 17:36
这样子，是否可以达到线性反馈，从而控制MOS管，恒流放电
(引用自7楼)

这显然还是有问题的。这下U1B变成比较器了，肯定要有反馈（若补偿），一般是10nf吧。mosfet irf540功率比较大，也就是它的输入电容比较大，整个电路的闭环响应挺难设计的，一般好像要串个几欧的电阻什么的。还有lm324驱动irf540行吗？ 10A需要的驱动电流可能在1A级别，运放可能是不行的，至少响应会相当慢。所以不是说推挽电路不能用，而是你原先使用的太暴力，基本是数字电路模式，模拟电路的扩流还需要考虑死区补偿、限流什么的一大堆东西。实在不行去找一个高驱动电流的运放，这个钱可能要给ic厂家赚的，否则难度很大

lwy86 · 发表于 2023-3-19 18:03:37

本帖最后由 lwy86 于 2023-3-19 18:05 编辑

LZ位线路图中的U1C U1D画的是什么鬼，做成差分放大不香吗？
还有为什么要R15接地。
补充: Q1 Q3 两个场效应管最好不要并联，这样搞，电流回不均等的。

mculjf · 发表于 2023-3-19 18:39:32

lwy86 发表于 2023-3-19 18:03
LZ位线路图中的U1C U1D画的是什么鬼，做成差分放大不香吗？
还有为什么要R15接地。
补充: Q1 Q3 两个场效 ...
(引用自9楼)

修改了，MOS管改成IRF9540, 另外 Q1 Q3 两个场效应管最好不要并联，这样搞，电流回不均等的。这个应该怎么改

lwy86 · 发表于 2023-3-19 20:21:43

本帖最后由 lwy86 于 2023-3-19 20:34 编辑

mculjf 发表于 2023-3-19 18:39
修改了，MOS管改成IRF9540, 另外 Q1 Q3 两个场效应管最好不要并联，这样搞，电流回不均等的。这个应该 ...
(引用自10楼)

一个管对应一套采样电阻（50mR）+U1D+U1B，一个管子5A

补充:
另外，控制电压不应该直接加到U1B的第五脚，应该将第五脚接地，PWM电压经过U1A反向+电阻后加到U1B的第6脚。你这样接很容易震荡的，你可以用示波器看看你现在的电路是不是已经震荡了。

建议你好好参考一下HP电子负载的服务手册，里面有原理图的。

ibmx311 · 发表于 2023-3-19 22:14:11

还帖电路图干啥，管子就是电烙铁，想想同等功率电烙铁有多热怎样加散热器搞到不烫手就可以了

mculjf · 发表于 2023-3-20 11:00:02

lwy86 发表于 2023-3-19 20:21
一个管对应一套采样电阻（50mR）+U1D+U1B，一个管子5A

补充:
(引用自11楼)

重新修改了下，MOS管G脚波形出现正弦波，发生振荡了吗

，怎么解决它？

开舒克的飞机 · 发表于 2023-3-20 11:19:58

① 、 Q2 Q3栅极要串个电阻
② 、 Q1 Q5电路多余可以不要，U1B直接驱动MOS即可；
③ 、注意U1B预留相位裕度，需要增加相位补偿电容；
④ 、 Q4应选择PNP三极管，同时注意BE极电压（既VCC与PWM在高电平时应该相等）；
⑤ 、 U1C输出应该串联一个电阻限流，或者去掉C14 C15,避免造成容性负载过大；当然这里不建议添加电容，这样造成U1B反馈相位迟滞；

songyongpan · 发表于 2023-3-20 12:14:02

明确反馈点，基准与反馈作差得误差，误差送入PI调节器

ordman · 发表于 2023-3-20 12:30:51

楼主加油，祝愿早日成功！
我也顺道学习MOSEFT做横流源！

mculjf · 发表于 2023-3-20 13:12:15

songyongpan 发表于 2023-3-20 12:14
明确反馈点，基准与反馈作差得误差，误差送入PI调节器
(引用自15楼)

能详细说下吗

mculjf · 发表于 2023-3-20 14:32:23

开舒克的飞机发表于 2023-3-20 11:19
① 、 Q2 Q3栅极要串个电阻
② 、 Q1 Q5电路多余可以不要，U1B直接驱动MOS即可；
③ 、注意U1B预留相位 ...
(引用自14楼)

①、 Q2 Q3栅极要串个电阻，这个是分开串？目前共用一个
③ 、注意U1B预留相位裕度，需要增加相位补偿电容；，以前是0.1uf,目前修改为0.47uf,再往上，效果没有大的变化
④ 、 Q4应选择PNP三极管，同时注意BE极电压（既VCC与PWM在高电平时应该相等）；关于这一点没想通，我这边PWM电压最高是3.3V，VCC是5V
⑤ 、 U1C输出应该串联一个电阻限流，或者去掉C14 C15,避免造成容性负载过大；当然这里不建议添加电容，这样造成U1B反馈相位迟滞；去掉去掉C14 C15，至于串联一个电阻限流，R21不能作为电阻限流吗
目前，经过以上改变后，占空比30%上没有，MOS管G脚已经没有振荡波形了，但是以下还是有。
30%占空比，电流输出 1.64A
40%占空比，电流输出 2.03A
50%占空比，电流输出 2.37A
60%占空比，电流输出 2.66A
70%占空比，电流输出 2.93A

mculjf · 发表于 2023-3-20 16:11:16

在占空比是0的情况下，MOS管G脚波形振荡，导致还有电流输出

momo_li · 发表于 2023-3-20 16:26:14

MOS的线性区比较窄, 想要稳定工作比晶体管困难些.

yhgfriend_gz · 发表于 2023-3-20 17:25:52

其它的没细看，但你的C14,C15滤波电容一点作用都没有，因为它是接到运放的输出端（运放组成了一个跟随器，它的输出阻抗是很低的，理论上输出阻抗是0欧）

zzage · 发表于 2023-3-20 20:25:36

mculjf 发表于 2023-3-20 14:32
①、 Q2 Q3栅极要串个电阻，这个是分开串？目前共用一个
③ 、注意U1B预留相位裕度，需要增加相位补 ...
(引用自18楼)

我觉得恒流源的话，不用太复杂，就一个运放一个MOS管就可以了。MOS管的源极接一个电流采样电阻，反馈到运放的输入负端。恒流的电流，就是运放正端的输入电压除以反馈电阻。
调节运放正端的电压就可以调节不同的恒流输出。你图中的运放C,D删去，取样电阻直接到U1B的6脚。
如果mos管要并联用的话，一般栅极分别串电阻。

mculjf · 发表于 2023-3-21 09:27:29

现在改成这样，20%以下还是有振荡，0时关不掉

mculjf · 发表于 2023-3-21 09:29:54

zzage 发表于 2023-3-20 20:25
我觉得恒流源的话，不用太复杂，就一个运放一个MOS管就可以了。MOS管的源极接一个电流采样电阻，反馈到运 ...
(引用自22楼)

这样的话，我这采样电阻太小，输入电压稍微有一点，电流就很大了

zzage · 发表于 2023-3-21 10:38:32

mculjf 发表于 2023-3-21 09:29
这样的话，我这采样电阻太小，输入电压稍微有一点，电流就很大了
(引用自24楼)

因为反馈端串多级运放的话。环路很难设计的。
如果是大牛就我说的这样原理图，他都能把原理说成一本书厚这样的道理。
你可以去查查恒流源的设计。就是这样的基本模块。不会引入更复杂的电路的。

一个东西发烫的一般原理就是I2R。不是电流就是电阻，MOS管发烫，那就说明MOS管要么没有完全饱和，内部导通电阻很大。要么是在重复打开。
还有取样电阻的选型，也是I2R，来算初步的功率。初步功率不要太大。
这个电阻也很有讲究的。一定要选铜的，不能使铁洛铝材质的。告诉你一个简单的办法。弄一个小磁铁，看这个电阻能不能被磁铁吸住。如果能吸住就不能用。
各个器件都很有讲究的。你要仔细研究。

运放的正输入端，你可以用多圈高精度可调电阻。或者用PWM通过RC来控制电压。
恒流源调电流一般都是调运放正端的电压。不会去放大反馈端的取样电流。

mculjf · 发表于 2023-3-21 11:09:27

zzage 发表于 2023-3-21 10:38
因为反馈端串多级运放的话。环路很难设计的。
如果是大牛就我说的这样原理图，他都能把原理说成一本书厚 ...
(引用自25楼)

我用康铜丝

mculjf · 发表于 2023-3-21 11:19:18

mculjf 发表于 2023-3-21 11:09
我用康铜丝
(引用自26楼)

刚试了下，在低端的时候还是会发生振荡问题

tsb0574 · 发表于 2023-3-21 11:19:29

环路设计这个就要考验工程师的理论基础了，要请妇科圣手出马了

mculjf · 发表于 2023-3-21 12:44:37

tsb0574 发表于 2023-3-21 11:19
环路设计这个就要考验工程师的理论基础了，要请妇科圣手出马了
(引用自28楼)

请妇科圣手来会诊下呢

yhgfriend_gz · 发表于 2023-3-21 13:18:33

把C9由0.47uF的电容改成 100k 的电阻试试（不要C9，换成电阻）

mculjf · 发表于 2023-3-21 13:54:39

yhgfriend_gz 发表于 2023-3-21 13:18
把C9由0.47uF的电容改成 100k 的电阻试试（不要C9，换成电阻）
(引用自30楼)

振荡区间往上了，没换之前是20以下，现在是30%就开始了，但是在0的时候可以关断

yhgfriend_gz · 发表于 2023-3-21 14:37:08

mculjf 发表于 2023-3-21 13:54
振荡区间往上了，没换之前是20以下，现在是30%就开始了，但是在0的时候可以关断 ...
(引用自31楼)

在R17的下端加个104电容（运放14脚对地电容），加了电容后还不行，试试将C19去掉

mculjf · 发表于 2023-3-21 14:51:33

yhgfriend_gz 发表于 2023-3-21 14:37
在R17的下端加个104电容（运放14脚对地电容），加了电容后还不行，试试将C19去掉 ...
(引用自32楼)

效果不明显

neqee · 发表于 2023-3-21 22:20:07

奇怪为什么不用三极管？还有就是用恒流芯片不就行了，为什么要搞这么复杂？比如：

lwy86 · 发表于 2023-3-21 23:38:17

mculjf 发表于 2023-3-20 11:00
重新修改了下，MOS管G脚波形出现正弦波，发生振荡了吗，怎么解决它？ ...
(引用自13楼)

看看接线的长度长吗，如果对速度要求不高的话可以在负载1脚和GND 靠近MOSFET的位置并一个10～100UF的低内阻电容试试，另外其实U1D和U1C都可以不要了，10A的反馈电压都有750mV了。反馈电压直接经电阻回去U1B的6脚即可。建议你按我上一楼的建议试试，PWM电压反相后经电阻接入U1B第6脚，这样会稳定一点的。另外你的采样电阻取大了，假设电流能平均的话，单个采样电阻都有3.75W了，更何况你的电路电流不可能平均的，你不用考虑温漂吗?

mculjf · 发表于 2023-3-22 09:24:41

放电电流达不到10A ,在2A左右情况会比较多一点

king风 · 发表于 2023-7-13 15:39:04

学习，恒流源！再问下，楼主最近有进展吗，学习下！

Joshua_Astray · 发表于 2023-7-13 16:15:50

本帖最后由 Joshua_Astray 于 2023-7-13 16:17 编辑

你这设计也太复杂了

负载电流I=VIN*R1/R2/R3，
这个电路运放供电电压需要大于VCC，
Q2可以用NMOS替代。

或者Q2用PMOS替代，右边的运放同相输入端和反向输入端对调，这样就没有运放电压大于VCC的要求。

另外如果是PWM输入的话，左边的运放同相输入前加一个低通滤波器即可

另外运放需要选择VOS尽可能小的，如果用PMOS且运放供电电压=VCC的情况，运放也需要选轨到轨的

lyping1987 · 发表于 2023-7-13 17:02:58

直接用大功率三极管当负载可好？搞不好更简单可靠。反正最终都是热功耗出去，现在电路中的“负载”也是发热吧。

d__xin · 发表于 2023-7-14 10:15:46

neqee 发表于 2023-3-21 22:20
奇怪为什么不用三极管？还有就是用恒流芯片不就行了，为什么要搞这么复杂？比如：
...
(引用自34楼)

好久没关注这块，现在的片子都这么好用了啊，不错不错。

mculjf · 发表于 2023-7-15 09:22:50

目前还没进展，存在两个问题：
1.精度比较低，步长在0.1A不到
2.发热大

mainbp · 发表于 2023-7-15 10:08:13

mculjf 发表于 2023-7-15 09:22
目前还没进展，存在两个问题：
1.精度比较低，步长在0.1A不到
2.发热大
(引用自41楼)

可以尝试下，c6,r20去掉。工作状态测运放2，3脚电压值与波形。

mainbp · 发表于 2023-7-15 10:10:14

mculjf 发表于 2023-7-15 09:22
目前还没进展，存在两个问题：
1.精度比较低，步长在0.1A不到
2.发热大
(引用自41楼)

线性的，发热大正常。

mculjf · 发表于 2023-7-15 13:51:37

mainbp 发表于 2023-7-15 10:10
线性的，发热大正常。
(引用自43楼)

现在发热就不管了，关键精度达不到，1是步长太大，调不到坛子里每步几十个MA的，2是怎么提高精度

mainbp · 发表于 2023-7-15 16:25:22

mculjf 发表于 2023-7-15 13:51
现在发热就不管了，关键精度达不到，1是步长太大，调不到坛子里每步几十个MA的，2是怎么提高精度 ...
(引用自44楼)

理论上，只要运放3脚电压稳定就可以很稳定啊

mainbp · 发表于 2023-7-15 16:28:08

mculjf 发表于 2023-7-15 13:51
现在发热就不管了，关键精度达不到，1是步长太大，调不到坛子里每步几十个MA的，2是怎么提高精度 ...
(引用自44楼)

看到你是单电源12V，LM358 ；考虑它不是轨道轨没？（小电流恒不住）

mculjf · 发表于 2023-7-15 16:58:23

mainbp 发表于 2023-7-15 16:28
看到你是单电源12V，LM358 ；考虑它不是轨道轨没？（小电流恒不住）
(引用自46楼)

0.2A以下放电，误差很大，以上的话稳定到很稳定，精度在1.2%左右，但是设置放电电流时，调整占空比，一步对应电流100MA左右，调不到坛子里每步几十个MA的。

mainbp · 发表于 2023-7-15 19:28:46

mculjf 发表于 2023-7-15 16:58
0.2A以下放电，误差很大，以上的话稳定到很稳定，精度在1.2%左右，但是设置放电电流时，调整占空比，一步 ...
(引用自47楼)

问题就具体了，针对性解决吧；

mculjf · 发表于 2023-7-17 10:59:13

mainbp 发表于 2023-7-15 19:28
问题就具体了，针对性解决吧；
(引用自48楼)

但是设置放电电流时，调整占空比，一步对应电流100MA左右，调不到坛子里每步几十个MA的。这个问题没有思路，请指点下呢

mainbp · 发表于 2023-7-17 12:48:03

mculjf 发表于 2023-7-15 16:58
0.2A以下放电，误差很大，以上的话稳定到很稳定，精度在1.2%左右，但是设置放电电流时，调整占空比，一步 ...
(引用自47楼)

很稳定就是电流环路没问题。步进不行，应该就是设置电压不行。增加细分;提高那个5v稳定度;或者改dac。

恒流放电,模拟仿真可以,但实际电路就不行,MOS管也烫

本帖子中包含更多资源

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源